龙眼壳多酚提取工艺的优化及其抗氧化美白功效初评

王如意　何春兰　董健　王丽凡　罗思琪　吴艳丽

摘要 龙眼壳含有丰富的具有抗衰老、美白功效的多酚物质。本研究拟以超声波辅助提取龙眼壳中的多酚，探索不同浓度的乙醇、料液比、超声频率、提取时间对龙眼壳多酚提取率的影响，采用单因素试验和正交因素进行提取工艺优化，对获得的提取物进行清除DPPH自由基和抑制酪氨酸酶活性测试。结果表明，龙眼壳多酚的最佳提取工艺为乙醇浓度60%，液料比1∶50（g/mL），超声频率40 kHz，超声时间60 min；龙眼壳多酚的清除DPPH自由基的能力与维生素C基本相当，对酪氨酸酶的抑制效果与曲酸基本相当，表明龙眼壳多酚可作为潜在的抗衰老、美白的天然化妆品原料。

关键词 龙眼壳；提取；多酚；抗氧化；美白

中图分类号 TS201.1   文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2023）07-0069-05

Optimization of Extraction Process of Longan Pericarp Polyphenol and Preliminary

Evaluation of Its Antioxidant and Whitening Effects

WANG Ruyi   HE Chunlan*   DONG Jian   WANG Lifan   LUO Siqi   WU Yanli

（Guangdong Food and Drug Vocational College， Guangzhou Guangdong 510520）

Abstract Longan pericarp contains rich polyphenols with anti-aging and whitening effects. This project plans to extract polyphenols from Longan pericarp with ultrasonic assistance， explore the effects of different concentrations of ethanol， material to liquid ratio， ultrasonic frequency and extraction time on the extraction rate of Longan pericarp polyphenols， and optimize the extraction process with single factor experiment and orthogonal factors. The DPPH free radical scavenging activity and tyrosinase inhibitory activity of the extracts obtained in the experiment were tested. The results showed that the optimal extraction process of longan pericarp polyphenols was：ethanol concentration was 60%， liquid to material ratio was 1∶50 （g/mL）， ultrasonic frequency was 40 kHz， and ultrasonic time was 60 min. The ability of longan pericarp polyphenols to scavenge DPPH free radicals is basically equivalent to that of vitamin C， and the inhibitory effect on tyrosinase is basically equivalent to that of kojic acid， indicating that longan pericarp polyphenols can be used as a potential anti-aging and whitening natural cosmetic raw material.

Keywords longan pericarp; extract; polyphenol; antioxidant; whitening

龍眼（Dimocarpus longan Lour.）俗称桂圆、龙目、比目、益智、圆眼等，是我国具有代表性的热带亚热带水果，主产于福建、广东、广西、海南等省区[1]。龙眼果肉通常以新鲜或加工的形式食用，而占水果鲜重约15％的龙眼壳则被作为废弃物丢弃或在加工过程中作为燃料燃烧[1]。龙眼含有丰富的多糖、多酚等天然活性物质，具有降脂、抗氧化、抗衰老、预防癌症等诸多功效[2]。龙眼壳中含有多种化合物，包括黄酮苷类物质、二氢黄酮苷、酚酸等，其中多酚物质含量丰富，而多酚作为天然抗氧化剂，具有抗衰老、抗辐射、抗凝血等作用，对心脑血管疾病的防治，如冠心病、动脉粥样硬化、脑血栓等方面具有良好功效[1，3-4]。

研究表明，作为龙眼资源废弃物的龙眼核与龙眼壳中多酚的含量不低，均达4%以上[1，3-5]。目前，国内研究者对龙眼的开发利用研究主要集中在龙眼肉和龙眼核，而对龙眼壳多酚进行开发研究工作的，国内仅有1个团队[1，3-5]。研究者前期通过活性测试，发现龙眼核多酚具有一定的抗氧化作用和美白作用[1，2，4，7-11]，也发现了龙眼壳多酚同样具有一定的抗氧化活性[1，3]，而对龙眼壳多酚的抑制酪氨酸酶的美白活性尚未见公开报道。龙眼壳多酚是否具有抑制酪氨酸酶的效果需进一步研究证明。

鉴于龙眼壳含有丰富的多酚，且目前对龙眼壳多酚提取及体外生理功效的研究较少，本研究选取龙眼壳作为原料，采用单因素试验和正交因素进行多酚物质的提取工艺优化，并通过活性试验初步验证其抗衰老、美白功效，以期利用龙眼壳提取获得活性较好的多酚物质作为天然的化妆品原料，达到变废为宝的目的。

