響應(yīng)面法優(yōu)化柿渣中單寧提取工藝

沈永賢 陳戀真 陳燕珊 李浩權(quán) 黃汝恒 胡洪超

摘要：【目的】利用響應(yīng)面法優(yōu)化柿渣中單寧的提取工藝，為柿單寧的綜合開(kāi)發(fā)利用提供技術(shù)支持。【方法】利用溶劑浸提法提取成熟柿渣中的單寧，采用福林酚法測(cè)定柿單寧含量，選取pH（水浸提取法）、乙醇體積分?jǐn)?shù)（乙醇浸提法）、料液比、提取時(shí)間和提取溫度為因素，柿單寧提取率（Y）為響應(yīng)值，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，建立回歸方程，優(yōu)化柿渣中單寧的提取工藝。【結(jié)果】3種提取方法獲得的柿單寧提取率排序?yàn)椋簤A性水浸>酸性水浸>乙醇浸提。選用堿性水浸提取法作為提取工藝，建立的回歸方程為：Y=1.75-0.0424A+0.0164B+0.0118C+0.01AB+0.0015AC-0.0005BC-0.2528A2-0.0003B2-0.0179C2（A為pH，B為提取時(shí)間，C為提取溫度）;3個(gè)因素對(duì)堿性水浸提取柿單寧提取率的影響排序?yàn)閜H>提取時(shí)間>提取溫度，兩因素間的交互作用對(duì)柿單寧提取率的影響均不顯著（P>0.05）。最佳提取工藝條件：pH 11、料液比1∶3、提取時(shí)間129 min、提取溫度96.5 ℃，在此條件下獲得柿單寧提取率為1.75%，與理論預(yù)測(cè)值（1.76%）接近。【結(jié)論】采用響應(yīng)面法優(yōu)化柿渣中單寧的提取工藝穩(wěn)定、可行，具有實(shí)用價(jià)值，可在生產(chǎn)實(shí)際中推廣。

關(guān)鍵詞： 柿渣;柿單寧;響應(yīng)面;提取優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)： S665.209.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：2095-1191（2021）11-3076-09

Optimization of the extraction process of persimmon tannin from persimmon residue by response surface methodology

SHEN Yong-xian1，CHEN Lian-zhen2，CHEN Yan-shan2，LI Hao-quan2，

HUANG Ru-heng2，HU Hong-chao1*

（1Zhongkai University of Agriculture and Engineering， Guangzhou? 510225， China; 2Guangzhou Shibio

Biotechnology Co.，Ltd.， Guangzhou? 510000， China）

Abstract：【Objective】The response surface methodology（RSM） was used to optimize the extraction process of persimmon tannin in persimmon residue，providing technical support for the extraction and separation of persimmon tannin and the comprehensive development and utilization of persimmon tannin. 【Method】Solvent extraction of persimmon tannin from persimmon residue was carried out. The persimmon tannin was determined by Folin-Ciocalteu method. The pH（water extraction）， volume fraction of ethanol（ethanol extraction），the material-liquid ratio，extract time，and extract temperature were selected as different experimental factors， persimmon tannin extraction rate（Y） as response value. Based on the experiment of single factor，the combined experimental design of Box-Behnken center was carried out. Establishing regression equation to optimize the extraction process of persimmon tannin from persimmon residue. 【Result】The results showed that the extraction rate of persimmon tannin： alkaline water extraction>acid water extraction>ethanol extraction.Established regression equation of alkaline water extraction was：Y=1.75-0.0424A+0.0164B+0.0118C+0.01AB+0.0015AC-0.0005BC-0.2528A2-0.0003B2-0.0179C2（A was the pH，B was the extraction time and C was the extraction temperature）. The influence order of the three factors on yield of extraction rate of persimmon tannin by alkaline water extraction was pH>extraction time>extraction temperature. The interaction between the two factors on extraction rate of persimmon tannin was not significant（P>0.05）.The optimal process conditions were：pH 11，solid-liquid ratio 1∶3，extraction time 129 min，extraction temperature 96.5℃，and the extraction yield was 1.75%，which was close to the theoretical prediction（1.76%）. 【Conclusion】The response surface method is used to optimize the extraction process of persimmon tannin in persimmon residue，which is stable and feasible. It has practical value and can be popularized in production.

