蓝莓果渣中熊果苷提取工艺的研究1）

王玉洁，陈敏，张扬，贾琢，赵玉红

（东北林业大学林学院食品科学系，哈尔滨 150040）

蓝莓（Vaccinium uliginosum）为杜鹃花科（Ericaceae）越橘属（Vacciniumspp.）多年生落叶或常绿灌木，俗称蓝莓［1］，大量生长在我国东北地区。蓝莓果实中除了常规的糖、酸和 VC外，富含 VE、VA、VB、SOD、熊果苷、蛋白质、花青苷、膳食纤维以及丰富的K、Fe、Zn、Ca等矿物质元素［2］。熊果苷（arbutin），又名熊果甙、熊果素、熊果叶甙、熊果酚甙或杨梅甙，化学名称分别为4－羟基苯－α－D－吡喃葡萄糖苷和4－羟基苯－β－D－吡喃葡萄糖苷［3－5］，具有抗炎、抑菌，镇咳、祛痰、平喘，美白去色素和利尿作用［6－7］。超声波是一种弹性机械波，利用超声振动能量，可以改变物质组织结构、状态、功能及加速这些改变的过程。若将其运用在固液萃取过程中，则可使细胞周围和细胞内产生环流，从而提高细胞壁和细胞膜的通透性，起到强化萃取过程、有利于细胞内有效成分浸出的作用［8］。超声法在植物有效成分提取中，已经被较广泛的应用［9－12］。目前市售熊果苷均为化学合成，而蓝莓果渣中含有重要数量的熊果苷，且对于蓝莓果渣中熊果苷的提取研究尚未见报道。因此，本研究以蓝莓果渣为原料，采用超声波辅助提取法提取蓝莓果渣中熊果苷，确定适宜的提取条件，为蓝莓果渣的深度开发和综合利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 原料

蓝莓果渣：由哈尔滨本色生物科技有限公司提供，为生产饮料后的果渣，－40℃冰箱保存备用。

1.2 试剂

熊果苷标准品：黑龙江格睿思科技开发有限公司；乙醇、盐酸等均为分析纯。

1.3 仪器

超声波破碎仪，哈尔滨市松花江医疗器械厂；恒温水浴锅，上海一恒科技有限公司；酸度计，北京哈纳科仪科技有限司；紫外可见分光光度计，深圳市怡华新电子有限公司；电热恒温干燥箱，上海跃进医疗器械厂；电子天平，沈阳龙腾电子秤量仪器公司。

1.4 试验方法

1.4.1 工艺流程。蓝莓果渣→解冻→干燥→粉碎→40目过筛→加入提取液→超声波辅助提取→过滤→稀释、定容→测吸光值。

1.4.2 熊果苷最大吸收波长的测定。精密称取干燥至恒重的熊果苷标准品，置于25mL容量瓶中（棕色瓶），加入少量蒸馏水，振荡使其充分溶解，定容至25mL，摇匀。对熊果苷标准品溶液进行测定。

1.4.3 熊果苷的提取。称取2g蓝莓果渣粉，按1∶20（g／mL）的料液比加入酸性乙醇提取液，用超声波破碎仪辅助提取。超声波辅助提取条件定为：频率30kHz。超声波辅助提取40min后过滤得到熊果苷提取液，用紫外可见光分光光度计在最大吸收波长下测定吸光值，因吸光值与熊果苷含量成正比例关系，所以，以吸光值为考察指标，确定提取效果。

1.4.4 超声波辅助提取蓝莓果渣中熊果苷

1.4.4.1 乙醇浓度对蓝莓果渣熊果苷提取率的影响。分别称取蓝莓果渣粉2g，用0.1%的盐酸乙醇溶液提取，乙醇浓度分别为30%，40%，50%，60%，70%，料液比为1∶20，超声波功率为200W，超声控温为不超过50℃，超声30min后冷却，对提取液进行抽滤，然后将提取液稀释10倍，用紫外可见分光光度计测吸光值。

1.4.4.2 料液比对蓝莓果渣熊果苷提取率的影响。分别称取蓝莓果渣粉2g，用0.1%的盐酸乙醇溶液提取，乙醇浓度为60%，料液比分别为1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，超声功率为200W，超声控温为不超过50℃，超声30min后冷却，对提取液进行抽滤，然后将提取液稀释10倍，用紫外分光光度计分别测吸光值。

1.4.4.3 超声时间对蓝莓果渣熊果苷提取率的影响。分别称取蓝莓果渣粉2g，用0.1%的盐酸乙醇溶液提取，乙醇浓度为60%，料液比为1∶15，超声功率为200W，超声控温不超过50℃，超声时间分别为20min，30min，40min，50min，60min。冷却后对提取液进行抽滤，然后将提取液稀释10倍，用紫外分光光度计分别测吸光值。

