巨峰葡萄皮中白藜芦醇提取工艺的研究

张焕丽，李凡姝，马 慧，聂文文，王 霞，崔晓彤，肖志刚

（沈阳师范大学粮食学院，辽宁沈阳 110034）

巨峰葡萄皮中白藜芦醇提取工艺的研究

张焕丽，李凡姝，马 慧，聂文文，王 霞，崔晓彤，*肖志刚

（沈阳师范大学粮食学院，辽宁沈阳 110034）

采用超声波辅助技术研究白藜芦醇的提取工艺，并进行单因素试验和正交试验，分析对料液比、乙醇体积分数、超声时间、水浴温度对巨峰葡萄皮中白藜芦醇提取率的影响，确定最佳工艺条件为料液比1∶12，乙醇体积分数60%，超声时间12 min，水浴温度30℃，此时巨峰葡萄皮中白藜芦醇提取率为0.014 9%。

超声波辅助技术；葡萄皮；白藜芦醇

白藜芦醇（Resveratrol，RES）又称芪三酚，化学名称为3，4，5-三羟基芪（3，4，5-trihydroxys，Tilbe），是植物所含的一种天然二苯乙烯类，为含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物。天然存在的RES有顺式和反式2种异构体，在许多植物中常以游离态或糖苷的形式存在［1］，其中反式白藜芦醇的葡萄糖苷又被称为云杉新苷。糖苷酶可以把肠道中的白藜芦醇苷分解，释放出白藜芦醇，从而发挥对人体的保健作用。

葡萄营养丰富、鲜嫩味美、老幼喜食，属水果之佳品。但通常情况下在吃葡萄时因其皮有涩味，往往会把皮吐掉，这样就会有很大一部分营养流失掉了。葡萄皮中含有丰富的白藜芦醇，含量达50～100 μg/g［2］。近年来，科学家对白藜芦醇各种生物学以及药理学的不断研究发现，其除了具有抗癌、心血管保护、抗氧化和抗自由基等方面作用外，RES还具有雌激素调节、抗突变、抗菌消炎、辐射防护等作用［3］。从葡萄皮中提取RES的方法有很多，通常使用的方法包括机溶剂提取法、微波提取法和超临界CO2萃取法［2］，但根据以往的试验得出有机溶剂提取法不但耗时长而且提取率低；微波热量传导迅速，但往往会导致RES的理化性质发生改变，影响提取率；超临界CO2萃取法具有选择性高、有效成分容易分离等优点，但所需成本较高［4-5］。超声波提取法已经在分子肽、花色苷、类黄酮以及苦杏仁苷等功能性物质的提取上应用，是功能性物质提取技术的研究新热点［6］。超声波提取法是利用超声波在空气、水和有机溶剂等介质中传播时产生空化效应，同时超声波产生的振动作用加强了胞内物质的释放、扩散和溶解，从而显著提高提取效率。

采用超声波法提取植物中的白藜芦醇，不仅强化了提取过程、提高了提取率、缩短了提取时间，而且对RES的理化结构和性质影响比较小，因此超声波法是RES实验室提取中的常用手段。本试验是采用超声波辅助技术从巨峰葡萄皮中提取白藜芦醇，通过对料液比、乙醇体积分数、超声时间、水浴温度进行单因素试验考察，再通过四因素三水平正交试验优化白藜芦醇的提取工艺，得出提取率最高、成本较低的提取方法。对葡萄皮中白藜芦醇的提取作了进一步探索。

1 试验与方法

巨峰葡萄皮，色泽鲜艳、无霉变，市售；乙醇溶液、白藜芦醇标准品、石油醚，均为分析纯。

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1.3.1 工艺流程

1.3.2 方法

（1）处理巨峰葡萄皮。取若干巨峰葡萄皮，洗净，于60℃的干燥箱中烘干6 h，取出后粉碎过40目筛，密封冷藏，以备后续步骤使用。

（2）巨峰葡萄皮初提液的制备。准确称取一定质量的葡萄皮溶于乙醇溶液中（具体参数根据单因素试验进行调整），将溶液置于锥形瓶中进行水浴加热后超声提取。

（3）RES标样的制备。初提液离心后进行真空抽滤，滤液在40℃下进行旋转蒸发，浓缩后的滤液用石油醚萃取直至石油醚无色，所得溶液进行减压蒸馏去除石油醚，最后用40%乙醇溶液定容，得到巨峰葡萄皮的RES样品提取液。

