脱油苹果籽中多酚物质提取的研究

张玉娜 钱 方 孙 洋 牟光庆 姜淑娟 曲 雪

ZHANG Yu-na1 QIAN Fang1 SUN Yang2 MU Guang-qing1 JIANG Shu-juan1 QU Xue1

（1.大连工业大学食品学院，辽宁 大连 116034；2.大连工业大学信息科学与工程学院，辽宁 大连 116034）

(1.School of Food Science and Technology,Dalian Polytechnic University,Dalian,Liaoning 116034,China;2.School of Information Science and Engineering,Dalian Polytechnic University,Dalian,Liaoning 116034,China)

中国以苹果为原料的食品加工厂数量繁多。每年约有20%鲜苹果用于果汁加工、10%的苹果用于果酱加工。鲜果与产生果渣的比例约为5∶1，中国每年苹果加工中排出苹果渣有100多万t，废弃的苹果籽约1～1.2万t[1,2]。食品厂将苹果渣（含苹果籽）作为废渣抛弃，苹果渣变酸变臭、变质腐烂，给环境造成了极大的污染，并且是一种极其严重的资源浪费[3-5]。

苹果多酚是苹果中多酚（多羟基苯）类物质的总称。很多研究[6-9]表明，苹果多酚是一种还原性极强的抗氧化剂，其还原性比茶多酚还高100倍以上。苹果渣中含有大量的多酚类物质，其含量可高达7 g/kg(鲜重计)。苹果籽约占苹果渣的3%左右，其中醇提取物含量为10.4%，很可能含有酚类物质和糖甙等[10-12]。研究[13-16]表明，苹果多酚具有重要的生理活性物质以及多种药理功能，具有减少及清除自由基、抗氧化、抗菌、增强骨质、保护软骨、抗辐射、抗动脉硬化、抗肿瘤等生理活性；与丁基茴香醚（BHA）、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）、没食子酸丙酯（PG）、叔丁基对苯二酚（TBHQ）等人工合成的抗氧化剂相比，从苹果中提取的多酚物质作为安全、天然、无毒的抗氧化剂，具有广泛的应用范围和销售市场，对保证食品质量安全具有深远意义[17]。同时，苹果多酚具有生理活性和药理功能，在化妆品和医药方面也有广阔的市场前景[18]。因此开发和利用苹果多酚具有一定实用价值。

而目前只有从苹果籽中提取苹果籽油的报道，并没有对苹果籽中多酚进行单独提取或利用脱油废渣再进行多酚提取的报道。本研究主要对提取苹果油的苹果残渣进行多酚物质提取，以达到充分利用苹果籽的目的。也为今后对苹果籽中多酚物质的研究奠定了基础。

1 材料与方法

1.1 材料

脱油苹果籽渣：本实验室制备；

其他试剂：均为国产分析纯试剂。

1.2 设备

旋转蒸发器：B-Ⅱ型，上海亚荣生化仪器厂；

紫外可见分光光度计：UV-2100型，山东高密彩虹分析仪器有限公司；

电热恒温干燥箱：HG202-1型，南京实验仪器厂；

恒温水浴锅：DK-S22型，宁波天恒仪器厂。

1.3 多酚提取工艺

1.4 方法

1.4.1 多酚含量测定 采用Folin-Ciocalte-us法（FC法）[19]。

1.4.2 脱油苹果籽残渣多酚提取率计算 按式(1)进行：

1.4.3 提取工艺的单因素试验设计 以多酚提取率为评价指标，根据1.3工艺，对温度、乙醇浓度、提取时间和液料比进行单因素试验，在测定某一因素最佳条件时，固定其他条件不变。

（1）提取温度的影响：取2 g脱油苹果籽残渣，按乙醇浓度 70%、液料比 20∶1(V∶m)，分别在 35，40，45，50，55 ℃条件下提取25min。

（2）乙醇浓度的影响：取2 g脱油苹果籽残渣，分别使用50%，60%，70%，80%，90%的乙醇，按液料比 20∶1(V∶m)、45℃条件下提取25min。

（3）时间的影响：取2 g脱油苹果籽残渣，按照乙醇浓度70%、液料比 20∶1（V∶m）、45 ℃条件下分别提取5，15，25，35，45min。

（4）液料比的影响：取2 g脱油苹果籽残渣，液料比分别控制在 10∶1，15∶1，20∶1，25∶1，30∶1(V∶m)，按照乙醇浓度70%、45℃条件下提取25min。

