超声辅助提取椒目多酚及其抗氧化性的研究*

顾广参 薛 旗 徐 阳 徐媛媛 邴爱英 杨志孝

(泰山医学院，山东 泰安 271016)

超声辅助提取椒目多酚及其抗氧化性的研究*

顾广参 薛 旗 徐 阳 徐媛媛 邴爱英 杨志孝

(泰山医学院，山东 泰安 271016)

目的 采用超声辅助技术从椒目中提取多酚类物质，确定椒目多酚的适宜提取工艺参数及其抗氧化的能力。方法 用超声辅助法提取椒目多酚，采用正交实验法确定最佳提取条件，后采用DPPH法测定最佳提取条件下椒目多酚提取液清除自由基的能力，从而测定其抗氧化性能。结果 通过多酚提取率与液料比、乙醇体积分数、超声温度、超声时间的单因素实验结果表明，超声辅助提取椒目多酚的适宜工艺参数为乙醇浓度75%，液料比30∶1(ml/g)，提取时间80 min，提取温度60 ℃，在此条件下多酚提取率为0.12% 。结论 抗氧化活性试验测定结果显示当椒目多酚提取液质量浓度为0.025 mg/ml时，对DPPH自由基的清除率可达92.27% ,与对照组Vc无显著差异，说明在该工艺下提取的椒目多酚与Vc抗氧化能力相当，具有较强的抗氧化活性，因此，椒目多酚可作为天然抗氧化应用于食品及药品企业。

椒目；多酚；超声辅助提取；抗氧化

椒目为芸香科(Rutaceae)花椒属植物花椒(Zanthoxylom bungeanum Maxim)的干燥成熟种子，我国大部分地区均有分布。花椒主产于我国陕西、四川、山东、山西、河南、河北等地[1]，是我国传统“八大调味品”之一。花椒应用广泛，其根、茎、果实等部位都可用药，而作为占花椒产量一半的副产品，椒目的利用率却很低，大部分被当做燃料烧掉或撒入田中作肥料，甚至被当做废物丢弃。研究表明，椒目中含有多种酚类化合物，这类化合物广泛存在于植物体内，具有抗癌、抗菌、抗氧化和预防心血管疾病等多种生物活性。椒目油被榨出后， 椒目残渣可以作为提取椒目多酚的原料，因此，将椒目进行综合开发利用，既能保护环境，又能给椒民们带来一定的经济收益，同时会促进整个花椒产业的发展。超声辅助提取是一项新型的天然产物辅助溶剂提取工艺技术，该方法实现了在较低温度下，利用超声波产生的热效应、机械作用和空化效应可以使原料细胞壁快速破碎，促进提取剂进入细胞内与目标提取成分充分混合，加速胞内物质溶出、扩散和释放，保证了提取效率的提高[1]。超声波技术现已广泛应用于植物多酚物质的提取[2]。本实验通过超声辅助提取椒目多酚，确定提取多酚的最佳条件，目的是进一步挖掘椒目的可用程度，为开发椒目多酚抗氧化类产品提供技术依据。同时本实验探讨了椒目提取物对DPPH·自由基的清除效果，为椒目多酚作为抗氧化、抗衰老的保健食品的开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1材料 椒目：泰安产成熟花椒，取椒目用于实验。

1.2试剂 没食子酸、石油醚、福林试剂、碳酸钠、无水乙醇、二苯代苦味酰基白由基(DPPH·)为美国Sigma公司生产，其他试剂均为国产分析纯试剂。

1.3仪器与设备 KQ-250DB型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；JJ1000型精密电子天平(美国双杰兄弟有限公司)；752SP型紫外可见分光光度计(上海棱光技术有限公司)；TGL-16C型台式离心机(上海安亭科学仪器厂)。

1.4方法

1.4.1椒目多酚的提取 准确称取一定量椒目，粉碎后加入适量石油醚，于超声波清洗器中250 W、40 ℃加热30 min提出椒目油。冷却后加入浸提剂(乙醇溶液)。放入功率250 W频率40kHz超声清洗器中，在不同的条件下浸提椒目多酚。浸提后，用高速离心机对萃取液以10000 r/min离心15 min。取上清液，经AB-8大孔树脂吸附、洗脱得椒目多酚提取液[3]。