Key words： persimmon residue; persimmon tannin; response surface methodology; extraction optimization

Foundation item： Guangdong-Hong Kong Cooperation Project（2017A050506055）; Guangdong Provincial Education Department Project（2017KZDXM045）

0 引言

【研究意義】柿子原產(chǎn)于我國(guó)，至今已有3000多年的栽培和加工歷史（楊恒等，2019）。截至2019年，我國(guó)柿子年產(chǎn)量達(dá)329.40萬(wàn)t（國(guó)家統(tǒng)計(jì)局，2019）。目前，我國(guó)對(duì)柿子的開(kāi)發(fā)利用主要是制作柿餅、柿醬、柿子酒、柿子醋及果汁飲料等，市場(chǎng)需求有限，以致柿子收購(gòu)價(jià)低，大量的柿子被棄采而爛掉（王建新和徐冉，2019;馮娟等，2020）。研究表明，與五倍子單寧等植物多酚相比，柿單寧分子量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，更易與重金屬、蛋白質(zhì)等形成絡(luò)合沉淀（張寶善和陳綿屏，1997;Akagi et al.，2010;Li et al.，2010），可用于空氣凈化（崔翠等，2015;嚴(yán)敬華，2020）、金屬離子回收（蔣文斌等，2018;易慶平等，2018）、作抗氧化劑（Tian et al.，2012）和材料改性處理等（Du et al.，2020）。柿子在加工成果汁、果酒和果醋后殘余的柿渣中富含果膠、柿單寧等物質(zhì)（王西娜，2015），因此，研究柿渣中提取單寧的工藝既可為企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，又能促進(jìn)以柿單寧為原料的下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從根本上拓展市場(chǎng)對(duì)柿果的需求。【前人研究進(jìn)展】近年來(lái)，越來(lái)越多學(xué)者開(kāi)展了對(duì)柿單寧的研究。辛國(guó)賢等（2013）研究柿單寧粗提物對(duì)氨氣、醋酸、異戊酸、三甲胺和吲哚的除臭效果，發(fā)現(xiàn)柿單寧粗提物對(duì)這5種臭味化合物有明顯吸附能力，對(duì)異戊酸、三甲胺和吲哚的吸附能力尤其顯著;曾繁濠（2015）采用超聲輔助提取恭城月柿中的柿單寧，所得的水解單寧和縮合單寧提取率分別為80.61%和83.58%;Zhou等（2016）從柿葉中超聲輔助提取，經(jīng)大孔樹(shù)脂純化得到純度為39.56%的單寧提取物，并探討了其抗輻射性能;高明敏（2019）用不同方法構(gòu)建了氧化石墨烯—柿單寧（PT-GO）用于吸附水體中的亞甲基藍(lán)和磁性氧化石墨烯—柿單寧（Fe3O4/PT/GO）用于吸附水體中Er3+與孔雀石綠，發(fā)現(xiàn)PT-GO對(duì)亞甲基藍(lán)最大吸附量達(dá)256.58 mg/g;而Fe3O4/PT/GO對(duì)孔雀石綠的最大吸附能力可達(dá)560.58 mg/g，對(duì)Er3+的最大吸附量達(dá)366.67 mg/g，吸附過(guò)程均是自發(fā)和吸熱。李玉巍和孔祥舜（2019）對(duì)柿皮粉中的單寧進(jìn)行提取和純化，得到其提取率為21.5%。近年來(lái)，在提取植物單寧的領(lǐng)域上也廣泛應(yīng)用響應(yīng)面法優(yōu)化其提取工藝，如提取五倍子（秦清等，2012）、香蕉皮（劉細(xì)祥等，2014）、刺梨（李志等，2019）、苣荬菜根（賈貴華和任雪峰，2020）和桃金娘果（徐陽(yáng)純等，2021）的單寧。【本研究切入點(diǎn)】目前，大多研究者主要從青柿渣（曾繁濠，2015）、柿葉（于曉銳等，2018）和青柿皮（李玉巍和孔祥舜，2019）中提取單寧，以成熟柿子渣為原料，通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化柿單寧提取工藝的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】通過(guò)單因素試驗(yàn)探討提取溫度、提取時(shí)間和料液比等因素對(duì)水浸提取法和乙醇浸提法對(duì)柿單寧提取率的影響;在此基礎(chǔ)上通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)分析確定提取柿單寧的最佳工藝條件，為柿單寧后續(xù)生產(chǎn)和綜合利用提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

