利用苹果渣提取多酚物质的工艺的探讨

王振强，王振伟

（黄河水利职业技术学院，河南 开封 475004）

0 引言

苹果渣是加工苹果汁的废弃物，约占苹果总重的36%，含有丰富的多酚物质。 研究表明，多酚是目前公认的对自由基具有卓越清除能力的天然抗氧化剂，其清除率可达98%以上，能够较好地保护机体免受氧化损伤[1]。 多酚能够健齿、防龋，杀菌、抗病毒，改善肠道微生物结构，降脂、减肥，防止动脉粥样硬化，抗癌、抗突变，改善肌体的免疫力，具有抗衰老、清热降压、消臭解毒之功效。 21 世纪，随着全球进入老龄化社会，多酚的生产顺应了社会发展和人们追求回归自然的需要，有着广阔的市场前景和研究价值[2]。

1 材料、设备与方法

1.1 材料

苹果渣（苹果经过榨汁处理后制备而成）、树脂（ADS-5、ADS-7 、ADS-8、ADS-17、ADS-21，天津南大和成科技有限公司）、无水乙醇（天津化学试剂有限公司）、甲醇（天津四通化工厂）、硫酸（天津市凯通化学试剂有限公司）、碳酸钠（天津市凯通化学试剂有限公司）、氢氧化钾（天津市四通化工厂）、氯化钠（天津市北方化玻购销中心）、水杨酸（理德斯普化学试剂有限公司）、双氧水（天津市天大化工试验厂）、EDTA（天津四通化工厂）、半乳糖醛酸（SIGMA试剂公司）、没食子酸（天津市科秘欧化学试剂开发中心）、乙腈（天津市科密欧化学试剂开发中心）、钨酸钠（天津塘沽滨海化工制冷电器厂）、钼酸钠（天津化学试剂四厂）、三氯乙酸（上海三爱思试剂有限公司）。

1.2 仪器与设备

ESJ205-4 型电子天平（沈阳龙腾电子称量仪器有限公司）、RE-52AA 旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）、DZF-6020 型真空干燥箱（上海恒科技有限公司）、WH-4 型多功能振荡器（天津市威华实验仪器厂）、中空纤维滤膜（天津膜天膜工程技术有限公司）、SP―2102UV 紫外可见分光光度计（上海光谱仪器有限公司）、微量进样器（上海安亭微量进样器厂）、LXJ64-01 离心机（河北省吴桥电机厂）、PHS-3C 型pH 计（上海理达仪器厂）、FJ-200 高速分散均质机（上海标本模型厂）、水浴锅（北京市长风仪器仪表公司）、HJ-6 多头磁力加热搅拌器（天津市国华仪器厂）、SSI PC2000 型高效液相色谱仪（天津兰博仪器设备有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 多酚提取工艺流程

苹果→榨汁→提取→含多酚提取物→树脂吸附→分级洗脱→洗脱液→HPLC 检测→浓缩→冻干→多酚物质。

1.3.2 苹果渣制备

新鲜苹果经过榨汁机榨汁，得到湿渣。 再经过真空干燥，放置于室温下备用。

1.3.3 提取剂的选择

（1）取5g 干果渣2 份，在室温下，分别加入50 mL 80%的甲醇和50 mL 水，并置于WH-4 型多功能振荡器上，摇动3 h 后，3 000 r/min 离心10 min。（2）分别取离心上清液（记录体积）0.1 mL，再用水补足4 mL，测定其中含有的多酚量。 比较不同提取剂对果渣中多酚量的影响。

1.3.4 温度的选择

取5g 干果渣，加入100 mL 水，在80℃下，置于WH-4 型多功能振荡器上，摇动3h 后，3000 r/min 离心10 min，取离心上清液0.2 mL，用水补足4 mL，测其总酚含量。 比较不同温度（室温，80℃）对多酚提取的影响。