1.3.3 提取率的计算

绘制白藜芦醇标准曲线：称取一定量RES标准品，配置成RES标准储备液，并对储备液进行梯度稀释，得质量浓度为2，4，6，8，10 μg/mL的标准溶液，于波长306 nm处测吸光度并绘制出白藜芦醇质量浓度与吸光度的关系曲线。

式中：C——提取液中RES的质量浓度，g/mL；

V——提取液的体积，mL；

m——原料质量，g。

2 结果与分析

以白藜芦醇为标准品，用分光光度计测定吸光度，运用一元线性回归法，绘制如下线性图，横坐标为白藜芦醇质量浓度，纵坐标为对应的吸光度，白藜芦醇的标准曲线方程Y=0.141 7X-0.006 9，R2= 0.999 6，其中Y代表吸光度，X代表RES质量浓度（μg/mL）。采用紫外分光光度计检测的方法来测得RES的提取率。

紫外分光光度法测定RES含量的标准曲线见图1。

图1 紫外分光光度法测定RES含量的标准曲线

参数中选取料液比、乙醇体积分数、超声时间、水浴温度为4个考察因素，提取率为考察目标，通过散点折线图进行分析，研究对提取率影响的大小。2.2.1 料液比对白藜芦醇提取效率的影响

精确称取葡萄皮样品5.00 g，配制料液比分别为1∶6，1∶9，1∶12，1∶15，1∶18的溶液，在乙醇体积分数60%，水浴温度60℃，超声时间10 min，水浴时间40 min条件下，确定适宜的料液比。

料液比对白藜芦醇提取率的影响见图2。

图2 料液比对白藜芦醇提取率的影响

由图2可知，当料液比为1∶6～1∶12时，RES提取率随料液比的减小而增大；当在1∶12时达到最大提取率，随后料液比继续减少，提取率不再增加而下降。所以可以确定当料液比为1∶12时达到最大提取率，随后进行其他单因素试验。

2.2.2 乙醇体积分数对白藜芦醇提取率的影响

精确称取巨峰葡萄皮样品5.00 g，在乙醇体积分数分别为40%，50%，60%，70%，80%，料液比1∶12，水浴温度20℃，超声时间6 min，水浴时间40 min的条件下，确定适宜的乙醇体积分数。

乙醇体积分数对白藜芦醇提取率的影响见图3。

由图3可知，乙醇体积分数为40%～60%时，RES提取率随乙醇体积分数的增大而增大；在乙醇体积分数为60%时提取率达到最大，因为RES的溶解度最大；再增加乙醇体积分数至70%，白藜芦醇提取率下降。当乙醇体积分数为60%时提取率最高，所以确定单因素乙醇体积分数，然后再分别进行其他单因素试验。

图3 乙醇体积分数对白藜芦醇提取率的影响

2.2.3 超声时间对白藜芦醇提取效果的影响

精确称取葡萄皮样品5.00 g，在超声时间分别为6，8，10，12，14 min，乙醇体积分数40%，水浴温度40℃，料液比1∶6，水浴时间40 min的条件下，确定适宜的超声时间。

超声时间对白藜芦醇提取率的影响见图4。

图4 超声时间对白藜芦醇提取率的影响

由图4可知，超声时间为6～10 min时，RES提取率随着超声时间的增大而增大；当超声时间为10 min时，提取率达到最大；之后提取率随着超声时间的增大而减少。这可能是因为较长的超声时间使白藜芦醇的结构遭到破坏，提取率下降。当超声时间为10 min时提取率达到最高值，所以超声时间的最佳值为10 min。

2.2.4 水浴温度对白藜芦醇提取率的影响

精确称取葡萄皮样品5.00 g，在水浴温度分别为20，30，40，50，60℃，超声时间8 min，乙醇体积分数80%，料液比1∶15，水浴时间40 min的条件下，确定适宜的水浴温度。