柿渣由桂林柿寶生物科技有限責(zé)任公司提供。濃鹽酸（分析純）購(gòu)自廣州化學(xué)試劑二廠，無(wú)水乙醇、氫氧化鈉、磷酸、鎢酸鈉、鉬酸鈉、沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品和無(wú)水碳酸鈉均為分析純，購(gòu)自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。主要儀器設(shè)備：數(shù)顯恒溫水浴鍋（HH-1，江蘇科析儀器有限公司）、TGL-16B離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）、RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）和新世紀(jì)紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)（T6，北京普析通用儀器有限公司）。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 柿單寧提取與分析 水浸提取法：取100.0 g柿渣，加入去離子水，調(diào)節(jié)pH，恒溫水浴加熱。酸性提取結(jié)束后離心，取上清液濃縮醇沉除果膠;堿性提取結(jié)束后，調(diào)節(jié)pH至5，離心，取上清液濃縮醇沉除果膠。乙醇浸提法：取100.0 g柿渣，加入酸性乙醇溶液，恒溫水浴加熱，提取結(jié)束后離心，取上清液進(jìn)行濃縮。以上試驗(yàn)均平行3次。

分析方法：采用Folin-酚法（Singleton et al.，1999;王勇等，2011）測(cè)定提取濃縮液中柿單寧含量。吸取適量的提取濃縮液，置于250 mL容量瓶中，提取濃縮液定容得到樣品液;吸取1 mL樣品液于100 mL容量瓶中，搖勻、定容;取1 mL稀釋后溶液于10 mL比色管中，加入2 mL去離子水，搖勻后加入1 mL F-D試劑和3 mL碳酸鈉溶液，定容至刻度線，搖勻，于50 ℃下水浴加熱5 min后，在760 nm波長(zhǎng)處測(cè)定試液的吸光值。試驗(yàn)平行重復(fù)3次，取平均值。根據(jù)Folin-酚法得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算柿單寧濃度并代入公式，即可求得柿單寧提取率。

W（%）=C×V/（1000000×M）×100

式中，W為柿單寧提取率（%），C為柿單寧濃度（mg/L），V為定容體積（250 mL），M為柿子渣質(zhì)量（100 g）。

1. 2. 2 單因素試驗(yàn) 以柿單寧提取率為指標(biāo)，考察pH（水浸提取法）、乙醇體積分?jǐn)?shù)（乙醇浸提法）、料液比（柿渣與提取液質(zhì)量之比，g/g）、提取時(shí)間和提取溫度等因素對(duì)柿單寧提取效果的影響。

1. 2. 2. 1 pH對(duì)水浸提取法柿單寧提取率的影響

分別設(shè)置pH為2、3、4、5、6（酸性條件）和8、9、10、11、12（堿性條件），在料液比1∶3、提取時(shí)間120 min、提取溫度100 ℃的條件下進(jìn)行水浸提取，計(jì)算酸性條件和堿性條件下的柿單寧提取率。

1. 2. 2. 2 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)乙醇浸提法柿單寧提取率的影響 分別設(shè)置乙醇體積分?jǐn)?shù)為40%、50%、60%、70%和80%，在料液比1∶3、提取時(shí)間120 min、提取溫度60 ℃的條件下進(jìn)行乙醇浸提，計(jì)算柿單寧提取率。

