乌蔹莓多酚提取工艺研究

江　念,縢树锐,张新欣,郑小江，陈根洪

(1.湖北民族学院 生物科学与技术学院，湖北 恩施 445000；2.湖北民族学院 林学园艺学院，湖北 恩施 445000；3.生物资源保护与利用湖北省重点实验室(湖北民族学院)，湖北 恩施 445000)



乌蔹莓多酚提取工艺研究

江念1，3,縢树锐2,张新欣2,郑小江1*，陈根洪1*

(1.湖北民族学院 生物科学与技术学院，湖北 恩施 445000；2.湖北民族学院 林学园艺学院，湖北 恩施 445000；3.生物资源保护与利用湖北省重点实验室(湖北民族学院)，湖北 恩施 445000)

摘要：试验以乌蔹莓全草为材料，采用Folin-Ciocalteu法测定多酚的含量，通过单因素和正交试验对乌蔹莓多酚提取工艺的乙醇体积分数、提取时间、提取温度、料液比4个因素进行研究，结果表明：各因素对多酚得率的影响大小为：D(提取温度)>A(乙醇体积分数)>C(提取时间)>B(料液比).最佳工艺组合为A2B3C2D2，即最优提取工艺条件为：乙醇体积分数60%，料液比1∶70，提取时间1 h，温度60℃，乌蔹莓多酚得率为0.89%.

关键词：乌蔹莓；多酚；提取工艺；得率

乌蔹莓(CayratiaJaponica)系葡萄科乌蔹莓属多年生草质藤本植物，别名止血藤、乌蔹草、五月莓、母猪藤、五爪龙、五月藤等[1-3].在和《草木便方》、《唐本草》和《本草纲目》等古代医书中都早有记载，其主要作用为清热解毒、利尿止血，主治蛇虫咬伤、疮痈肿毒等[4].乌蔹莓属植物在我国有16种，其中湖北省常见的有乌蔹莓、尖叶乌蔹苺、脱毛乌蔹莓和华中乌蔹莓[2].乌蔹莓在湖北省恩施州分布广泛，生于山谷、灌木和石缝中且易于人工种植，发展前景良好.

植物的代谢产物中有很多有抗氧化作用[5]，多酚是指分子结构中有若干个酚性羟基的植物成分总称，有很好的清除自由基的功能和抑菌效果[6-8].现有研究显示，茶多酚、苹果多酚和葡萄籽多酚等对羟自由基、DPPH自由基和超氧阴离子自由基有很好的清除能力[9-13].国内未见乌蔹莓多酚的提取工艺报道，本文研究乌蔹莓多酚的最佳提取工艺，为乌蔹莓的深度开发提供理论基础.

1材料与方法

1.1试验材料与试剂

材料：乌蔹莓采自于湖北省农业科学院中药材研究所中药材实验基地(恩施市新塘乡长岭岗).主要试剂：乙酸乙酯、甲醇、丙酮、无水乙醇、石油醚、福林酚试剂、碳酸钠、焦性没食子酸(均为分析纯).

1.2仪器与设备

GXZ-9140数显鼓风干燥箱(海博讯实业有限公司医疗设备厂)；数显恒温水浴锅(上海博迅实业有限公司)；TDL-80-2B低速台式离心机(上海安亭科学仪器厂)；UVWIN5型紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)；DFY—500摇摆式高速万能粉碎机(由天津泰斯特仪器有限公司).

1.3试验方法

1.3.1材料预处理取洗净整株乌蔹莓，置于烘箱中60℃烘干,取出用粉碎机粉碎，过60目筛，保存备用.

1.3.2乌蔹莓多酚提取及测定方法采用溶剂提取法提取乌蔹莓样品中多酚，Folin-Ciocalteu法测定多酚的含量[14-17].

