高值利用苹果渣中多酚的提取制备技术应用研究

通过索氏提取技术和超声波辅助提取技术，利用高效液相色谱（HPLC）、紫外可见光谱（UV-VIS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等技术，高值利用苹果渣中多酚的提取制备技术及其应用对提取物进行定性定量分析。苹果多酚-玉米醇溶蛋白纳米胶囊是以玉米醇溶蛋白为载体制备而成的。研究结果显示，该技术方案为苹果残渣中的多酚利用提供了高价值的新思路，提取效率高、纯度好、绿色环保。

作为天然抗氧化剂的潜在来源，苹果残留物中富含的多酚类物质具有显著的抗氧化作用。但传统的提取技术限制了苹果残渣中多酚的高利用，导致效率低，成本高，对环境的污染大。该研究旨在探索高效、环保的提取技术，同时结合先进的纳米胶囊技术来实现苹果多酚的稳定性和生物利用率的提高。通过优化索氏提取和超声波辅助提取技术，以及应用高效液相色谱、紫外可见光谱和傅里叶变换红外光谱等分析手段，本研究能为苹果渣中多酚的高值化利用提供技术支持和理论指导。

1.提取技术

1.1 索氏提取技术

索氏提取技术是一种传统的物质提取方法，以溶剂的极性差异为基础，利用溶剂在样品和萃取物之间的分配平衡来提取目标化合物。利用索氏提取技术来提取苹果残渣中的多酚具有操作简便、费用低廉等优点。该方法是将苹果渣浸入适当的溶剂中，如乙醇或乙酸乙酯，然后使用各种方法来促进目标化合物与溶剂之间的迁移和平衡，如加热或搅拌。多酚类化合物的提取物是利用分液漏斗等设备将提取的溶液和残渣分离出来，经过蒸馏或浓缩等步骤得到的。索氏提取技术适用于实验室，规模较小，设备条件有限，经过条件优化，可以实现更高的提取效率和纯度。

1.2 超声波辅助提取技术

利用超声波在溶剂中产生的机械振荡和微流动作用来加速溶剂与样品间的质量传递，提高提取效率，是超声波辅助提取技术的一种高效、快速的提取方法。就提取苹果渣中的多酚而言，超声波辅助提取技术具有操作简便、快速提取等特点。在实验过程中，利用超声波的作用，可使溶剂中的温度和压力发生变化，从而促进多酚类化合物的释放和溶解。相对于传统的提取方式，超声波辅助提取技术无需经过长时间的浸润过程，便可以在短时间内获得更高的提取率。同时，该技术能避免高温破坏多酚类化合物，以助力后续的分析工作。就苹果渣中提取多酚来说，超声波辅助提取技术的应用前景十分广阔。

2.定性定量分析

2.1 高效液相色谱（HPLC）分析

高效液相色谱分析（HPLC）是一种高效、精确的色谱分析技术，在定性定量分析苹果渣中的多酚类物质方面非常有用。该技术是根据溶液中物质在液相载体上的分配平衡原理，对多酚类化合物进行分离检测，通过不同组份在固定相份上的分配系数的差异。在实验过程中，可以先在HPLC系统中注入适当的前处理提取物，然后通过多酚类化合物在色谱柱中分离出来的一系列流动相的作用，使不同的成分在色谱图谱中呈现不同的峰形。多酚类化合物的有效分离和定量分析可以通过控制组成流相、流速、色谱柱温度等条件来实现。利用UV-VIS、荧光和质谱等HPLC联用不同的检测器，多酚的种类和含量也能得到进一步确定。HPLC分析适用于对复杂样品中的多成分进行定性定量分析，具有分离效率高、分析速度快、灵敏度高、精度好等优点。HPLC技术在分析苹果残留物中的多酚类化合物的过程中发挥着重要的作用。