1.3.5 pH 值的选择

取40 g 干果渣两份，分别加水600 mL，调节pH值，一份为1.8，另一份为3.3，温度同为70℃，均置于WH-4 型多功能振荡器上，摇动2.5 h 后，2 000 r/min 离心10 min， 分别取其上清液 （记录体积）0.3 mL，再用水补足4 mL，测定其中含有的多酚量。 同时，把各自的滤渣续到600mL，调节到原来的pH 值，置于WH-4 型多功能振荡器上，摇动1.5 h 后，操作如前，分别测定其中含有的多酚量。通过两次提取测得的总酚量，比较不同酸度[pH（1.8，3.3）]对多酚提取的影响。

1.3.6 树脂吸附总酚量值的测定

让上清液经过ADS-21 吸附柱，流速10 mL/min，记录流出液的体积，并测定其中的总酚量，得出其未吸附率。根据此值，计算出该树脂应吸附酚的量。同时，将洗脱液在真空中浓缩，测定其中的含酚量，得出其吸附率。

1.3.7 过柱温度的选择

取1.3.5 方法中第一次pH 值3.3 离心后的上清液20 mL 及ADS-5 树脂50g ，分别在常温和60℃下过柱60 min，记录流出液的体积，并测定其中的总酚含量。 通过计算其未吸附率，比较说明过柱温度对苹果渣中多酚提取的影响[3]。

1.3.8 多酚的测定

（1）基本原理。 多酚指标是利用强氧化剂使酚氧化后的颜色变化或氧化剂被还原后的颜色变化而进行测定的，此法是近年来AOAC 规定测定酚的一种方法[4]。

（2）pH 值和温度对多酚的影响。 取多酚液1mL，调成不同的pH（1.5，3.5，5.5，6.7，7.5，9.5），并在室温和80℃下用酚比色法分别测定其700nm 时的吸光值，比较pH 和温度对多酚抗氧化活性的影响[5]。

（3）用HPLC 法检 测 多 酚 成 分。 HPLC 方法检测为逐级梯度洗脱过程：0～15% B 液保持45 min，15%～30%B 液保持15 min，30%～50%B 液保持5 min，50%～100%B 液保持5 min。 在进样前，需用流动相平衡10 min 柱子，注入样品量均为25 μL，检样波长为280 nm。

2 结果与讨论

2.1 提取果渣条件的确定

2.1.1 提取剂的选择

分别以水和甲醇为提取剂， 提取苹果渣中的多酚，比较不同提取剂对果渣中多酚量的影响，结果如表1 所示。

表1 不同提取剂提取的酚量Table 1 Drawing phenols of different extractants

从表1 可以看出，在相同的温度（室温）下，同量的干果渣（5g），用甲醇提取的效果更好一些，因此选用甲醇为提取剂。

2.1.2 提取温度的选择

分别在室温和70℃条件下提取苹果渣中多酚，比较不同温度对果渣中多酚提取的影响，结果如表2所示。

表2 不同温度下提取的酚量Table 2 Drawing phenols of different temperatures

从表2 可以看出，在相同的提取剂（水）及pH值（3.0）下，作用于同量的果渣（5g），温度对果渣的提取影响较大。 从理论上说，温度越高，提取的酚量就越多。 但温度过高，会破坏多酚的成分。 因此，在一般情况下， 温度控制在100℃以内。 实验选取70℃作为提取温度。

2.1.3 pH 提取值的选择

分别在pH 值为1.8 和3.3 条件下提取苹果渣中的多酚，比较不同pH 值对苹果渣中多酚提取的影响，结果如表3 所示。

表3 不同pH 值条件下提取的酚量Table 3 Drawing phenols of different pH values

由表3 可以看出，在相同的提取剂（水）及相同的温度（70℃）条件下，分两次提取同量（40g）的干渣，不管从每次结果比较还是从整体结果看来，pH值等于1.8 提取的多酚量都比pH 值为3.3 提取的量多。 这就说明，pH 值越低，对多酚的提取越有利[6]。 苹果渣中的多酚主要是酸性多酚，酸性条件下易于提取，因此选取pH 值为1.8。