1. 2. 2. 3 料液比對(duì)柿單寧提取率的影響 分別設(shè)置料液比為1∶2、1∶3、1∶4、1∶5和1∶6，在pH 2和pH 11、提取時(shí)間120 min、提取溫度100 ℃的條件下進(jìn)行水浸提取;在乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、提取時(shí)間120 min、提取溫度60 ℃的條件下進(jìn)行乙醇浸提，各計(jì)算其柿單寧提取率。

1. 2. 2. 4 提取時(shí)間對(duì)柿單寧提取率的影響 分別設(shè)置提取時(shí)間為30、60、90、120和150 min，在pH 2和pH 11、料液比1∶3，提取溫度100 ℃的條件下進(jìn)行水浸提取;在乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、料液比1∶3、提取溫度60 ℃的條件下進(jìn)行乙醇浸提，各計(jì)算其柿單寧提取率。

1. 2. 2. 5 提取溫度對(duì)柿單寧提取率的影響 在水浸提取法中，分別設(shè)置提取溫度為60、70、80、90和100 ℃，在pH 2和pH 11、料液比1∶3、提取時(shí)間120 min的條件下進(jìn)行提取，計(jì)算柿單寧提取率。在乙醇浸提法中，分別設(shè)置提取溫度為30、40、50、60和70 ℃，在乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、料液比1∶3、提取時(shí)間120 min的條件下進(jìn)行提取，計(jì)算柿單寧提取率。

1. 2. 3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì) 以單因素試驗(yàn)中柿單寧提取率為指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)堿性水浸提取效果遠(yuǎn)比酸性水浸提取和乙醇浸提好，故采用堿性水浸提取法，固定料液比為1∶3，以柿單寧提取率（Y）為指標(biāo)，選取pH、提取時(shí)間和提取溫度作為響應(yīng)面試驗(yàn)因素;采用Design-Expert 12.0進(jìn)行Box-Behnken設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)并分析。響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

1. 3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)各平行3次，取平均值。響應(yīng)面數(shù)據(jù)采用Design-Expert 12.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使用OriginPro 2021制圖。

2 結(jié)果與分析

2. 1 水浸提取法單因素試驗(yàn)結(jié)果

2. 1. 1 pH對(duì)柿單寧提取率的影響 由圖1可知，堿性條件下的柿單寧提取效果優(yōu)于酸性條件，在pH=2和pH=11時(shí)分別達(dá)相應(yīng)條件下的最大提取率，分別為0.68%和1.70%。酸性條件下，隨著pH的降低即酸性的增強(qiáng)，柿單寧提取率逐漸提高;堿性條件下，隨著pH的升高，柿單寧提取率呈先增后減的變化趨勢(shì)。綜合考慮，采用pH=2（酸性水提）和pH=11（堿性水提）作為后續(xù)試驗(yàn)條件。

2. 1. 2 料液比對(duì)柿單寧提取率的影響 由圖2可知，增加水對(duì)柿果的比例，酸性條件下的單寧提取率略有提高，堿性條件下的單寧提取率變化則不明顯。一般來(lái)說(shuō)，增加提取液用量有助于提取率增加，堿性條件增加不明顯可能是因?yàn)槭羻螌幵趬A性條件下易達(dá)到最大溶出量，單純?cè)黾犹崛┯昧繉?duì)其溶出作用已不大。因此柿單寧提取工藝中料液比可確定為1∶3。

2. 1. 3 提取時(shí)間對(duì)柿單寧提取率的影響 從圖3可看出，在酸性和堿性條件下，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，柿單寧提取率逐漸增大，當(dāng)提取時(shí)間從60 min延長(zhǎng)至120 min時(shí)，堿提率從1.07%升至1.75%，增加63.55%;酸提率從0.53%升至0.81%，增加52.83%，但120 min后提取率略有下降。理論上提取時(shí)間越長(zhǎng)柿單寧提取就越充分，提取率就越高，但另一方面，柿單寧受熱條件下極易發(fā)生氧化和自聚等反應(yīng)（Xia et al.，2015），導(dǎo)致柿單寧提取率降低，因此響應(yīng)面試驗(yàn)的提取時(shí)間水平選擇110、120和130 min為宜。

