超声法提取新疆废弃番茄茎叶中鞣质的工艺

刘飞 ，陈晴晴 ，李炳奇 ，杨金凤 ，刘红

（1石河子大学化学化工学院,石河子 832003；2石河子大学理学院,石河子 832003）

新疆具有种植番茄得天独厚的气候条件，新疆番茄酱由于质地优良，已被国内外公认为优良的原料产品。新疆番茄年加工量约占全国总产量的90%，成为亚洲地区最大的番茄生产加工和出口基地[1]。而番茄加工过程中，产生的大量番茄茎、叶，目前尚未被种植户或番茄加工生产企业利用，一般均作为农业废弃物处理，这不仅污染环境，而且造成这一资源的极大浪费。

废弃番茄茎叶具有重要的开发利用价值[2]，其提取物中主要含有番茄碱和鞣质等活性成分[3-4]，其中鞣质在茎叶中的含量为5%左右[5]。鞣质又称鞣酸，是一类复杂的高分子多酚类化合物[6-8]，具有抗感染止血及收敛作用、抗菌、抗病毒和抗龋作用[9]，能清除生物体内过剩的自由基，维护细胞膜的流动和蛋白质的构象，防止辐射诱发的DNA断裂，从而在抑制脂质过氧化、心血管病、抗癌、抗突变、抗衰老、抗白内障等方面有独到功效[10-11]。

鞣质类化合物的研究与分离提取技术进展迅速[12]，已引起了越来越多科研领域的关注，以药理作用为先导的成分分离逐步展开，新发现的化合物数目不断增多，且有很多已被证明其药理作用，随着分离手段的不断提高及药理研究的不断深入[13-18]，鞣质及多酚类成分将会有更加广阔的发展前景。

国内外对于废弃番茄茎叶中相关化合物的研究却很少，本试验以废弃的番茄茎叶为研究对象，对其提取方法进行优化，得到最优的提取条件，为进一步研究废弃番茄茎叶中鞣质类物质提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料、试剂与仪器

材料：废弃番茄茎叶，采自新疆石河子市143团场番茄种植园。

试剂：没食子酸 (中国药品生物制品检定所)、95%乙醇(A.R)、福林酚（北京奥博星生物科技有限公司）、碳酸钠（分析纯）。

仪器：LD隆达HF-2.5B超声提循环取机；722G可见分光光度计，上海仪电分析仪器有限公司生产；飞鸽牌台式离心机，上海安亭科学仪器厂生产；BüchiRotavapor旋转蒸发器，瑞士BüchiLabotechnikAG生产；HJ-4型多头磁力搅拌器，金坛市恒丰仪器厂生产；BS210电子分析天平，德国Sartorius公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1 供试样品的制备

采集新疆废弃番茄茎叶，用清水洗净，在通风处自然晾干，用粉碎机打碎，过30目筛，混匀，备用。

1.2.2 番茄茎叶鞣质的含量测定

番茄茎叶鞣质含量采用可见分光光度法[5]：以没食子酸作为对照品，在波长760 nm处测定其吸光度，经计算得回归方程A=0.0831c+0.0805，R2=0.9997。

通过测定样品溶液的吸光度计算溶液中鞣质的含量。

1.2.3 番茄茎叶中鞣质类化合物超声提取的单因素实验

1.2.3.1 乙醇浓度对提取效果的影响

精密称取干燥恒重的粉碎的番茄茎叶（30目）5份，质量均为 200.00 g，分别用 10%、30%、50%、70%、90%的乙醇提取，在室温下固液比为1∶20，超声提取2次，每次20 min，合并提取液，然后抽滤，定容，测定鞣质的吸光度值，并计算其含量。

1.2.3.2 固液比对提取效果的影响

称取粉碎的番茄茎叶（30目）5份，质量均为200.00 g，固液比分别为 1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35，在室温下用50%的乙醇超声提取2次，每次20 min，合并提取液，然后抽滤，定容，测定鞣质的吸光度值，并计算其含量。

