湖北海棠多酚的提取工艺的研究

罗兴武，魏要武，向 俊，匡仁亮

(湖北民族学院 生物科学与技术学院,湖北 恩施 445000)

湖北海棠(Malushupehensis(Pampan)Rehd)属蔷薇科(Rosaceae)苹果属(MalusMill．)山荆子组(SectioGymnomdesKoehne)山荆子系(Ser．Baccatae(Rehd．)Rehd．)，又名野海棠、野花红、花红茶、茶海棠，自然分布于我国黄河以南地区的19个省区，包括山东、山西、陕西、甘肃、河南、江苏、安徽、浙江、江西、广西、湖南、湖北、四川、西藏、云南、贵州、福建、广东等省区[1].湖北海棠抗白绢病和白纹羽病,耐涝性、耐旱性较强,抗气温变化范围大，可以耐受在-28℃～40℃的气温变化.与苹果嫁接亲和性好,且有矮化趋势.用种子繁殖能保持母株的优良性状,且不带病毒.因此，湖北海棠作为苹果树的一种优良砧木[2].

湖北海棠嫩叶晒干可作茶叶代用品，俗称花红茶，果能消食并供酿酒，在湖北、湖南、江西、江苏山区及少数民族地区湖北海棠作为饮用茶已有400多年的历史.湖北海棠干叶中的主要化学成分包括蛋白质、茶多酚、黄酮类物质及矿物质等[3-4].刘良忠等[5]的分析发现每100 g干叶中含蛋白质10.8 g、茶多酚5.4 g、总黄酮6.5 g、不含咖啡因.方荣等[6]发现湖北海棠嫩枝含量最高达12.94%,高海拔(1 600 m)生长的湖北海棠叶中含根皮苷(8.27%),可作为提取根皮苷的植物加以利用.张欣等[7]研究表明湖北海棠提取的黄酮抗猪油样品过氧化能力大于抗坏血酸、柠檬酸、酒石酸.张宏岐等[8]发现湖北海棠具有清除DPPH 自由基的作用,并抑制羟基自由基的产生.但对湖北海棠果实的相关研究鲜见报道，本文以湖北海棠果实中的酚类物质为研究对象，探讨了其实验室提取工艺，为果实中的酚类物质生理活性研究奠定基础.

表1 因素及水平表(L934)

注：大写字母表示实验组之间存在极显著差异(α=0.01)，小写字母表示实验组之间存在显著差异(α=0.05).下同.图1 乙醇浓度对多酚提取率的影响Fig.1 The effect of ethanol concentration for extraction rate of polyphenol

1 材料与方法

1.1 原料

湖北海棠果实取自湖北民族学院校园内.把果实洗净后80℃烘干，粉碎过80目筛，保存备用.

1.2 试剂

没食子酸:无水乙醇、酒石酸钾钠、硫酸亚铁、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾，铁氰化钾等均为国产分析纯.

1.3 仪器设备

FA2104电子天平(上海方瑞仪器有限公司);HWS-12恒温水浴锅(上海恒科学仪器有限公司);GL粉碎机(天津市华航制药机械);TD离心机(上海安亭科学仪器制造厂);202-1A型电热恒温干燥箱(天津市泰斯特仪器有限公司);UVWIN5型紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司).

1.4 方法

1.4.1 湖北海棠果实多酚提取的单因素试验

1)提取溶剂浓度的影响.分别用浓度为50%、60%、70%、80%、90%的乙醇溶液作为提取液，在料液比1∶15，时间1 h，温度70℃的条件下进行实验.

2)料液比的影响.按1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30(g/mL)的料液比加入60%的乙醇溶液，其它条件与1)相同.

3)提取时间的影响.称取0.200 0 g的湖北海棠粉末按料液比1∶20 ，乙醇体积分数60%，70℃的条件下进行实验.分别浸提0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h.

4)提取温度的影响.称取0.200 0 g的湖北海棠果实粉末按料液比1∶20，乙醇体积分数60%，提取时间为1.5 h的条件进行试验，分别在50℃、60℃、70℃、80℃、90℃的温度下水浴浸提.

1.4.2 湖北海棠果实多酚提取的正交试验 为进一步优化湖北海棠果实多酚的提取工艺，采用了L934的正交试验来进行研究，所选择的因素水平见表1.

1.4.3 多酚含量的测定 酒石酸铁法(GB8313.87)测定多酚含量[9].

