石榴皮多酚的提取工藝探究

吳 琳，王周利，高振鵬

（1.長安銀行寶雞分行營業部，陜西寶雞 721000；2.西北農林科技大學食品科學與工程學院，陜西楊凌 712100）

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮石榴皮，產自陜西省咸陽市。

沒食子酸，天津市科密歐化學試劑有限公司產品；福林酚試劑，北京索萊寶科技有限公司產品；無水乙醇，四川西隴化工有限公司產品。

1.2 儀器與設備

電子天平、多用高速粉碎機、電熱恒溫干燥箱、恒溫水浴鍋、旋轉蒸發儀。

2 試驗方法

2.1 原料預處理

將新鮮的石榴皮洗凈，于40℃條件下進行熱風干燥48 h，用粉碎機粉碎，過60目篩后備用。

2.2 溶劑法提取石榴皮多酚單因素試驗

2.2.1 提取溶劑的選擇

在多酚的提取方法中，溶劑提取法最為傳統。多酚類物質由于極性較強，因此與親水性有機溶劑具有較好的互溶性，如水、乙酸乙酯、丙酮、甲醇及乙醇等試驗確定乙醇作為提取溶劑[1-5]。

2.2.2 乙醇體積分數的確定[6-10]

準確稱取石榴皮粉末2.000 g于250 mL圓底燒瓶中，固定料液比（1∶20）、提取溫度（30℃）、提取時間（1.0 h），分別選擇體積分數為20%，30%，40%，50%，60%的乙醇進行回流提取。取上清液測定石榴皮總多酚含量。

2.2.3 提取溫度對石榴皮多酚得率的影響[11-14]

根據2.2.2確定乙醇體積分數，提取溫度分別選擇30，40，50，60，70℃，測定多酚總含量。

2.2.4 提取時間對石榴皮多酚得率的影響

根據2.2.3確定提取溫度，提取時間分別選擇0.5，1.0，1.5，2.0，3.0 h，測定多酚總含量。

2.2.5 提取料液比對石榴皮多酚得率的影響

根據2.2.4確定提取時間，料液比分別選擇1∶5，1∶10，1∶20，1∶30，1∶40 （g∶mL），測定多酚總含量。

2.3 正交試驗優化多酚提取工藝

根據提取石榴皮多酚的單因素試驗，將多酚得率作為主要評價指標，選取乙醇體積分數（A）、提取溫度（B）、提取時間（C）、料液比（D） 4個因素，采用L9（34）進行正交試驗，優化石榴皮多酚提取條件。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計

3結果與分析

3.1 溶劑法提取石榴皮多酚單因素試驗結果

3.1.1 乙醇體積分數對石榴皮多酚提取效果的影響

乙醇體積分數對石榴皮多酚提取率的影響見圖1。

圖1 乙醇體積分數對石榴皮多酚提取率的影響

由圖1可知，石榴皮多酚提取率隨著乙醇體積分數增大呈現先增大后減少的趨勢，當乙醇體積分數為30%時提取率最高，達到22.35%，當乙醇體積分數增大到60%時，提取率降低到17.75%。該結果可能由于一定體積分數的乙醇易于破壞存在于多酚類物質與多糖、蛋白質等之間的氫鍵及疏水鍵，但體積分數較大時，提取溶劑乙醇與石榴皮多酚之間的極性差異增大，致使提取率降低。因此最適乙醇濃度為30%。

3.1.2 提取溫度對石榴皮多酚提取效果的影響

提取溫度對石榴皮多酚提取率影響見圖2。

圖2 提取溫度對石榴皮多酚提取率的影響

由圖2可知，隨著提取溫度升高，石榴皮多酚提取率呈現先增大后略有減少的趨勢，當溫度為50℃時提取率最高，達到22.13%。該現象可能由于升溫有利于分子運動，能夠促進多酚物質溶出，但溫度較高時會破壞多酚類物質結構，如發生氧化或者分解等變化，導致最終提取率降低。因而提取溫度選擇50℃。

3.1.3 提取時間對石榴皮提取效果的影響

提取時間對石榴皮多酚提取率影響見圖3。

圖3 提取時間對石榴皮多酚提取率影響

由圖3可知，石榴皮多酚提取率隨著時間增加呈現先增大而后減少趨勢，提取時間為1～2 h時，多酚提取率較高。這很可能是由于在一定的提取時間下，回流提取較為充足，促使多酚類物質能夠較多的溶出。當時間延長時（2～3 h），多酚提取效果變差，總多酚得率明顯減少，這可能源于石榴皮多酚的不穩定性。考慮到經過1 h和2 h提取的多酚得率分別為21.47%和22.04%，綜合提取效果、經濟成本等，確定提取時間為1～2 h。

3.1.4 料液比對提取效果的影響

影響原料中多酚提取效果的因素眾多，料液比是一項重要因素。料液比合適時，既可以將原料中的多酚類物質提取充分，同時又能減少提取溶劑的使用、降低成本。

料液比對石榴皮多酚提取率影響見圖4。

由圖4可知，隨著料液比增大，石榴皮多酚得率也在增大，當料液比1∶5～1∶20時，石榴皮多酚得率的增加幅度較為明顯，1∶20～1∶40時石榴皮多酚的得率增加幅度相對緩慢。說明料液比增大到1∶20左右時，石榴皮中的多酚類物質已經能被充分提取，提取率接近最大值，所以料液比繼續增大時，石榴皮多酚得率沒有明顯增大，考慮到實際應用中的節能因素，選擇料液比為1∶20較為合理。

圖4 料液比對石榴皮多酚提取率影響

3.2 正交試驗優化石榴皮多酚提取工藝試驗結果

根據3.1中提取石榴皮多酚的單因素試驗，將多酚得率作為主要評價指標，采用L9（34）進行四因素三水平正交試驗。

試驗設計及結果見表2，方差分析見表3。

表2 正交試驗及結果

表3 方差分析

由表2可知，根據極差R大小，影響石榴皮多酚得率的各因素主次順序為D＞B＞A＞C，即料液比＞提取溫度＞乙醇體積分數＞提取時間。同時，根據方差分析表可看出，料液比和提取溫度對石榴皮多酚得率影響達到極顯著，乙醇體積分數對石榴皮多酚得率影響達到顯著，而提取時間對石榴皮多酚得率影響為不顯著。

根據正交試驗結果可得，最優試驗組合為A1B3C3D2，即提取時的料液比1∶20（g∶mL），乙醇體積分數20%，提取溫度50℃，提取時間2 h。按照此最優組合進行驗證試驗，結果表明該方法提取的石榴皮總多酚得率為23.27%。

4 結論

試驗采用溶劑回流提取法研究了石榴皮多酚的最佳提取工藝。首先，通過文獻分析結合試驗的應用特點，確定了乙醇作為最佳提取溶劑，并針對影響石榴皮多酚提取效果的4個因素（乙醇體積分數、提取溫度、提取時間、料液比）進行了單因素試驗；其次，在單因素試驗結果的基礎上，進行正交試驗，對提取工藝進行了優化。

試驗結果表明，采用乙醇作為溶劑時，料液比和提取溫度是影響石榴皮多酚提取效果的主要因素，兩者的影響都達到極顯著，乙醇體積分數的影響為顯著，而提取時間的影響不顯著。最佳提取條件為石榴皮粉（過60目篩），以1∶20（g∶mL） 的料液比經過體積分數20%乙醇的回流提取（提取溫度50℃，提取時間2 h），總多酚得率提高為23.27%。參考文獻：

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