1.2.3.3 超声时间对提取效果的影响

称取粉碎的番茄茎叶（30目）5份，质量均为200.00 g，在室温下用50%的乙醇超声提取，超声时间为：20、30、40、50、60 min，提取液抽滤，定容，测定鞣质的吸光度值，并计算其含量。

1.2.3.4 超声次数对提取效果的影响

称取粉碎的番茄茎叶（30目）5份，质量均为200.00 g，分别提取 1、2、3、4、5 次，固液比为 1∶20，每次 20 min，在室温下，用 50%的乙醇超声提取，提取液抽滤，定容，测定鞣质的吸光度值，并计算其含量。

1.2.4 番茄茎叶中鞣质类化合物超声提取的正交设计实验

根据单因素实验所优化的条件设计正交实验，进一步优化对提取效果影响较大的乙醇浓度（A）、超声时间（B）、固液比（C）、超声次数（D）4个因素，每个因素取3个水平，用L9（34）进行正交实验设计，优选出最佳提取工艺条件。

2 结果与讨论

2.1 番茄茎叶中鞣质的提取单因素试验

2.1.1 乙醇浓度对鞣质提取率的影响

结果如图1所示。由图1可知：番茄茎叶中鞣质的提取率随着乙醇浓度的增大而增加，而当浓度大于50%时鞣质提取率开始下降。因此乙醇浓度在50%左右时鞣质提取率最高，故选取乙醇浓度为30%、50%、70%进行正交试验。

图1 乙醇浓度对鞣质提取效果的影响Fig.1 The effect of ethanol concentration on the extraction of tannin

2.1.2 固液比对鞣质提取率的影响

结果如图2所示。由图2可知：在一定范围内，随着固液比的增加，鞣质提取率增大，而当固液比大于1∶30时，鞣质提取率几乎不再提高。故选取1∶25、1∶30、1∶35 进行正交实验。

图2 固液比对鞣质提取效果的影响Fig.2 The effect of solid-liquid ratios on the extraction of tannin

2.1.3 超声时间的对鞣质提取率的影响

结果如图3所示。由图3可知：随着提取时间的加长，提取率的增幅不断增加，但是当超声时间超过50 min后，鞣质提取率有所下降。因此选择40、50、60 min进行正交试验。

图3 超声时间对鞣质提取效果的影响Fig.3 The effect of extraction time on extraction of tannin

2.1.4 超声次数对鞣质提取率的影响

结果如图4所示。由图4可知，随着超声次数的增加，鞣质含量逐渐趋于平缓。考虑鞣质的提取时间过长易于分解，影响鞣质的提取率，故选择提取2、3、4次进行正交试验。

图4 超声次数对鞣质提取效果的影响Fig.4 The effect of extraction times on extraction of tannin

2.2 正交试验

在单因素试验结果的基础上，以鞣质的提取率为考察指标，设计L9(34)正交试验，试验结果见表1。

从表1可知，超声法提取新疆番茄废弃茎叶中鞣质的最佳工艺条件为A2B2C3D1，即乙醇浓度50%，每次超声50 min，料液比1∶35，超声提取2次。

极差分析结果表明，番茄茎叶中鞣质的提取提取率的影响程度大小依次为：A（乙醇浓度）＞B（超声时间）＞C（固液比）＞ D（超声次数）。

3 结论

（1）乙醇浓度及超声时间是影响废弃番茄茎叶鞣质的提取率的主要因素，确定了其番茄茎叶鞣质最佳的提取工艺为35倍50%乙醇超声提取2次，每次 50 min。

（2）该工艺简单可行，且省时、高效、节能，可用于番茄废弃茎叶中鞣质成分的提取，为进一步研究番茄废弃茎叶中鞣质类物质提供了理论依据，并增加了新疆番茄资源利用率。

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