超声-微波协同萃取法提取荔枝壳中多酚
赵文华1，韩淑琴1，王俊1，魏玲玲1，谢美婷1
（1中山职业技术学院，广东 中山 528404）
摘 要：采用超声-微波协同萃取法提取荔枝壳中的多酚成分。通过单因素与正交组合试验得到最佳提取工艺条件为：液固比 25%，乙醇浓度 60%，，提取温度45℃，提取时间
30min，该条件下的提得率达到了质量比1.68%。该方法环保高效。
关键词：荔枝壳；多酚；超声-微波协同提取（UMAE）
Ultrasonic-Microwave
Assisted Extraction of polyphenols from Litchi
Shell
（.Zhongshan Polytechnic，Zhongshan
528404，Guangdong，China）
Abstract：Application of Ultrasonic-Microwave assisted
extraction of the total polyphenol from Litchi shell was studied .Single effect
factor and Orthogonal experiment were designed. The result showed the optimal
processing parameters are： ethanol concentration 60 %, liquid-Solid
ratio 25,extract temperature 45℃, extract
time 60 mins,. under above conditions the highest polyphenol extraction rate
was %.
Key words：Litchi shell; polyphenols; UMAE
基金项目：中山市科技计划项目（项目编号：20123A340）
作者简介：赵文华（1980—），女，硕士，讲师，研究方向为物质分析，天然产物提取和应用
荔枝(LitchichinensisSonn.)，无患子科荔枝属(Litchi)植物,分布于北纬18°～31°范围内，在我国主要产区为广东、广西、福建、海南等地。据，我国荔枝种植面积800余万亩，年产量约200万t[1]，在产期集中、销路不畅以及保鲜困难的情况下，大量荔枝烂市。而据文献报道荔枝中含有大量的生物碱、多酚、多酚等生物活性成分[2-3]可用于食品和制药等行业，废弃的壳和核也含有诸多类似成分[4-5]。如采用高效低成本的方法提取其中的多酚类物质，将极大挖掘荔枝的潜在经济价值。超声-微波协同萃取法结合了超声与微波的提取特点，是目前比较新颖的一种提取技术，对天然产物有效活性成分的提取有很好的效果[6]，本文采用该方法对荔枝壳中多酚成分进行了提取，效果良好。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
荔枝壳：市售荔枝；95 %乙醇（分析纯）：广东光华化学厂有限公司；没食子酸标准品：阿拉丁化学有限公司，其他试剂均为分析纯。CW-2000 型超声-微波协同萃取仪：中国上海新拓微波溶样测试技术有限公司；紫外可见分光光度计 T6 新世界：北京普析通用仪器有限责任公司；RE-2000B 旋转蒸发仪：上海一科仪器有限公司；DHG-9245A 型电热鼓风干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司。
1.2样品处理
荔枝样品洗净烘干，去除核和肉，留壳粉碎。取荔枝壳粉末约 5 g，浸泡2小时，备用。
1.3没食子酸标准溶液的绘制
精确称取干燥至恒重的没食子酸标准品配置成浓度100 ug/mL 的没食子标准溶液，冷藏备用。
1.4 UMAE 法提取荔枝壳总多酚工艺条件的优化
采用超声-微波协同萃取法以乙醇溶液为溶剂提取荔枝壳总多酚。按照单因素法对提取时间、提取温度、固液比、乙醇浓度浓度等多个因素对多酚提得率的影响进行研究。
从单因素实验结果综合分析选取对提取率、提取成本和提取效率影响较大的溶剂浓度、液固比、提取时间 和提取温度4个单因素，每个因素3个最佳水平设计正交试验，探究各提取条件对荔枝壳总多酚提得率的影响，其他条件取单因素实验中得到的最佳条件，通过正交分析得出最佳提取工艺条件组合。
1.5荔枝壳总多酚提得率的计算
对荔枝壳总多酚超声微波提取液进行吸光度测定，由回归方程计算求得总多酚含量，进而根据溶液体积计算出提取得到的荔枝壳总多酚量，根据下列公式计算荔枝壳总多酚提得率。荔枝壳总多酚提得率=（总多酚提得量/荔枝壳质量）×100 %。
2 实验部分
2.1. 波长的选择
取样品液适量，在1 %碳酸钠溶液存在的碱性条件下，经福林-酚显色后，以试剂为空白参比液在700-800 nm 波长范围测定络合物的吸光度，络合物于 760 nm 波长处有最大吸收，故测定时选用此波长。
2.2 标准曲线
分别准确量取 0.25、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL 没食子酸标准溶液于7 支 50 mL 的比色管中，以蒸馏水定容至刻度，以试剂作空白参比液，在波长为 760 nm 下测定吸光度。以没食子酸浓度 C（mol/L）为横坐标，以吸光度 A（Abs.）为纵坐标，绘制标准曲线。得标准曲线方程为：A=0.0856C+0.0123（R2=0.9995）。标准曲线见图1.