2.2 紫外-可见光谱（UV-VIS）分析

紫外可见光谱分析是一种常用的光谱分析技术，对于定性定量分析苹果渣中的多酚类物质具有重要意义。该技术能利用样品在紫外光和可见光区域内的吸收特性对其化合物的种类和含量进行测定，同时对其进行分析。在实验过程中，将提取的溶液置于UV-VIS分光度计中，根据不同波长光线的吸收程度，经试样光线照射后，即可得出吸收光谱图谱。在UV-VIS光谱中，多酚类化合物通常以特征性的吸收峰为特征，其吸收峰的位置和强度能够提供有关化合物结构和含量的资料。通过与标准曲线或文献资料进行比较，可对提取物中多酚的含量进行精确的定量分析。UV-VIS光谱还可提供进一步确定其存在和浓度的芳环和羟基团吸收峰位置和形状等多酚类化合物结构的信息。UV-VIS分析是评价提取物中多酚含量和结构的重要手段之一，具有操作简便、分析速度快、灵敏度高等优点。当下，UV-VIS技术被广泛应用于定性定量分析苹果残留物中的多酚类化合物，为鉴定多酚类化合物和评估活性提供了重要的技术支撑。

2.3 傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析

常用的光谱技术傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析对定性定量分析苹果渣中的多酚具有重要意义，该技术能对其中的化学键类型和含量进行分析，通过测量样品的吸收特性。在实验过程中，需抽取样品置于FTIR仪器中，经红外线光线照射后，吸收特定波长的红外线辐射，形成光谱图谱。多酚类化合物在FTIR光谱中表现出与羟基、芳环等不同化学键振动方式相对应的特征性吸收峰。其中的化合物种类和含量可以通过比较样品的光谱图谱与标准库的光谱图谱或已知化合物的光谱图谱来确定。FTIR光谱还可提供进一步确定其存在和浓度的官能团和侧链的位置以及替代基的种类等多酚类化合物的结构信息。FTIR分析适用于定性定量分析复杂样品中的多成分，具有非破坏性、快速、准确等优点。就分析苹果残留物中的多酚类化合物而言，FTIR技术具有广阔的应用前景，提供了重要的技术支持，能有效鉴别多酚类化合物，评估其活性。

3.合成苹果多酚-玉米醇溶蛋白纳米胶囊

3.1 制备过程概述

制备苹果多酚-玉米醇溶蛋白纳米胶囊需要经过多道复杂的步骤，包括精确的配比科学操作等。为成功制备，保证玉米醇溶蛋白与果胶两种溶液的均匀分散是必不可少的。对于玉米醇溶蛋白的配制，为使形成均一的溶液，一般要选用适宜的溶剂，如水或乙醇；而果胶溶液的配制也是如此，目的是保证溶解度和浓度的精确性。在向玉米醇溶蛋白与果胶的混合溶液中加入苹果多酚提取物后，需进行充分的搅拌。由于这一步骤十分关键，因此，必须保证苹果多酚在玉米醇溶蛋白溶液中的分散性，以达到后续包裹的目的。在整个制备过程中，要保证操作步骤的精确性和操作力度的到位。先将果胶溶液缓慢地滴加到混悬液中，使两者充分混合均匀，再通过搅拌保证果胶与玉米醇溶蛋白的均匀混合，使多酚得到有效的包裹。其间，需对滴加速度和搅拌强度进行适当的控制，以确保果胶与玉米醇溶蛋白的均匀混合。果胶的添加不仅提高了纳米胶囊的稳定性，而且使其生物相容性得到了增强。此外，可通过透析或超滤等手段去除未包裹的苹果多酚和多余的溶剂，以得到最终的苹果多酚-玉米醇溶蛋白纳米胶囊。以合理的配比和工艺条件为基础，能制备出粒径分布均匀的、稳定性好的苹果多酚-玉米醇溶蛋白纳米胶囊，为多酚类化合物的应用提供重要的技术支撑。此制备过程不仅能应用于实验室研究，而且能作为有关产品工业化生产的重要参考依据。