1 仪器与试药

仪器：UV-180型紫外-可见分光光度计（上海美谱达仪器有限公司）、Infinite F50型酶标仪（瑞士TECAN公司）、T25 digital型均质机（德国艾卡公司）、RW20 digital搅拌机（德国艾卡公司）、AUY220型电子天平（日本岛津公司）、SB-300DTY型超声波清洗器（宁波新芝生物科技股份有限公司）、SHZ-D（Ⅲ）型循環水式真空泵（巩义予华仪器有限责任公司）等。

药品及材料：龙眼壳（采集自广东惠州，经广东省中药研究所郑海博士鉴定为Dimocarpus longan Lour.的干燥果壳）、没食子酸标准品（98.5%，中国食品药品检定研究院，批号：20180315）、酪氨酸酶（99%，厂家，批号：T21102513）、L-酪氨酸（上海蓝季生物，批号：180811）1，1-二苯基-2三硝基苯肼（DPPH，博美生物，批号：RY393024）、维生素C（西陇科学，批号：181010.1）、福林酚试剂（上海生物，批号：1023A20），无水碳酸钠、无水乙醇、甘油、丙二醇、95%乙醇等均为分析纯。

2 研究方法

2.1 原材预处理

将新鲜的龙眼壳放置于60 ℃的恒温干燥箱中，干燥至恒重。取出后用粉碎机粉碎，过60目筛备用。

2.2 总多酚含量测定

采用FoLin-CiocaLteu法[3-4]测定酚类物质。

2.3 单因素试验[3]

称取1.0 g龙眼壳粗粉，置于125 mL锥形瓶中，按照一定的料液比加入溶剂混合、密封，放置于超声波仪中超声提取。提取结束后，减压抽滤得滤液。分别考察4个关键因素（溶剂：乙醇体积分数为15％、30％、45％、60％、75％、90％；料液比（g/mL）为1∶10、

1∶20、1∶30、1∶40、1∶50；超声频率为25、33、40、59 kHz；提取时间为15、30、45、60 min）对龙眼壳粗多酚提取量的影响。

收集滤液，并用蒸馏水定容于100 mL容量瓶中，精确吸取2 mL滤液用蒸馏水定容于10 mL，再精确吸取0.5 mL于10 mL刻度试管中，补水至2 mL，加入1 mL Folin-Denis试剂，摇匀，静置5 min后，再加入1 mL 20％的碳酸钠溶液，摇匀后于室温条件下放置1 h，用水补足到10 mL刻度。在760 nm波下测定吸光度计算多酚提取率。

2.4 龙眼壳多酚提取工艺正交优化[3-6]

在单因素试验的基础上，以料液比、乙醇体积分数、提取时间、超声频率作为考察的4个因素，每因素取3个水平，以龙眼壳多酚提取量作为考察指标，进行L9（34）正交试验设计（见表1），得出最佳提取条件。

2.5 抗氧化测定（对DPPH的清除测定）

参考文献方法[1]并略作改动，称取0.019 72 g DPPH溶解于无水乙醇，用无水乙醇定容至250 mL，配制浓度为0.2 mmol/L的DPPH溶液。用95％乙醇将龙眼壳多酚配制成一定浓度的样品溶液，准确量取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL该样品溶液，均补95%乙醇至2 mL，加入2 mL DPPH溶液，混合均匀，避光反应30 min，无水乙醇定容至10 mL，在517 nm波长处测定其吸光度，以无水乙醇调零，以维生素C溶液做阳性对照。分析所得数据，计算对DPPH自由基的清除率。

2.6 美白试验（酪氨酸酶抑制试验）

参考文献方法[8]并略作改动，精确称取1.000 g磷酸二氢钠、1.186 g磷酸氢二钠，加入少量去离子水溶解后，定容至500 mL，配制成pH 6.8的磷酸缓冲溶液（PBS），冰箱内4 ℃保存备用。精确称取L-酪氨酸0.272 g，先加入数滴浓盐酸，加去离子水约50 mL，微热完全溶解后，用氢氧化钠溶液调pH至7左右，加去离子水定容至200 mL，配制成7.5 mmol/L的L-酪氨酸溶液。取4 mg酪氨酸酶，加入PBS溶解后，定容至100 mL，配制成40 μg/mL酪氨酸酶溶液。