1.4.4.4 超声功率对蓝莓果渣熊果苷提取率的影响。分别称取蓝莓果渣粉2g，用0.1%的盐酸乙醇溶液提取，乙醇浓度为60%，料液比为1∶15，超声控温不超过50℃，超声功率分别为200W、300W、400W、500W、600W，超声40min后冷却，对提取液进行抽滤，然后将提取液稀释10倍，用紫外分光光度计分别测吸光值。

1.4.4.5 正交试验

表1 正交试验因素水平表L9（34）

2 结果与分析

2.1 最大吸收波长的确定

图1 熊果苷标准品最大吸收波长扫描图

对熊果苷标准品在波长范围为190～900nm进行全波长扫描，得到4个最大吸收波长，结果如图1所示，最大吸收波长分别为。峰1：365.00nm；峰2：296.00 nm；峰3：259.00nm；峰4：235.00nm。

根据方法1.4.3对原料粗提后，用提取液进行全光谱扫描，结果如图2所示：

图2 蓝莓果渣提取液全光谱扫描图

从图2可以看出，蓝莓果渣提取液的全波长扫描图有2个峰，峰1为541nm，吸收值较低；峰2为236nm，吸收值较高。根据文献［13］和标准品全波长扫描图谱，确定熊果苷最大吸收波长为235.00nm。以下实验均在235nm条件下进行。

2.2 超声波辅助提取蓝莓果渣中熊果苷实验结果

2.2.1 乙醇浓度对蓝莓果渣中熊果苷提取效果的影响

图3 乙醇浓度对提取效果的影响

由图3可知，吸光值随乙醇浓度的增加而升高，超过60%后，吸光度降低。所以在相同条件下提取，最佳乙醇浓度为60%，此时吸光值最高，即提取效果最好。

2.2.2 料液比对蓝莓果渣熊果苷提取效果的影响

图4 料液比（g／mL）对提取效果的影响

由图4可知，料液比在1∶10～1∶15时，吸光值随料液比的增大而增大，当料液比在1∶15～1∶30时，吸光值又随着料液比的增大而逐渐减小。所以，料液比在1∶15时，吸光值最大，即提取效果最好。但实际考虑到减少溶剂用量，降低浓缩负荷，提取效果等方面考虑，用量不宜过大，料液比在1∶10～1∶15即可。

2.2.3 超声时间对蓝莓果渣熊果苷提取效果的影响

图5 超声时间对提取效果的影响

由图5可知，超声时间在20～40min时，吸光值随超声时间的增加而增大，当超声时间超过40min后，吸光值又随超声时间的增加而减小。随着时间的延长，熊果苷溶出增加，但是其并不稳定，时间过长，会因发生氧化反应而有所分解，导致吸光度值下降。所以，超声时间在40min，吸光值最大，即提取效果最好。

2.2.4 超声功率对蓝莓果渣熊果苷提取效果的影响。超声功率对提取效果有明显的影响，且该条件易控制，在实际生产中应用性较强［14］，本实验选择超声功率对蓝莓果渣熊果苷提取效果进行研究，结果如图6所示。

图6 超声功率对提取效果的影响

由图6可知，超声功率在200～400W时，吸光值随超声功率的增加而增大，当超声功率超过400W后，吸光值又随超声功率的增加而减小，原因可能是功率过大时会在提取时间内产生并聚集大量的热量，破坏熊果苷的结构，使其热分解，从而降低熊果苷的提取效果，且超声功率越大，耗能越多，从成本考虑应尽可能在保证提取效果的情况下降低超声功率。所以，选择超声功率为300～400W最佳。

2.2.5 正交试验结果。由于提取效果受到乙醇浓度、料液比、超声时间和超声功率4个因素影响，为确定更适宜的提取条件，采用4因素3水平正交试验L9（34）对超声波辅助提取蓝莓果渣中熊果苷的工艺条件进行优化，具体结果见表2。

表2 L9（34）正交试验设计分析结果表

从表中可以看出K1、K2、K3反映了因子各水平对实验结果的影响，因而最大的K值对应于最好的水平，所以本实验较适宜的配比为A2B3C2D2，即乙醇浓度60%，料液比1∶20，超声时间40min，超声功率400W。验证试验结果表明，在此条件下吸光值达1.010。

比较各因子极差大小：极差越大，说明该因子的水平变动时，实验结果的变动越大，即该因子对实验结果的影响越大，从而可以按极差的大小来决定因子的主次顺序。本实验各因素对提取效果的影响主次顺序为：料液比＞乙醇浓度＞超声功率＞超声时间。

3 结论

采用超声波辅助提取法能有效地从蓝莓果渣中提取熊果苷，适宜的提取工艺条件为：采用0.1%的盐酸乙醇溶液，乙醇浓度60%，料液比1∶20，超声时间40min，超声功率400W。

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