3.2 胶囊粒径和粒径分布的调控

胶囊粒径和粒径分布的调控对于苹果多酚-玉米醇溶蛋白纳米胶囊的制备至关重要，纳米胶囊的粒径会直接影响其在应用过程中的稳定性、释放速率和生物活性。粒径的精确控制是保证纳米胶囊质量和功能的关键步骤。

原料配比的精确控制，玉米醇溶蛋白与果胶的浓度与比例对纳米胶囊粒径具有重要影响，溶液浓度与溶剂的选择会影响纳米胶囊的形成与生长速度及粒径的大小和分布，因此，适当调节溶液的浓度和选择合适的溶剂可以实现对纳米胶囊粒径的有效控制。在进行纳米胶囊的制备之前，要对以上四个方面进行严格的控制和调节。同时，可以根据上述工艺参数对纳米胶囊的形成速率和生长速率进行调节，从而实现对粒径和粒径分布的调控，如改变搅拌速度，以控制胶囊颗粒的大小和均匀程度；提高温度可使胶囊生长速度加快；通过调整pH值，可影响胶囊的形成和生长过程，从而实现对粒径的调控。

对纳米胶囊粒径的精确控制除以上工艺参数的调节之外，还可借助一些先进的技术手段。第一，可利用超声波辅助技术或高压均质化技术对溶液的分散性和稳定性进行调控，从而实现对纳米胶囊粒径的控制。第二，可利用纳米颗粒的表面修饰技术来改变表面活性剂或功能性修饰剂的种类和浓度，从而实现对纳米胶囊表面性质和粒径的相应调节。

4.技术应用

4.1 提高提取效率和纯度

目前，研究重点是提高苹果渣中多酚的提取效率和纯度，而新型提取技术和纳米胶囊技术能为其提供支持。对索氏提取技术和超声波辅助提取技术进行优化应用，可有效提高多酚类化合物的提取率，并降低非目标物质的提取量，从而在提高提取物的纯度上取得明显成效。纳米胶囊技术能将多酚类化合物包裹在坚固的胶囊中，以防它们在环境中氧化和分解。这使多酚的稳定性和纯度得到了进一步提高。这些技术的应用不仅能提高苹果渣中多酚的利用率，而且能为多酚类化合物的纯化和应用提供强有力的技术支持，具有十分重要的科研和应用前景。

4.2 抗氧化成分的鉴定及活性评价

苹果残留物中的多酚类化合物被广泛认为具有强大的抗氧化作用。为实现高价值的利用，它们的准确鉴定和评估是至关重要的。通过对提取物中多酚类化合物进行定性定量分析，可进一步确定其具体成分和结构特征，如高效液相色谱（HPLC）、紫外可见光谱（UV-VIS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等。通过与标准产品的对比，提取物中的多酚成分能够得到准确的鉴别，从而对其抗氧化活性进行评估。萃取物的抗氧化能力可使用DPPH自由基清除法、FRAP铁离子还原法定量进行评估。应用这些方法，可深入了解多酚类化合物在苹果残留物中的抗氧化作用机理，为其应用于食品、保健品等领域提供科学依据。

4.3 生物活性的保护与应用拓展

苹果渣中的多酚类化合物具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种生物活性，但在外界环境条件下易发生氧化反应，使其生物活性降低，稳定性降低。而在稳定的胶囊结构中包裹多酚类化合物，结合纳米胶囊技术，可隔离外部环境的影响，使其生物活性得到有效保护。通过调控纳米胶囊的颗粒和大小分布，能够控制体内生物活性持续发挥的多酚释放速度和释放方式。因此，有望开发更多具有生物活性和营养保健功能的产品。这将为多酚类化合物在医药、保健品和化妆品领域的应用提供新思路。

结语

本次研究了苹果渣中多酚的提取方法、定性定量分析方法以及纳米胶囊制备方法，这些技术为苹果渣中多酚的高价值利用提供了技术支持和理论指导。最佳的提取方法和精确的分析方法为提取和鉴别多酚提供了可靠的方法。

基金项目

山东外事职业大学2024年校级课题“高值利用苹果渣中多酚提取制备技术研究”（2024YB10）。