1.4.2多酚含量的测定

1.4.2.1标准曲线的绘制 采用Folin-clocalteau法，将没食子酸配成质量浓度梯度为12.5 mg/L、25 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L和200 mg/L 6个样液，将Folin-clocalteau试剂取出一定体积稀释10倍，取该稀释液4 ml加入到1 ml提取样液中，然后加入5 ml 7. 5%的碳酸钠溶液，25 ℃静置2 h后在765 nm测定吸光度[4]。吸光度值A与没食子酸标准溶液浓度(C, mg/ml)之间的回归方程为：Y= 0.0078X+0.0318，R2=0.9997。分析表明，没食子酸质量浓度在0.001～0.006 mg/ml时与吸光度值具有良好的线性关系。

1.4.2.2单因素实验方法 影响因素选取：液料比(10∶1，20∶1， 30∶1，40∶1，ml/g)、超声温度(40 ℃，50 ℃，60 ℃，70 ℃)、乙醇体积分数(70%，75%，80%，85%)、和超声时间(40，50，60，70 min)。控制变量，浸提椒目多酚后，移取1 ml提取液于4支试管中，各加入4 ml福林酚试剂和5 ml7.5%的碳酸钠溶液，静置30 min后在765 nm波长下测定吸光度。按照标准曲线计算出椒目多酚质量浓度(C,mg/ml)。多酚提取率(以干质量计)按公式(1)计算:

(1)

1.4.3多酚抗氧化性能的测定 DPPH法：配制浓度为1×10-4mol/L的DPPH·无水乙醇溶液。取最优工艺条件提取的椒目粗提液2 ml和2 ml DPPH·溶液，摇匀，放置30 min，以提取溶剂75%乙醇调零，在517 nm处测定吸光度记为Ai，同法2 ml75%乙醇加入2 ml DPPH·溶液，摇匀，测定吸光度Ac，2 ml粗提液加入2ml75%乙醇，摇匀，测定吸光度Aj，每个浓度平行测3次，取平均值[5]。以抗坏血酸(Vc)作阳性对照，依照上述方法测定，根据下式分别计算粗提液和Vc对DPPH·的清除率，按式(2)计算

清除率=[1- (Ai-Aj)/Ac] ×100%

(2)

式中，Aj为样品白身对吸光度的贡献;Ac为DPPH·本身吸收数值;Ai为样品对DPPH·作用后的吸光度数值[5]。

2 结果与分析

2.1提取条件对多酚提取率的影响

2.1.1乙醇浓度对多酚提取率的影响 在液料比10∶1、提取温度40 ℃、提取时间30 min条件下，改变各组乙醇浓度，实验结果见图1：随乙醇浓度的增加，多酚的提取率先增加后逐渐降低，75%乙醇条件下提取率最高。由相似相溶原理可知，75%乙醇的极性与椒目多酚的极性最为接近，因此提取效果更好。所以选择乙醇浓度为75%。

图1 乙醇浓度对多酚提取率的影响

2.1.2液料比对多酚提取率的影响 在乙醇浓度75%、提取温度40 ℃、提取时间30 min条件下，改变各组液料比，实验结果见表1：随液料比的增加多酚提取率也相应增加，液料比每增加10提取率的增量呈先增大后减小的趋势，综合考虑节约成本，减少能耗，因此最佳液料比为30。所以选择料液比为1∶30。

表1 液料比的影响

2.1.3提取时间对多酚提取率的影响 在乙醇浓度75%、液料比10∶1、提取温度40℃，改变各组提取时间，实验结果见图2：提取时间为80 min时多酚提取率最高，随后提取率下降。因为延长提取时间在增加多酚提取量的同时也增加多酚氧化的量，本组实验中提取时间为80 min时，提取率最高。因此试验最佳提取时间为80 min。