1.3.3绘制标准曲线以没食子酸为标准对照品，制作标准曲线.操作如下：配制0.1 mg/mL没食子酸标准溶液，分别取此溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL于25 mL棕色容量瓶中，加入4 mL蒸馏水，再加入1 mL福林酚试剂，摇匀放置3～5 min，加入4 mL 10%Na2CO3溶液，定容后50℃水浴30 min，于760 nm处测定吸光度，试验重复三次，取三次平均值.横坐标为没食子酸的体积分数，纵坐标为吸光度，绘制标准曲线，得多酚标准曲线为：

y=104.7x+0.000 4，R2=0.999 7，多酚含量=C×V×N/W.

式中：C:比色管的溶液含量(mg/mL);V:提取液体积(mL);N:稀释倍数;W:样品干重(g).

1.3.4溶剂选择试验取脱脂乌蔹莓粉末0.4 g，在料液比为1∶40，提取温度70℃，提取时间为1.0 h的条件下，分别用50%的甲醇、50%的丙酮、50%的乙醇、蒸馏水提取，平行测定三次，取平均值，比较不同溶剂对提取液中多酚含量的影响，选择最适提取溶剂.

1.3.5单因素试验①取脱脂乌蔹莓粉末0.4 g，以50%乙醇为提取溶剂，提取温度50℃，提取时间为1.0 h，在料液比为1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60、1∶70、1∶80的条件下提取，考察料液比对多酚得率的影响.②取脱脂乌蔹莓粉末0.4 g，以50%乙醇为提取溶剂，提取温度50℃，料液比1∶50条件下，在时间为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h条件下提取，考察时间对多酚得率的影响.③取脱脂乌蔹莓粉末0.4 g，在料液比为1∶50，提取时间1.0 h，乙醇浓度50%的条件下，在温度30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的条件下提取，考察温度比对多酚得率的影响.④取脱脂乌蔹莓粉末0.4 g，在提取温度60℃，料液比1∶50及提取时间1.0 h的条件下，分别以20%、40%、60%、80%、100%的乙醇进行提取，考察乙醇体积分数对多酚得率的影响.

1.3.6正交试验设计根据单因素试验，选取乙醇体积分数、料液比、浸提时间和提取温度这4个因素，以总多酚得率为指标进行正交试验，见表1.

表1　正交实验因素水平表

图1　不同溶剂对乌蔹莓多酚得率影响Fig.1　The influence of solvent on the yield of polyphenol

2结果与分析

2.1溶剂选择试验结果

由图1可以看出，在4种不同溶剂浸提条件下50%甲醇和50%乙醇多酚得率最高，其效果差异不明显，考虑溶剂毒性问题，最佳浸提溶剂为乙醇.

2.2料液比对乌蔹莓多酚得率的影响

由图2所得结果显示，料液比从1∶20到1∶30时多酚得率缓慢增长，1∶30到1∶60时，多酚得率增长较快.当料液比超过1∶60后，多酚得率增长趋于平稳，可能原因是随着料液比的增加，样品中的可溶性多酚已经全部溶出.故选择1∶60作为提取的最佳料液比.

2.3提取时间对乌蔹莓多酚得率的影响

由图3可以看出，在0.5～1.0 h多酚得率快速增加，1.0 h以后多酚含量趋于平缓且有下降趋势.分析原因可能为样品中可溶性多酚在1.0 h处已溶解完全，在后续热浸提过程中对多酚结构产生相应的破坏导致多酚含量有下降趋势，故选择1.0 h为最佳提取时间.

图2　料液比对乌蔹莓多酚得率的影响 图3　提取时间对乌蔹莓多酚得率的影响Fig.2　The influence of solid/liquid ratio on the yield of polyphenol Fig.3　The influence of time on the yield of polyphenol

2.4提取温度对乌蔹莓多酚得率的影响

由图4可知，乌蔹莓多酚的得率在60℃之前，随着温度升高逐渐增加，在60℃达到最大值，但是温度超过60℃时，多酚提取含量降低，原因可能是高温条件下对多酚的结构造成破坏，故最佳提取温度为60℃.

