梨成熟果多酚提取工藝條件的優化

蘇艷麗　田永真　楊健

摘要[目的]提高梨果實多酚的提取率，研究梨成熟果多酚的提取工藝條件。[方法]利用超聲波輔助提取法，在單因素試驗的基礎上結合正交試驗對梨果實多酚的提取工藝條件進行優化。[結果] 梨成熟果多酚提取的最佳工藝條件是甲醇濃度100%、料液比1∶15（g∶mL）、超聲溫度50 ℃和超聲時間5 min，在此條件下提取率是0.056 4 mg/g。[結論]研究可為梨加工品種的篩選及梨資源的高效利用提供參考。

關鍵詞梨果實；多酚；提取工藝；優化

中圖分類號S661.2文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2017）30-0102-03

Abstract [Objective]In order to improve extraction rate of polyphenol of pear fruit，to study the extraction process of polyphenols of pear fruit.[Method]The extraction technology of ultrasonic assistant was used in this paper.Orthogonal experiment was conducted based on the single factor.[Result] The optimized conditions of polyphenol of pear fruit were as follows： methanol concentration 100%，solidliquid 1∶15（g∶mL），the extraction temperature 50 ℃ and the extraction time 5 min.The yield of polyphenols was 0.056 4 mg/g.[Conclusion]The study can provide reference for the selection of pear processing varieties and the efficient utilization of pear resources.

Key wordsPear fruit；Polyphenols；Extraction conditions；Optimization

梨是我國主要水果之一，素有“百果之宗”的美譽，在我國栽培范圍廣泛，種質資源極為豐富。梨果實不僅肉質脆嫩、汁多味甜，含有多種營養成分，而且還頗具芳香，適合廣大消費者的口味，同時具有一定的醫用價值和保健作用，梨的保健作用與其所含多酚類物質密切相關[1-3]。

近年來，隨著梨副產品的日益增多，梨中多酚類物質成分引起人們的關注，酚類物質是引起梨果實褐變的主要成分[4]，并且對梨及其制品的感官品質有直接影響。已有研究主要集中在梨及梨制品褐變的控制方面，包括貯藏過程中褐變度及多酚含量變化[5]、梨果汁褐變機理[6]和梨汁酶促褐變理化因子[7]等。梨果實是加工生產梨制品的主要原材料，因此，研究梨果實中多酚類物質的組成、含量具有很大的實際意義。目前，對梨多酚提取工藝的報道僅有果皮、果心及梨幼果[8-10]，提取方法大多是溶劑靜置提取法[11-12]，超聲波提取法已普遍應用于蘋果多酚[13]、香蕉皮多酚[14]、石榴葉多酚[15]和橘子皮多酚[16]等酚類物質的提取，具有縮短提取時間、提高提取率、減少溶劑的用量、節約能源等優點[17]。趙梅等[12]用溶劑靜置提取法優化了梨幼果多酚的提取條件，但采用超聲法提取梨成熟果多酚的條件優化目前尚少見報道。筆者以梨成熟果為試驗材料，利用超聲波提取技術，通過對提取溶劑濃度、料液比、超聲時間和超聲溫度等提取條件的研究，對梨果實多酚的提取工藝條件進行優化，為進一步開展對酚類物質的研究奠定基礎，為梨加工品種的篩選、梨制品的開發和梨資源的高效利用提供參考，也為超聲提取植物多酚類物質的工業化生產提供理論和試驗依據。

1材料與方法

1.1材料供試原料用中梨1號成熟果，采自中國農業科學院鄭州果樹研究所梨資源圃。主要試劑：

沒食子酸標準品購自Sigma公司，色譜純，稀釋20倍備用；其他試劑均為分析純。主要儀器：AB104-N電子天平，上海精密儀器儀表有限公司；KQ5200E超聲波清洗儀，昆山市超聲儀器有限公司；TU-1901雙光束紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司。