2.1.4 树脂类型的选择

分别用不同类型的树脂作为吸附剂，从果渣中吸附提取多酚物质，比较吸附效果，结果如表4 所示。

表4 多酚洗脱液浓缩后的含酚量Table 4 Phenol content after being concentrated by polyphenols eluent

吸附率越大，未吸附率越小，说明树脂对多酚的吸附能力越强。 从表4 可看出，ADS-8 树脂的吸附能力最强，其次是ADS-7、ADS-5、ADS-21 树脂，吸附能力最弱的是ADS-17 树脂。实验选用ADS-8 吸附树脂来从果渣中吸附提取多酚物质。

2.1.5 过柱温度的选择

分别采用20℃和60℃过柱温度，从果渣中吸附提取多酚物质，比较吸附效果，结果如表5 所示。

表5 各种温度下所得的多酚量Table 5 Polyphenols obtained of different temperatures after flowing pillars

从表5 可以看出，随着温度的升高，未吸附率也在增加。这说明温度越高，对于吸附越不利。但随着温度的升高，树脂吸附更能快速达到平衡。 考虑到高温吸附要增加能耗，不但吸附率较低，而且高温下树脂的颜色明显加深，长时间高温吸附对树脂及多酚均不利，故一般情况下选用20℃为吸附温度。

2.2 HPLC 法检测结果比较

图1 以甲醇为B 液果皮的分析图谱Fig. 1 Analysis atlas of B liquid pericarp of carbinol

用HPLC 法检测多酚成分，结果如图1～图3 所示。 图4 为实验过程中，在280 nm 波长下测定的标准样分析图谱。

图2 以甲醇为B 液的果肉分析图谱Fig. 2 Analysis atlas of B liquid pulp of carbinol

把图1～图3 与图4 对照，可以看出，果皮主要检出的多酚成分为：原花色素苷B1；咖啡酸；р-香豆酸，栎精。 果肉主要检出的多酚成分有：原花色素苷B1；咖啡酸；花色素-3-葡萄糖苷；栎精-3-鼠李糖苷。 果籽主要检出的多酚成分有：原花色素苷B1，咖啡酸；花色素-3-，葡萄糖苷；о-香豆酸。 并且果肉和果籽中的多酚成分比果皮中所含的多酚成分多。

图3 以甲醇为B 液果籽的分析图谱Fig. 3 Analysis atlas of B liquid seed of carbinol

图4 标准样分析图谱Fig. 4 Standard sample analysis atlas

3 结论

（1）用甲醇提取得到的总酚量占总渣重的0.0778%，用水提取的量为0.0434%，因而用甲醇作为提取剂的效果更好。 从相关实验数据可以看出，提取温度实际应控制在70℃左右，pH 值应控制在1.8 左右。

（2）实验选用中极性吸附树脂ADS-8 树脂，它的吸附率可达到49%，比其他类型的树脂吸附量都大。 过柱温度为20℃时，未吸附率为10.24%，则吸附率应为89.76%，达到了较高的吸附率。

（3） 由HPLC 法检测多酚成分的结果可知，果皮、果肉、果籽中含有的多酚成分不完全相同，果肉及果籽中的多酚成分比果皮中的多。

[1] 马惠玲，岳田利. 不同类型苹果渣有效成分的变化及其利用对策[J]. 西北林学院学报，2003(4)：120-122.

[2] 武会娟. 苹果渣的开发与应用[J]. 饲料研究，2003（4）：29-31.

[3] 马惠玲，岳田利. 由苹果渣制备LM 果胶、膳食纤维的工艺研究[J]. 食品发酵与工业，2003(8)：95-97.

[4] 武长柱. 苹果多酚的功效研究及应用展望[J]. 彭城职业大学学报，1999（4）：56-58.

[5] 唐传核，彭志英. 苹果多酚的开发应用[J]. 中国食品添加剂，2001（2）：41-45.

[6] 梁峙. 苹果多酚的功效研究及应用[J]. 农牧产品开发，1998（6）：18-20.