2.5乙醇体积分数对乌蔹莓多酚得率的影响

从图5可以看出，乙醇体积分数在20%到60%范围内，多酚的得率逐渐升高，当超过60%后，得率逐渐降低，故选取60%乙醇水溶液作为提取溶剂.

图4　提取温度对乌蔹莓多酚得率的影响 图5　不同乙醇体积分数对乌蔹莓多酚得率的影响

试验号因素A乙醇体积分数/%B液料比/(g·mL-1)C提取时间/hD提取温度/℃酚得率/%111110.76212220.81313330.77421230.87522310.82623120.84731320.82832130.78933210.85K12.342.452.382.43K22.532.412.532.47K32.452.462.412.42k10.780.820.790.81k20.840.800.840.82k30.820.820.800.75R0.060.020.050.07最优参数A2B3C2D2影响次序D>A>C>B最佳组合A2B3C2D2

2.6正交试验结果

由表2可知，在所考察的影响因素中，其影响乌蔹莓多酚得率的大小顺序为：D(提取温度)>A(乙醇体积分数)>C(提取时间)>B(料液比).最佳提取工艺组合为A2B3C2D2，最优工艺条件：溶剂为乙醇且体积分数60%，料液比设为1∶70，提取时间为1 h，提取温度为60℃.

2.7验证试验

精确称取上述材料0.4 g于3个具塞试管中，加入24 mL的60%乙醇溶液，在60℃的水浴锅中水浴1.0 h，测得其多酚得率分别为0.875%，0.896%，0.899%，平均得率为0.89%，优于试验中各组水平，且与试验结果接近，说明优化后的工艺稳定可靠.

3结论

正交试验优化乌蔹莓多酚的提取工艺，得到最佳工艺条件为：乙醇体积分数60%，料液比1∶70，提取时间1 h，温度60℃.

对于从乌蔹莓中提取出的多酚类化合物，可以考虑将其作为一种天然的抗氧化剂来开发，作为功能食品添加剂，将其用于食品、医药、保健、日化、精细化工等领域，这将具有广阔的前景.

参考文献:

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责任编辑：高山

Research on Extraction Technology of Polyphenols fromCayratiaJaponica

JIANG Nian1,3,TENG Shurui2,ZHANG Xinxin2,ZHENG Xiaojiang1*,CHEN Genhong1*

(1.School of Biological Science and Technology,Hubei University for Nationalities,Enshi 445000,China;2.School of Forestry and Horticulture,Hubei University for Nationalities,Enshi 445000,China;3.Key Laboratory of Biologic Resources Protection and Utilization of Hubei Province(Hubei University for Nationalities),Enshi 445000，China)

Abstract：Cayratia Japonica herbs were used for discussing the effects of the extract temperature,time,ratio of material to solvent and ethanol concentration on the yield of Cayratia Japonica polyphenols with single factor and orthogonal experiments.The measure of Folin-ciocalteu was applied to test the content of polyphenols,and the results show the influence level was that:D(extract temperature)>A(ethanol concentration)>C(time)>B(ratio of material to solvent).The best extraction process combination is A2B3C2D2,namely extract temperature 60℃,ethanol concentration 60% ,extract time 1 hour and ratio of material to solvent 1∶70.The polyphenols from Cayratia Japonica yield 0.89%.

Key words：Cayratia Japonica;polyphenols;extraction process;yield

收稿日期：2015-10-29.

基金项目：湖北省自然科学基金创新群体项目(2009CDA115)；湖北省教育厅高校产学研项目(CXY2009B037) ；恩施州技术研发项目(2013)；生物资源保护与利用湖北省重点实验室开放基金项目(PKLHB1525、1526).

作者简介：江念(1991- )，男，硕士生，主要从事林特食品资源保护与利用的研究;*通信作者：陈根洪(1968- )，男，副教授，主要从事林特食品加工与开发的研究;郑小江(1958- )，男，教授，主要从事野生植物资源保护与利用的研究.

文章编号：1008-8423(2016)01-0074-03

DOI:10.13501/j.cnki.42-1569/n.2016.03.019

中图分类号：Q5-3

文献标志码：A