核桃叶中多酚类物质的浸提工艺优化

李 彬，刘晓娇

（商洛学院 生物医药工程系，陕西商洛 726000）

核桃（Juglans regia L.）属于胡桃科胡桃属植物。我国核桃资源丰富，主要分布在陕西、河南、山东、甘肃、四川、贵州及新疆的南部[1]。除果实外，其叶、枝条、花、内外果皮等都具有一定的利用价值。研究表明核桃属植物含有萘醌及苷类、黄酮及苷类、二芳基庚烷类、萜类、有机酸类等化合物，多酚类物质等生物活性物质主要分布于果实及叶中核桃叶目前除少数药用外，大多未加以利用[2-3]。使用乙醇回流法提取核桃叶中多酚类物质，与传统的水提法相比，其沸点低，提取效率较高，提取物纯度好。本文采用乙醇回流法提取核桃叶中的酚类物质，并通过正交试验对各因素影响提取率进行优化。多酚类物质是一种高效、安全的天然抗氧化剂，提取核桃叶中的多酚类物质，可应用在保健品、食品、制药和化妆品领域，具有广阔的前景。

1 材料与仪器

1.1 实验材料

核桃叶（来自陕西省商州区，5月生鲜叶）。

1.2 主要试剂

乙醇、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、硫酸亚铁、酒石酸钾钠等。

1.3 主要仪器及设备

FA2004N型电子分析天平(上海舜宇恒平科学仪器有限公司）、101型恒温干燥箱 (上海精宏有限公司）、JFSD-70实验室粉碎磨（浙江托普仪器有限公司）、H2050R高速冷冻离心机（长沙湘仪离心机仪器有限公司）、RE52-99型恒温水浴锅（常州国华仪器厂）、755B型紫外分光光度计（上海分析仪器厂）、索氏抽提器等。

2 实验方法

2.1 原材料的预处理

将采摘的核桃叶清洗干净，放至恒温干燥箱中烘干(称取时，恒重变动不大，在0.01-0.05 g，视为已烘干)；使用实验室粉碎磨将烘干的核桃叶破碎成粉末，40目过筛，备用。

2.2 浸提方法及吸光度的测定方法

精确称取一定量预先干燥、粉碎的核桃叶粗粉，用一定体积的乙醇溶液加热回流，设定料液比、乙醇的浓度、浸提时间、浸提温度，冷却过滤，收集滤液[4]。滤液经抽滤后，加入浸提剂定容至25 mL。准确吸取1 mL样液转移至25 mL容量瓶中，加蒸馏水4 mL和酒石酸亚铁溶液5 mL,充分混合，然后加入pH 7.5的磷酸盐缓冲溶液定容至刻度，在波长540 nm处，以浸提空白溶液作参照，测定其吸光度[5]。

2.3 工艺条件对浸提效果影响因素实验

2.3.1 料液比对浸提效果的影响

称取2.5 g核桃叶粉，按料液比分别为1:10、1:15、1:20、1:25、1:30，乙醇体积分数为 70%，90℃水浴回流浸提30 min，测定浸提液吸光度。

2.3.2 乙醇体积分数对浸提效果的影响

称取2.5 g核桃叶粉，按乙醇体积分数分别为 60%、65%、70%、75%、80%，料液比 1:20，90℃水浴回流浸提30 min，测定浸提液吸光度。

2.3.3 浸提温度对浸提效果的影响

称取2.5g核桃叶粉，按浸提温度分别为75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃，料液比 1:20，乙醇体积分数为70%，水浴回流浸提30 min，测定浸提液吸光度。