用蒸馏水将龙眼壳多酚配制成一定浓度的样品溶液，准确量取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL该样品溶液，均补水至2 mL。按照表2所示试剂的顺序依次添加PBS、样品溶液（曲酸）、酪氨酸酶到试管中，摇匀，置于30 ℃水浴中保温10 min后，将L-酪氨酸溶液分别迅速加入上述试管中，摇匀，测试反应20 min后，用酶标仪在472 nm处测其吸光度。以曲酸为阳性对照组。分析所得数据，计算对酪氨酸酶的抑制率。

3 结果与分析

3.1 多酚标准曲线结果

采用FoLin-CiocaLteu法，绘制没食子酸系列浓度标准曲线见图1，标准曲线方程为：y=0.193 4x+0.003 3，线性相关系数R为0.999 6。从图1可以看出，没食子酸对照品溶液浓度在0～5 μg/mL范围内线性良好，表明使用该标准曲线能准确计算样品中多酚的含量。

3.2 单因素试验结果

3.2.1 不同乙醇体积分数对龙眼壳多酚提取率的影响。由图2可知，当乙醇体积分数小于45%时，其多酚提取量随之升高；乙醇体积分数达到45%以上，其多酚提取量随浓度升高逐渐下降。因此，在乙醇体积分数选择30%、45%、60% 3个水平作为正交试验的考察条件。

3.2.2 不同料液比对龙眼壳多酚提取量的影响。由图3可知，在料液比为1∶10到1∶40范围内，多酚的提取量随着料液比的增大而明显增加，而当料液比为1∶50时，多酚的提取量较1∶40又略有下降。因此，在料液比选择1∶30、1∶40、1∶50等3个水平作为正交试验的考察条件。

3.2.3 不同超声频率对龙眼壳多酚提取量的影响。由图4可知，随着频率的增加，龙眼壳多酚提取量先升后降，但差异不太大，多酚提取量在33 kHz时达到最大值，为40.40 mg/g。可见超声频率对多酚提取率的影响不大，故在超声频率选择33、40、59 kHz 3个水平作为正交试验的考察条件。

3.2.4 不同提取时间对龙眼壳多酚提取量的影响，其结果见图5。由图5可知，提取时间与龙眼壳多酚提取量呈正相关，当提取时间达到60 min时，多酚提取量达到最大值为41.44 mg/g。因此，在提取時间选择为30、45、60 3个水平作为正交试验的考察条件。

3.3 正交试验结果

根据单因素试验结果，选取乙醇体系分数为30%、45%、60%，料液比为1∶30、1∶40、1∶50，超声频率为33、40、59 kHz，提取时间为30、45、60 min 4个因素3水平进行L9（34）正交实验。

由表3超声波辅助法提取龙眼壳多酚正交试验结果中可看出，提取时间为影响提取率的主要因素，其次为料液比，再次为超声频率和乙醇体积分数。提取最优条件为A3B3C2D3，即60%乙醇体积分数、1∶50、40 kHz、60 min。

3.4 抗氧化测定结果

龙眼壳多酚对DPPH自由基的清除率如表4和图6所示，由表4和图6可知，龙眼壳多酚具有较强的清除DPPH自由基的能力，且这种清除能力随多酚浓度的升高而增大。与维生素C基本相当，表明龙眼壳多酚具有较好的抗氧化。

3.5 美白试验结果

酪氨酸酶抑制效果如表5和图7所示，由表5和图7可知，龙眼壳多酚对酪氨酸酶活性的抑制作用随浓度的增大而增强，表明龙眼壳多酚对酪氨酸酶的抑制能力较强，与曲酸对酪氨酸酶的抑制能力基本相当。

4 讨论

本试验以龙眼壳为原料，用超声波辅助提取，通过单因素试验表明，后续正交试验的4因素3水平：乙醇体积分数为30%、45%、60%较为合适，1∶30、1∶40、1∶50是龙眼壳的较为合适料液比，龙眼壳超声频率较为适宜的是33、40、59 kHz，龙眼壳提取时间较为适宜的是30、45、60 min。通过龙眼壳多酚提取工艺正交试验，确定最佳提取工艺为超声时间60 min，料液比1∶50，超声频率40 kHz，乙醇体积分数60%，提取得到龙眼壳多酚；通过清除DPPH自由基的方式，测定了提取物的抗氧化活性，结果表明，龙眼壳的抗氧化性良好，与维生素C基本相当。通过酪氨酸酶抑制试验，测定提取物对酪氨酸酶的抑制效果，结果表明，龙眼壳对酪氨酸酶有着较好的抑制效果，与曲酸基本相当。表明龙眼壳多酚可作为自由基清除剂和酪氨酸酶抑制剂，是潜在的美白化妆品的天然原料。

5 参考文献

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（责编：张宏民）