2 结果与分析

2.1 单因素试验

1)溶剂浓度对湖北海棠果实多酚提取率的影响.试验以提取多酚常用的乙醇为提取溶剂，为选取适合湖北海棠果实多酚提取溶剂浓度，进行了不同浓度乙醇提取湖北海棠果实多酚，并计算其提取率，结果见图1.乙醇浓度60%的时提取率最大，达到9.93 mg·g-1，并与其它浓度存在着极显著差异.当乙醇浓度在70%～80%时不存在显著性差异.故在此条件下，最佳提取乙醇浓度为60%.

2)料液比的选择.为选取适合湖北海棠果实多酚提取的料液比，以60%乙醇为提取溶剂，进行了不同料液比提取湖北海棠果实多酚，并计算其提取率，结果见图2.料液比为1∶20的时提取率最大，达到9.98 mg·g-1，和料液比为1∶15不存在着显著差异，但其它各组存在极显著差异.故在此条件下，最佳料液比在1∶15～20之间.

3)提取时间的选择.多酚类化合物从植物组织中溶出需要一定的时间，因此不同提取时间对总多酚提取量有一定的影响.为选取适合湖北海棠果实多酚提取的提取时间，以60%乙醇为提取溶剂，进行了不同提取时间提取湖北海棠果实多酚，并计算其提取率，结果见图3.提取时间大于1.5小后的各实验组不存在着显著差异，但1.5 h以内的各组存在极显著差异.而提取的时间越长乙醇的损失越严重，故最佳的提取时间为1.5 h.

图2 料液比对多酚提取率的影响 图3 提取时间对多酚提取率的影响

图4 温度对多酚提取率的影响Fig.4 The effects of temperature to the extraction rate of polyphenol

4)提取温度的选择.多酚类化合物从植物组织中溶出需要一定的温度，因此不同提取温度对总多酚提取量有一定的影响.为选取适合湖北海棠果实多酚提取的温度，以60%乙醇为提取溶剂，进行了不同温度提取湖北海棠果实多酚，并计算其提取率，结果见图4.提取温度为80℃的时提取率最大，达到10.45 mg·g-1，和提取温度为70℃不存在着显著差异，但其它各组存在极显著差异.故在此条件下，最佳提取温度在70℃～80℃之间.而提取的温度越高多酚损失越多，故在此条件下最佳的提取温度为70℃.

2.2 正交实验结果

单因素试验可得到在固定条件下各因素的最佳提取条件，但各因素存在交互影响.因此，在单因素试验结果的基础上进行了四因素三水平的正交试验(L934)，结果见表2.由极差分析可知，影响湖北海棠多酚提取量的因素主次顺序为D>C>B>A，即提取温度对湖北海棠的多酚提取影响最为显著，其次依次为提取时间和料液比，对其影响最小的是乙醇的浓度.正交试验所得最佳实验组合是A2B2C2D3，即乙醇浓度60%、料液比1∶20、提取时间1.5 h、提取温度75℃.在此条件下进行验证试验得出多酚的提取量为12.69 mg·g-1.

表2 正交试验结果

[1] 邵文豪，汤庚国，姜景民.基于蜡叶标本分析的湖北海棠种内变异与地理分化究[J].植物研究,2009,29(3):270-275.

[2] 雷振亚，明宗贤，杨波.湖北海棠实生系矮砧选育初报[J].中国南方果树，1998，28(4)：38-39.

[3] 朱靖静,刘呈雄,等.湖北海棠质量标准研究[J].中药材，2010，33(5)：707-710.

[4] 杨远兵.湖北海棠饮料的质量研究[J].食品研究与开发，2002，23(2)：59-61.

[5] 刘良忠,丁士勇，汤丽.湖北海棠叶茶饮料及其稳定性研究[J].湖北农学院学报,2004，24(4)：326-327.

[6] 方荣, 杨茜, 李莉,等.湖北海棠中根皮苷含量测定[J].食品科技，2008，33(6):195-196.

[7] 张欣，费永俊，魏伟，等.湖北海棠叶中黄酮类化合物抗氧化作用的研究[J].农产品加工:学刊，2008(4)：38-39，54.

[8] 张宏岐，汪鋆植，邹坤，等.湖北海棠提取物的体外抗氧化活性研究[J].食品科技，2008，33(11)：183-185.

[9] 缪晓平，邓开野，谭梅唇.苹果渣中多酚物质的提取工艺研究[J].安徽农业科学, 2010,38(20)：11004-11005.