2.3.4 浸提时间对浸提效果的影响

称取2.5 g核桃叶粉，按浸提时间分别为20、25、30、35、40 min，料液比 1:20，乙醇体积分数为70%，水浴回流浸提，测定浸提液吸光度。

2.4 正交试验

根据核桃叶多酚类物质浸提效果的单因素实验结果，确定因素和水平进行正交试验，以优化最佳浸提工艺条件。

3 结果与分析

3.1 工艺条件对浸提效果的影响

3.1.1 料液比对浸提效果的影响

料液比是影响原料中多酚提取的重要因素之一，适当的料液比既可使原料中的多酚类物质得到充分提取，还可减少溶剂的消耗及回收成本[6]。由图1可知，随着料液比的增大，核桃叶多酚类物质浸提率增加，当料液比超过1:15时，多酚类物质浸提率呈下降趋势，故料液比为1:15时浸提效果较佳。

图1 料液比对浸提率的影响

3.2.2 乙醇体积分数对浸提效果的影响

由图2可知，随着乙醇体积分数的提高，核桃叶多酚类物质浸提量增加，当乙醇体积分数超过65%时，多酚类物质浸提率反而下降，故乙醇体积分数为65%时浸提效果较佳。这主要是由于核桃叶中的多酚类物质是多种化合物的混合物，包括各种苷类物质等，由于极性和化学结构不同，这些物质在不同溶剂中的溶解度也不相同[7]。

图2 乙醇体积分数对浸提率的影响

3.1.3 浸提温度对浸提效果的影响

由图3可知，随着温度的升高，核桃叶多酚类物质浸提率增加，当温度超过90℃时，升高温度，浸提率不再增加,故温度为90℃时浸提效果较佳。通常浸提温度的升高有利于分子运动加速，氢键更易断裂，分子的渗透、溶解和扩散速度也加快，更有利于酚类物质的溶出；但当温度超过一定限度，也可能使多酚类物质发生氧化或降解反应，同时高温也促进多酚与蛋白质等物质结合，从而造成提取率降低[7]。

图3 浸提温度对浸提率的影响

3.1.4 浸提时间对浸提效果的影响

浸提时间直接影响提取效率的高低，浸提时间短，可以提高效率，但可能提取率低；浸提时间过长，生产效率低，且多酚类易氧化而受损[6]。由图4可知，20-35 min内随浸提时间的增加，多酚类物质的浸提率逐渐增加，35 min以后浸提率稍有下降，故浸提时间为35 min时浸提效果较佳。

图4 浸提时间对浸提率的影响

3.2 正交试验

根据工艺条件对浸提效果的影响单因素实验结果，发现料液比、乙醇体积分数、浸提温度和浸提时间等4个因素都对多酚类物质浸提率有重要影响，为优化浸提工艺，采用L9（43）正交实验，考察四因素对多酚类物质浸提率的影响，正交试验结果见表1。

表1 正交试验方案及结果L9（43）

由表2因素水平趋势可知，影响核桃叶多酚类物质浸提率的主次顺序为：A＞B＞C＞D，即乙醇体积分数对核桃叶多酚类物质浸提效果影响效果最大，其次为浸提温度，浸提时间和料液比对浸提效果影响较小；核桃叶多酚类物质的最优浸提条件为A2B2C3D3,即：乙醇体积分数60%，浸提温度95℃，浸提时间为40 min,料液比1:20。

4 结论与讨论

由工艺条件对浸提效果的影响单因素实验结果可知，料液比为1:15，乙醇体积分数为65%，浸提温度为90℃，浸提时间为35 min时浸提效果较佳。正交试验结果表明，核桃叶多酚类物质的最佳浸提条件为A2B2C3D3,即乙醇体积分数60%，浸提温度95℃，浸提时间为40 min,料液比1:20。

植物多酚已经被称作人类健康的“第七营养素”[8]。1991年中国食品添加剂标准化技术委员会正式批准多酚类物质为食品抗氧化剂和保鲜剂[9]。多酚类化合物的提取分离方法多种多样，经典的提取方法主要是有机溶剂提取法，这种提取方法不需要特殊的仪器，应用较为普遍，但存在着产品安全性低、耗时长、提取率低等缺点。随着科学的进步，一些以先进仪器为基础的新型提取方法，以其高效、节能、环保等优点，得到越来越广泛的应用[10]。

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