水浴温度对白藜芦醇提取率的影响见图5。

由图5可知，水浴温度20～40℃时，白藜芦醇提取率随水浴温度的增大而增大；在水浴温度40℃时，RES提取率达到最大；之后随着水浴温度的上升，提取率下降。可能是因为葡萄皮中多酚类化合物在高温条件下不稳定，易受到破坏。过高的水浴温度也易导致溶剂挥发损失，过低的水浴温度不利于超声波的空化作用，因此也会降低葡萄皮中白藜芦醇的提取效果。当水浴温度为40℃时提取率最高，所以确定单因素水浴温度为40℃。

图5 水浴温度对白藜芦醇提取率的影响

2.3.1 正交试验设计

基于上述单因素试验，选择料液比、乙醇体积分数、超声时间、水浴温度为参数设计正交试验，选用L9（34）正交试验因素水平表，确定RES提取的最佳工艺条件。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计

2.3.2 正交试验结果

正交试验分析见表2。

表2 正交试验分析

由表2可知，利用超声波提取巨峰葡萄皮中RES的最佳条件为A2B2C3D1，即料液比1∶12，乙醇体积分数60%，超声时间12 min，水浴温度30℃时得出最大提取率。试验结果表明，4个因素中乙醇体积分数对白藜芦醇提取率影响最显著，其次为料液比，超声时间的影响最小。此时，巨峰葡萄皮中白藜芦醇提取率为0.014 9%。

3 结论

本试验中白藜芦醇的提取工艺主要采用超声波辅助技术研究，进行了单因素试验和正交试验，探索了料液比、乙醇体积分数、超声时间、水浴温度对巨峰葡萄皮中白藜芦醇提取率的影响，结果确定最佳工艺条件为料液比1∶12，乙醇体积分数60%，超声时间12 min，水浴温度30℃，此时巨峰葡萄皮中白藜芦醇提取率为0.014 9%。根据本试验的研究结果表明，从巨峰葡萄皮中提取RES，超声波法改变了传统工艺的不足之处，且提高了提取率，符合绿色环保的先进理念。

［1］ 陈雷，韩雅珊.葡萄不同品种及组织含量差异 ［J］.园林学报，1999，26（2）：118-119.

［2］ 张初署，杨庆利，潘丽娟，等.白藜芦醇的提取及分离纯化研究进展 ［J］.食品工业科技，2008，29（8）：289－291．

［3］ 陈秀霞.虎杖中白芦藜醇、白芦藜醇苷和花生白芦藜醇含量的研究 ［D］.福州：福建师范大学，2004.

［4］ 张景亚，李鹏伟，王宪龄，等.超声波辅助提取花生衣的白藜芦醇 ［J］.安徽农学报，2011，39（19）：11 940-11 941.

［5］ 黄涛，陈文俊.论循环农业的构成 ［J］.湖北经济学院学报（人文社会科学版），2006（9）：34-35.

［6］ 朱国辉，丘泰球，黄卓烈.超声波在萃取中的应用 ［J］.声学技术，2007（4）：188－190.◇

This test stadies the extraction process of resveratrol from jufeng grape peel by ultrasonic technique.Solid to liqued，ethanol concentation，ultrasonil time and temperature are anlyse through single factor experiment and orthogonal experiment. Result shows optimum extraction technology is solid to liquid ratio 1∶12，ethanol concentration 60%，ultrasonic time 12 minutes and extraction temperature 30℃.The extraction of resveratrol in jufeng grape peel rate is highest，at 0.014 9%.

ultrasonic technique；grape peel；resveratrol

1671-9646（2016）09a-0029-03

TQ914.1

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.09.009

2016-07-26

辽宁省“百千万人才工程”资助项目（2013921038）；沈阳市科技创新专项资金（F14-104-3-00）；辽宁省高等学校优秀科技人才支持计划（第一层次）资助专项（LR2015062）。

张焕丽（1992— ），女，在读硕士，研究方向为生物化工。

肖志刚（1972— ），男，博士，教授，研究方向为粮食油脂及植物蛋白工程。