2. 1. 4 提取溫度對(duì)柿單寧提取率的影響 由圖4可知，在酸性和堿性條件下，隨著提取溫度的升高，柿單寧提取率均逐漸增大。這是因?yàn)樘崛囟鹊纳邥?huì)促使柿渣中的組織結(jié)構(gòu)破壞，增加柿果中果膠溶解度，促進(jìn)柿單寧溶出，提高柿單寧提取率。響應(yīng)面試驗(yàn)中提取溫度水平設(shè)為90、95和100 ℃。

2. 2 乙醇浸提法單因素試驗(yàn)結(jié)果

2. 2. 1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)醇提柿單寧提取率的影響

由圖5可知，在乙醇體積分?jǐn)?shù)為40%～80%范圍內(nèi)，柿單寧提取率先增加后減少，在乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%時(shí)提取率達(dá)最大值，為0.2367%;當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)從40%升至60%時(shí)，柿單寧提取率從0.2133%提高至0.2367%，提高10.97%;而在乙醇體積分?jǐn)?shù)從60%升至80%時(shí)，柿單寧提取率由0.2367%降低至0.1933%，降低18.34%。

2. 2. 2 料液比對(duì)醇提柿單寧提取率的影響 如圖6所示，隨著乙醇溶液用量的增加，柿單寧提取率逐漸升高，但變化不明顯。提取率提升可能是因?yàn)橐掖加昧康脑黾釉龃罅耸猎c提取劑的接觸面積，促進(jìn)柿單寧浸出;但整體上柿單寧提取率提升趨勢(shì)變化較小，提取率也無(wú)明顯變化，可能是柿單寧在乙醇溶液中基本達(dá)到最大溶解限度，繼續(xù)增加乙醇用量已無(wú)法浸出更多的柿單寧所致。

2. 2. 3 提取時(shí)間對(duì)醇提柿單寧提取率的影響 如圖7所示，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，柿單寧提取率逐漸增大且趨勢(shì)明顯。當(dāng)提取時(shí)間從60 min延長(zhǎng)至120 min時(shí)，提取率從0.1230%上升至0.2373%，增加92.93%;當(dāng)提取時(shí)間超過(guò)120 min后，柿單寧提取率趨于平穩(wěn)且有緩慢降低的趨勢(shì)。

2. 2. 4 提取溫度對(duì)醇提柿單寧提取率的影響 從圖8可看出，隨著提取溫度的提高，柿單寧提取率先升高后降低，60 ℃時(shí)達(dá)最大值，為0.2280%。當(dāng)提取溫度在30～60 ℃時(shí)，溫度的升高促進(jìn)柿單寧在乙醇體系中的浸出，且其對(duì)乙醇的蒸發(fā)影響有限，因此柿單寧提取率保持增加;但當(dāng)提取溫度超過(guò)60 ℃時(shí)，隨著溫度的升高，乙醇逐漸被蒸發(fā)，體系中溶劑質(zhì)量不斷減少，使得柿單寧浸出量變少，故柿單寧提取率也相應(yīng)降低。

2. 3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2. 3. 1 回歸方程建立及方差分析結(jié)果 采用Design-Expert 12.0設(shè)計(jì)響應(yīng)面（Box-Behnken）試驗(yàn)，結(jié)果如表2所示。共設(shè)計(jì)17個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，設(shè)5個(gè)零點(diǎn)及12個(gè)分析因點(diǎn)，其中自變量為分析因點(diǎn)，取值（以單因素試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)）于pH（A）、提取時(shí)間（B）和提取溫度（C）中所構(gòu)成的三維頂點(diǎn)，零點(diǎn)為pH、提取時(shí)間和提取溫度的中心點(diǎn)，為保證試驗(yàn)重復(fù)性，點(diǎn)試驗(yàn)進(jìn)行3次，以降低不可控因素對(duì)試驗(yàn)的干擾。對(duì)表2中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到柿單寧提取率理論值（Y）與pH（A）、提取時(shí)間（B）和提取溫度（C）的回歸方程為：Y=1.75-0.0424A+0.0164B+0.0118C+0.01AB+0.0015AC-0.0005BC-0.2528A2-0.0003B2-0.0179C2。