1.2方法

1.2.1總多酚的提取。

選取健康成熟的梨果實，去皮去核后把果肉切成小塊，迅速用液氮冷凍，粉碎機粉碎；然后準確稱取粉碎后的果肉5 g，加入適量的提取溶劑，經超聲浸提、過濾、旋轉濃縮后定容至10 mL，即為梨果實總多酚提取液。

1.2.2總多酚含量的測定。

參考Folin-酚法[18]測定，方法稍調整，準確移取1.0 mL上述提取液，加入1.0 mL FC顯色劑和3.0 mL 7.5%碳酸鈉溶液于10 mL離心管中，混合均勻，避光顯色30 min，在765 nm 波長下測定其吸光度。

1.2.3標準曲線的繪制。

準確稱取沒食子酸標準品2.75 mg，用超純水溶解，定容至50 mL，得質量濃度為50 mg/L的標準溶液。再分別準確移取此溶液0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 mL于5 mL容量瓶中，加入1.0 mL FC顯色劑和3.0 mL 7.5%的碳酸鈉溶液，混勻，用超純水定容至刻度處，以水作為空白對照，將上述6份標準溶液避光顯色30 min，在765 nm波長下測定其吸光度。以沒食子酸質量濃度為橫坐標，吸光度值為縱坐標，建立標準曲線并進行回歸分析，得出回歸方程，通過標準曲線計算總多酚含量。

1.2.4多酚得率的計算。計算公式如下：

多酚提取率（mg/g）=C×V×N/m

式中，C為提取液中多酚質量濃度（mg/mL）；V為提取液體積（mL）；N為稀釋倍數；m為梨成熟果果肉質量（g）。

1.2.5單因素試驗。

選取提取溶劑、顯色時間、溶劑濃度、料液比、超聲時間和超聲溫度為影響因素，進行單因素試驗。固定甲醇濃度100%、料液比1∶20（g∶mL）、超聲溫度40 ℃、超聲時間10 min、功率150 W、顯色時間30 min，采用不同的提取溶劑：乙酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇，不同的顯色時間：30、60、90、120 min，不同的甲醇濃度：30%、50%、70%、90%，料液比設定為1∶1、1∶10、1∶20、1∶30 （g∶mL），超聲溫度設定為30、40、50、60 ℃，超聲時間設定為5、10、20、30 min，分別進行單因素試驗，分析各因素不同水平對梨成熟果多酚提取率的影響。

1.2.6正交試驗。

在單因素試驗的基礎上，進一步考察甲醇濃度、料液比、超聲時間和超聲溫度對梨成熟果總多酚提取率的影響，設計4因素3水平L9（34）的正交試驗。正交試驗因素水平設計見表1。

2結果與分析

2.1標準曲線的繪制

根據上述方法繪制沒食子酸標準曲線如圖1所示，線性回歸方程y=0.075 2x+0.007 9，相關系數R2=0.997 4，其中x表示沒食子酸的濃度（mg/L），y表示765 nm波長下的吸光度值。從標準曲線可以看出，在質量濃度0～8.0 mg/L范圍內有較好的線性關系。

2.2單因素試驗

2.2.1提取溶劑和顯色時間對梨成熟果中總多酚提取率的影響。

由表2可看出，不同的顯色時間下，甲醇為提取溶劑時多酚的提取率最高，但差異不大。為了節約試驗時間，顯色時間選30 min較合適。

2.2.2甲醇濃度對梨成熟果中總多酚提取率的影響。

由圖2可看出，隨著甲醇濃度的增加，多酚含量持續提高，由于甲醇濃度為70%和90%時，多酚得率之間差異顯著（Sig.=0.000 0），因此，甲醇濃度選多酚提取率最高的90%。這說明多酚類物質在高濃度的甲醇溶液中溶解度增加，提取溶劑濃度低，不利于多酚物質的提取，這與趙梅等[12]、歐陽玉祝等[19]的研究結果一致。