图1 没食子酸标准曲线图
Fig.1 The
standard curve of gallic acid
2.3 单因素实验
准确称取5g荔枝粉，置于100mL平底烧瓶中，按提取时间2.5min,7.5min，15min，30min，45min，60min进行提取，得到提取时间对多酚提得率的影响见图 2。可知，随着提取时间的增加，提得率呈缓慢增长后降低的趋势，30min后提得率开始明显下降。提取过程中随着提取时间的增加，温度也会提高，导致溶液沸腾，最后有可能得不到溶液，因此本实验每个时间段都是间歇进行的。
图2 提取时间对多酚提取率的影响
Fig.2 Effects of extraction time on the extraction
of polyphenols
按照固液比14%，17%，20%，25%，33%的比例进行提取实验，其影响见图2。由图2可知，随着液固比的增加，多酚的提得率逐渐变大。25%时达到最佳。
图2固液比对多酚提取率的影响
Fig. 2. Effect of solid-liquid ratio on the extraction
rate of polyphenols
按照乙醇浓度30%，40%，50%，60%，70%进行提取实验。乙醇浓度对多酚提得率的影响见图3。由图3 可知，在乙醇浓度为60%时，多酚的提取率最高。而当乙醇浓度超过40%即有微沸情况出现，继续增大时爆沸加剧，同时脂溶性物质溶出量也逐渐增大，杂质增多，干扰因素也随之增加，从而使提得率有所减小。
图3.乙醇浓度对多酚提的率的影响
Fig
3. Effects of ethanol concentration on the extraction rate of polyphenols
按照提取温度35℃，40℃，45℃，50℃，55℃，60℃，65℃，70℃进行提取实验，研究提取温度对多酚提取率的影响，结果见图4。由图4
可见，随着温度的升高，多酚提得率呈缓慢上升的趋势，但55℃之后，提得率明显下降，这是因为从50℃开始，就出现了轻微爆沸的情况，温度升高，爆沸加剧，溶剂损失严重，故提得率显著下降。
Fig 4 Effects of temperature on the extraction rate
of polyphenols
2.4 正交试验设计
在上述单因素实验基础上选择影响较大的提取时间、液固比、乙醇浓度、提取温度为考虑因素，选择每个因素的最佳 3 个水平，以多酚的总提得率为指标，做 L9（43）正交试验。
表1 正交实验因素/水平表
Table 1 .Facters and levels of orthogonal
test
|
水平 |
因素 |
|||
|
固液比% |
乙醇浓度% |
提取温度℃ |
提取时间min |
|
|
1 |
17 |
40 |
45 |
10 |
|
2 |
20 |
50 |
50 |
15 |
|
3 |
25 |
60 |
55 |
30 |
表2.L9（43）正交试验设计及结果
Table
3 Results of L9（43）orthogonal test
|
实验编码 |
固液比% |
乙醇浓度% |
提取温度℃ |
提取时间min |
提得率% |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1.18 |
|
2 |
1 |
2 |
2 |
2 |
1.12 |
|
3 |
1 |
3 |
3 |
3 |
1.36 |
|
4 |
2 |
1 |
2 |
3 |
1.63 |
|
5 |
2 |
2 |
3 |
1 |
1.64 |
|
6 |
2 |
3 |
1 |
2 |
1.63 |
|
7 |
3 |
1 |
3 |
2 |
1.09 |
|
8 |
3 |
2 |
1 |
3 |
1.12 |
|
9 |
3 |
3 |
2 |
1 |
1.31 |
|
Ⅰ |
1.013 |
1.367 |
0.997 |
|
|
|
Ⅱ |
1.083 |
1.097 |
1.197 |
|
|
|
Ⅲ |
1.113 |
1.127 |
1.137 |
|
|
|
Ⅳ |
1.147 |
1.070 |
1.160 |
|
|
|
R |
0.370 |
0.113 |
0.023 |
0.090 |
|
由表2分析结果可知，各因素对提得率影响顺序为：Ａ>B>D>C，其中固液比的影响最大，提取温度的影响最小。根据正交分析可知，提取条件的最佳组合为A2B3C3D3，综合考虑实验爆沸情况（50℃以上爆沸出现）和能源损耗综合考虑，提取温度可采用较低温45℃，即选择A2B3C3D1。这一组合没有出现在正交设计的９和组合中，因此将A2B3C3D1组合和正交实验中提取率最高的A2B2C3D1比较，提取率为1.68%，略高于后者。因此，正交试验得出 UMAE 法提取龙眼壳总黄酮最佳方案为 A3B3C3D1，即液固比 25%，乙醇浓度 60 %，提取时间30min，提取温度45℃。
参考文献
[1]庞新华，张继，张宇.我国荔枝产业的研究进展及对策.农业研究与应用.2014, 153(4)58-66.
[2] 张粹兰， 张名位，廖森泰. 荔枝果肉不同极性多酚提取及其抗氧化活性比较.华南师范大学学报( 自然科学版)，2014,(4)16:120
[3]冯卫华，于立梅，秦艳荔枝果肉多酚的提取与分离.食品研究与开发2012,33(7)48:52
[4] 熊何健，卢玉兰荔枝壳中多酚氧化酶活性研究.食品科学2006, 27(12)182:184
[5]颜仁梁,刘志刚.荔枝核多酚类物质的分离与鉴定.中药材. 2009, 32( 4) 522:523
[6] 韩淑琴,李志锐,朱学良.超声-微波协同萃取法提取龙眼壳总黄酮.食品研究与开发.2014,35(7)30:33
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