對(duì)該模型進(jìn)行方差分析及回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果如表3所示，一次項(xiàng)中，A、B對(duì)柿單寧提取率的線性效應(yīng)極顯著（P<0.01，下同），C則是顯著（P<0.05，下同）;二次項(xiàng)中，A2的影響為極顯著，C2為顯著;交互作用中，AB、AC和BC 3項(xiàng)均不顯著（P>0.05）。在整個(gè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，模型的顯著性檢測(cè)P<0.0001，極顯著;模型的R2為0.9971，調(diào)整R2為0.9933，說(shuō)明該模型與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果的擬合程度良好。根據(jù)顯著性和F可知，影響堿性水浸提取柿單寧提取率的因素排序?yàn)閜H（A）>提取時(shí)間（B）>提取溫度（C）。

2. 3. 2 響應(yīng)曲面三維圖和等高線分析結(jié)果 依照回歸方程，繪制響應(yīng)曲面和等高線，觀察擬合響應(yīng)曲面的形狀，研究pH、提取時(shí)間和提取溫度對(duì)堿性條件水浸提取柿單寧提取率的影響。各因素及其相互作用對(duì)響應(yīng)值的影響可通過(guò)各直觀圖反映出來(lái)，回歸方程的響應(yīng)曲面及其等高線如圖9～圖11所示。從圖9和圖10可看出，同一pH條件下，提取時(shí)間和提取溫度對(duì)柿單寧提取率的影響不大，即AB和AC的交互作用較弱，柿單寧提取率的主要影響因素是pH;圖11結(jié)果則說(shuō)明BC的交互作用較差。綜合來(lái)看，在確定pH的情況下，提取時(shí)間和提取溫度對(duì)柿單寧提取率的影響較小。

2. 3. 3 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果 依據(jù)響應(yīng)面分析結(jié)果，得到從柿渣中提取柿單寧的最佳理論堿性水浸提取工藝條件為：pH 11，提取時(shí)間129 min，提取溫度96.5 ℃，該條件下理論柿單寧提取率為1.76%。為驗(yàn)證響應(yīng)面分析法分析結(jié)果的可靠程度，選用以上優(yōu)化的試驗(yàn)條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，共進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，得到平均提取率為1.75%，與理論預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差為0.57%，與預(yù)測(cè)值接近，說(shuō)明建立的模型可靠，適用于堿性水浸提取柿單寧工藝的優(yōu)化，具有實(shí)用價(jià)值。