2.2.3料液比對梨成熟果中總多酚提取率的影響。由圖3可以看出，料液比1∶20（g∶mL）之前，隨著料液比中溶劑用量的增大，多酚提取率逐漸增加；之后，隨著料液比中溶劑用量的提高，多酚提取率反而有下降的趨勢。可能是料液比達到1∶20（g∶mL）時，溶劑已經能將梨成熟果樣品中的多酚物質提取出來，繼續增加提取溶劑，會使其他一些雜質也溶解出來，反而使多酚提取率降低，也浪費溶劑。且料液比為1∶10（g∶mL）和料液比1∶20（g∶mL）時多酚提取率差異不顯著，綜合考慮試驗成本和提取效率，料液比選擇1∶10（g∶mL）較為合適。

2.2.4超聲溫度對梨成熟果中多酚提取率的影響。

由圖4可看出，超聲溫度在30～40 ℃時，隨著溫度的升高，多酚含量顯著增加，并且在40 ℃時，多酚含量達到最大，之后隨溫度的升高反而呈下降趨勢。可能原因是隨著溫度的升高，導致已被提取出的多酚類物質發生氧化和降解反應，所以選擇最佳超聲溫度為40 ℃。

2.2.5超聲時間對梨成熟果中總多酚提取率的影響。

由圖5可看出，在超聲時間10和20 min條件下，多酚含量的變化并不明顯，隨著時間的延長，多酚含量逐漸減少，可能是由于超聲時間過長導致梨果實部分多酚化學結構遭到破壞，從而使多酚提取率降低；另外，超聲時間越長，消耗的能量越多，故選擇最佳超聲時間為10 min。

2.3正交試驗優化梨果實多酚提取條件

正交試驗優化結果見表2，通過各因素的極差R比較發現，RA>RB>RD>RC ，影響多酚提取率的因素依次為甲醇濃度、料液比、超聲溫度、超聲時間，甲醇濃度和料液比是影響總多酚提取率的主要因素。綜合各因素K值和直觀比較，得出梨成熟果總多酚提取的最佳工藝組合為A3B3C1D3，即甲醇濃度100%，料液比1∶15（g∶mL），超聲時間5 min，超聲溫度50 ℃。

2.4驗證試驗

由正交試驗結果分析最佳提取工藝，在甲醇濃度100%，料液比1∶15（g∶mL），超聲溫度50 ℃，超聲提取5 min條件下做驗證試驗，得到梨成熟果總多酚的提取率為0.056 4 mg/g。結果表明，此方法提取效率較高，且具有良好的穩定性，得率符合正交試驗的理論推測，因此確定此工藝條件最佳。

3結論與討論

果實中總多酚的提取溶劑多用乙醇[20-25]，梨果實中多酚的提取溶劑多用甲醇[26-27]，與該研究認為甲醇為梨成熟果實最佳提取溶劑相一致。該試驗采用超聲波提取法，從甲醇濃度、料液比、超聲溫度、超聲時間幾個方面，對梨成熟果實總酚的提取條件進行優化，得出影響梨果實多酚提取率的主要因素是甲醇濃度和料液比，與影響柿果多酚提取率的影響因素分析一致[28]。該研究建立了梨果實總多酚的提取方法，最佳提取條件為甲醇濃度100%，料液1∶15 （g∶mL），超聲時間5 min，超聲溫度50 ℃，此工藝條件下多酚提取率0.056 4 mg/g。該工藝可靠、穩定，具有一定的參考價值，為梨果實多酚的進一步研究奠定基礎。

參考文獻

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董忠義，董曉彤.梨的營養與藥用功效[J].北方園藝，1996（4）：36.

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[3] CHEN J L，WANG Z F，WU J H，et al.Chemical compositional characterization of eight pear cultivars grown in China[J].Food chemistry，2007，104：268-275.