1.4.4 提取工艺的正交试验设计 考虑各因素之间的交互作用，在单因素试验的基础上，以温度、乙醇浓度、时间和料液比作为试验因子，采用四因素三水平正交设计对多酚提取条件进行优化，以得到多酚提取的最优工艺[20]。本试验每组3个平行，1次重复。

2 结果与讨论

2.1 脱油苹果籽残渣多酚提取工艺的单因素试验

2.1.1 提取温度对多酚提取率的影响 由图1可知，35～45℃时多酚提取率随温度的升高而升高，但是在45℃之后，随着温度升高，多酚提取率降低。故45℃为最适提取温度。高温有利于多酚溶出，而温度高于45℃时提取率下降，说明多酚被氧化所致。

2.1.2 乙醇浓度对多酚提取率的影响 由图2可知，乙醇浓度为50%～70%时提取率随浓度的升高而升高，但是高于70%时提取率下降。乙醇浓度过高会使苹果籽因失水而造成纤维间紧缩，影响多酚的渗出[21]。故最适乙醇浓度为70%。

2.1.3 提取时间对多酚提取率的影响 由图3可知，5～25min时酚提取率随时间加长而升高，但是在25min之后，随着时间加长，提取率略有下降。多酚有强还原性，提取时间过长，会导致被提取出的多酚被氧化[22]。可以得出最适提取时间为25min。

2.1.4 液料比对多酚提取率的影响 由图4可知，多酚的提取率随着液料比的增加呈上升趋势，这是由于苹果籽组织内部与外周的多酚的浓度差异随之增大，提高了提取率。当液料比达到25∶1(V∶m)时多酚得率最高，说明苹果籽组织内部与外部之间的多酚浓度已趋于平衡，所以多酚的提取率不再增加[23]。故液料比的最适比例为25∶1(V∶m)。

2.2 脱油苹果籽残渣多酚提取工艺的正交试验

在单因素分析基础上选取L9(34)正交表进行正交试验，因素水平表见表1，结果分析见表2和表3。

图1 温度对多酚提取率影响Figure 1 Effectof temperature on the extraction efficiency

图2 乙醇浓度对多酚提取率影响Figure 2 Effectof ethanol concentration on the extraction efficiency

图3 时间对多酚提取率影响Figure 3 Effectof time on the extraction efficiency

由表2知，提取脱油苹果籽残渣中多酚最好水平组合为A2B3C3D3。在最优提取条件为温度45℃、乙醇浓度80%、提取时间35 min、液料比30∶1(V∶m)下进行3次验证实验并取其平均值，测定得脱油苹果籽多酚提取率为3.094 mg/g(干重)，高于正交试验最优试验组合（正交4组：A2B1C2D3）的提取率。因此确定A2B3C3D3为提取多酚最优工艺组合。

图4 液料比对多酚提取率影响Figure 4 Effectof liquid solid ratio on the extraction efficiency

表1 L9(34)正交试验因素水平表Table1 Factor and level of orthogonal design

由表3中F检验知，各因素对苹果多酚提取率影响均极其显著（F>F0.05>F0.01)，影响多酚提取率的显著程度依次为提取B（乙醇浓度）>A（温度）>D（提取时间）>C（液料比），这与表2中的R值分析一致。

3 结论

表2 脱油苹果籽残渣多酚提取正交试验结果分析覮Table2 Resultand analysis of orthogonal testof deoiling apple seed residue

表3 脱油苹果籽残渣多酚提取正交试验方差分析Table3 Variance analysis of orthogonal test of deoiling apple seed residue

（1）本研究将超声波法提取苹果籽油的残渣进行苹果籽多酚提取，通过单因素分析和正交试验得知，提取温度、乙醇浓度、液料比和提取时间对多酚提取率有显著影响。脱油苹果籽多酚提取的最优工艺条件为提取温度45℃、乙醇浓度80%、液料比30∶1(V∶m)、提取时间35 min，相应得到苹果多酚的提取率为3.094mg/g（干重）。

（2）本研究不仅充分利用了脱苹果籽油的剩余残渣，还提取出了应用范围极为广阔的生物活性物质——苹果多酚。但关于苹果籽提取的多酚物质的结构、性质还有待于进一步研究，而且苹果籽多酚和苹果多酚有何区别也有待研究。

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