3 討論

本研究選用水浸提取法和乙醇提取法對(duì)成熟柿渣中的柿單寧進(jìn)行提取，2種方法均為提取植物多酚類(lèi)物質(zhì)的常用手段。近年來(lái)不少研究者對(duì)不同柿子種類(lèi)、部位進(jìn)行單寧提取研究，得到較高的單寧提取率，如曾繁濠（2015）提取恭城青澀柿中的水解單寧（2.364%）和縮合單寧（3.042%），楊瓊瓊（2016）從柿木皮中提取單寧（5.6%），李玉巍和孔祥舜（2019）對(duì)柿皮粉（0.1722%）進(jìn)行相關(guān)研究，陳美紅等（2009）則研究了未成熟羅田甜柿中柿蒂和柿核部位的單寧含量（分別為50.9%和60.7%）。與上述前人研究結(jié)果相比，本研究的柿單寧提取率較低，不同方法提取柿單寧的效果為：堿性水浸提取>酸性水浸提取>乙醇提取。這是因?yàn)楸狙芯窟x用的原料為成熟柿子渣，其自身柿單寧含量較少而果膠含量較多，故柿單寧提取率較低。同時(shí)，由于柿單寧和果膠常呈現(xiàn)締合狀態(tài)，乙醇浸提法中果膠不易從柿果渣中溶出，因此柿單寧乙醇浸提法的提取率反而不如水浸提取法。在堿性水浸提取下，果膠溶解性更好（Fraeye et al.，2007;Jiang et al.，2020），提取過(guò)程中柿單寧和果膠能更好地分離，柿單寧溶出率增加;但堿性過(guò)高時(shí)，柿單寧提取率反而有所降低，說(shuō)明柿單寧在強(qiáng)堿性溶液中部分發(fā)生降解，與Osawar和Walsh（1993）的研究結(jié)果一致。此外，酸性條件下柿單寧提取率隨酸性增強(qiáng)而提高，是因?yàn)樗嵝詶l件下柿單寧結(jié)構(gòu)內(nèi)作用力減弱，柿單寧酚羥基暴露程度加強(qiáng)，柿單寧從不溶性單寧轉(zhuǎn)化為可溶性單寧，且酸性越強(qiáng)柿單寧水解程度越強(qiáng)，提取率也越高（石碧和狄瑩，2000）。而在乙醇提取中，乙醇體積分?jǐn)?shù)為40%～60%的范圍內(nèi)柿單寧提取率較高，是因?yàn)樵擉w積分?jǐn)?shù)下的乙醇有利于破壞柿渣中柿單寧與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)之間的氫鍵和疏水作用力（張艷萍等，2009），使其單寧的溶出更容易;當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)進(jìn)一步提高時(shí)，柿單寧提取率反而下降，這是因?yàn)樘崛┡c柿單寧的極性差異開(kāi)始增大，柿單寧的溶出量減少，與李西柳（2010）的研究結(jié)果一致。

由于堿性水浸提取法單寧提取率明顯高于其他提取工藝，因此選取柿單寧堿法浸提工藝進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)，以獲取最佳提取工藝條件。同時(shí)，因?yàn)榱弦罕鹊陀?∶3后基本不影響提取率的增加，說(shuō)明該因素的影響較少，考慮后續(xù)生產(chǎn)中的濃縮、干燥工序成本，故料液比不作為響應(yīng)面研究參數(shù)，固定為1∶3，即考察pH、提取時(shí)間和提取溫度對(duì)單寧提取率的影響。根據(jù)響應(yīng)面和等高線結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在堿性水浸提取中，pH與提取時(shí)間、pH與提取溫度之間的交互作用較弱，柿單寧提取率的主要影響因素是pH。而在確定pH的情況下，提取時(shí)間與提取溫度之間的交互作用也較差，對(duì)柿單寧提取率的影響較小。利用響應(yīng)面法不僅能分析各因素間交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響，還可優(yōu)化柿渣中柿單寧提取工藝，有助于轉(zhuǎn)化成工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)，有利于節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境，提高柿子的高附加值利用。為更深入地了解柿單寧的效用，下一步將對(duì)柿單寧實(shí)際應(yīng)用方面進(jìn)行研究。

4 結(jié)論

本研究通過(guò)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面分析對(duì)柿渣中提取柿單寧的工藝進(jìn)行優(yōu)化，比較發(fā)現(xiàn)堿性水浸提取的提取率較高，優(yōu)化后的工藝條件為：pH 11、料液比1∶3、提取時(shí)間129 min、提取溫度96.5 ℃。試驗(yàn)精確度較高，操作簡(jiǎn)單，可用于從柿渣中提取柿單寧。

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收稿日期：2021-04-08

基金項(xiàng)目：粵港合作項(xiàng)目（2017A050506055）;廣東省教育廳項(xiàng)目（2017KZDXM045）

通訊作者：胡洪超（1980-），https：//orcid.org/0000-0002-9070-5893，博士，主要從事天然產(chǎn)物提取與環(huán)境功能材料研究工作，E-mail：samhuhongchao@gmail.com

第一作者：沈永賢（1996-），https：//orcid.org/0000-0001-7057-9968，研究方向?yàn)榄h(huán)境功能材料，E-mail：sumwingjin@163.com