图2 提取时间对多酚提取率的影响

2.1.4提取温度对多酚提取率的影响的影响 75%乙醇、液料比10∶1，提取时间30 min,改变各组提取温度，实验结果见图3：随温度升高，多酚提取率先升高后降低，于60℃时有最高提取率。随温度升高，溶剂黏度降低，多酚在溶剂中的扩散能力增强，提取率即可相应的增加，但温度升高可促进多酚的氧化，降低提取率，60℃以后升高温度多酚的提取率反而降低。因此最佳提取温度确定为60 ℃。

图3 温度对多酚提取率的影响

2.2抗氧化测定结果 以抗坏血酸(Vc)作阳性对照，测定结果如图4所示，随浓度升高，两者对DPPH的清除率均增加，当浓度达到0.032 mg/ml后趋于水平。在浓度<0.024 mg/ml时，提取物的清除率明显大于Vc；当浓度≥0.024 mg/ml时，提取物和Vc的自由基清除率相当，都达到90%以上，抗氧化活性较强。两者清除率比较结果表明：椒目多酚提取物具有较强的抗氧化能力。

图4 浓度与清除率的关系

3 结 论

通过单因素实验，确定了椒目多酚提取的最佳条件是：液料比30∶1(ml/g)，乙醇体积分数75%，超声温度60 ℃，超声时间80 min。通过对DPPH·自由基有较强的清除实验效果看，当椒目多酚浓度在<0.024 mg/ml清除自由基地能力远大于同浓度的Vc；椒目多酚是一种有效的自由基清除剂，具有较强的抗氧化作用。因此，可以将椒目多酚可作为天然的抗氧剂，应用于食品及药品企业。

[1] 王文泽,等.椒目的化学成分研究.沈阳药科大学硕士论文,2005.

[2] 赵萍,林樱姬,金征宇,等.超声辅助提取花生红衣中多酚物质及其抗氧化活性的研究[J]. 食品科学, 2010,31(12):53-57.

[3] 陈晨,胡文忠,田沛源,等. 超声辅助提取香蕉皮多酚工艺优化及其抗氧化性的分析. 食品科学,2014,35(2):12-17.

[4] 李金凤，段玉清，马海乐,等.板栗壳中多酚的提取及体外抗氧化性研究[J].林产化学和工业,2010,30(1):53-58.

[5] 李西柳,庞明,王俊儒,等.柿子渣中多酚的提取工艺及其抗氧化性研究[J].西北植物学报,2010,30(7):1475-1480.

Ultrasonic assisted extraction of bunge pricklyash seed research of polyphenols and its oxidation resistance

GU Guang-can XUE Qi XU Yang XU Yuan-yuan BING Ai-ying YANG Zhi-xiao

(Taishan Medical College,Taian 271016，China)

Objecive:To determine pepper suitable for extraction of polyphenol and antioxidant capabilities,by the use of ultrasound-assisted technology. Means:The ultrasound-assisted technology was used to extract pepper polyphenols,orthogonal experimental method was used to determine the optimum extraction conditions and pepper under optimum conditions were measured by the DPPH method of polyphenol extract scavenge free radicals to determine their antioxidant properties. Results:Polyphenol extraction rate and the ratio of liquid, ethanol concentration,temperature and ultrasonic time of ultrasonic single factor experiments showed that the suitable technical parameters for ultrasound-assisted extraction of polyphenol from pepper were 75% ethanol,liquid-solid ratio 30:1 (ml/g), the extraction time 80 min and temperature 60℃,and polyphenol extraction rate was 0.12% under these conditions. Conclusion:The results of determination of antioxidant activity of polyphenols show that when pepper extract concentration is 0. 025mg/ml, DPPH free radical scavenging rate can reach 92.27%,Vc has no significant differences from that in the control group, and peppers polyphenol extracted by the process has strong antioxidant capacity of Vc, so pepper can be used in food and pharmaceutical industry as natural antioxidant polyphenols.

bunge pricklyash seed;polyphenols;ultrasonic assisted extraction;antioxidant

国家级大学生创新创业训练计划项目(201510439111)。

顾广参，泰山医学院临床医学2013级本科。

R917

：A

：1004-7115(2017)09-01023-03

10.3969/j.issn.1004-7115.2017.09.021

2017-06-11)