1、蓮藕節(jié)中多酚提取工藝優(yōu)化DOI：10.14088/jki.issn0439-8114.2017.05.037Technology Optimization for Extracting Polyphenol from Lotus FestivalZHOU Wei-jing1 ，LI Shu-yi2 ，WANG Wen-juan2(1.Wuhan Institute for Food and Cosmetic Control，Wuhan 430000， China ；2.College of Food Science & Engineering ，Wuhan Polytechnic Univer

2、sity， Wuhan 430023，China )： In order to make full use of the resources of lotus festival as wastes ， the optimal conditions for extraction yield of polyphenol from lotus(Nelumbo nucifera Gaertn )festival ，so this issue with lotus festival for raw materials ，ethanol ultrasonic extraction method for e

3、xtracting polyphenol from multiple intersecting in. By single factor test to determine the alcohol concentration ， solid-liquid ratio， pH， temperature and time on lotusfestival polyphenol extraction and further analysis and consideration of the practical application of response surface experiments t

4、o determine the lotus root section of the ultrasonic extraction of polyphenol. The processcon diti ons were pH 4.0, temperature of 40C, etha nolconcentration 61.04%, solid- liquid ratio of 1: 20.53(m： V), extraction time 45.20 min. It is better for industrialized extraction and lotus festival polyph

5、enol maximumextraction yield 6.27%. The polyphenol from lotus festival have strong scavenging effects to DPPHradicals.多酚具有較強(qiáng)的抗氧化特性, 可以清除體內(nèi)自由基, 從而達(dá) 到預(yù)防心血管疾病、 延緩衰老的作用, 植物多酚大部分都存在于 植物的根、莖和葉子中。蓮藕( Nelumbo nucifera Gaertn )為 睡蓮科蓮屬多年生大型水生草本植物, 在中國栽培歷史悠久, 種 質(zhì)資源豐富,是傳統(tǒng)的出口蔬菜,分布在湖北、湖南以及浙江等 地。蓮藕的根、莖、葉到果實(shí)各個部位都是寶

6、,有開胃消食、清 熱解毒、滋生養(yǎng)性的功效,其中蓮藕節(jié)還可以用于治療咳血、尿 血等疾病,具有較高的藥用價值。蓮藕節(jié)是蓮的干燥根莖節(jié)部, 質(zhì)地較硬,附有一些須根及須根痕 1 。中國每年消費(fèi)大量的蓮 藕,但由于有些部位不可食用, 以及貯藏期很容易發(fā)生酶促褐變 等原因, 產(chǎn)生大量蓮藕廢棄物, 然而蓮藕廢棄物中仍具有許多加 工潛力的活性物質(zhì)。 蓮藕節(jié)就是其中一種, 其含有多種有效成分 如多酚。有研究表明 2 ,蓮藕的平均多酚含量約為 117 mg/100 g (FW ,主要由多巴、兒茶酚、沒食子酸、兒茶素和表兒茶素 等組成。 所以作為蓮藕的主要功能活性成分, 多酚的制備開發(fā)對 促進(jìn)產(chǎn)業(yè)精深加工并延展產(chǎn)業(yè)

7、鏈具有重要意義, 使蓮藕節(jié)更具有加工價值。本研究從蓮藕節(jié)中提取多酚， 通過單因素試驗和響應(yīng)面試驗 優(yōu)化確定蓮藕節(jié)中多酚的超聲輔助浸提工藝， 得出最佳的蓮藕節(jié) 多酚提取率， 并通過體外化學(xué)體系評價提取物的抗氧化活性， 為 蓮藕節(jié)的綜合利用和加工以及藕節(jié)中多酚類物質(zhì)的開發(fā)利用提 供參考。1 材料與方法材料與試劑新鮮的蓮藕藕節(jié)，購于當(dāng)?shù)厥袌?；沒食子酸（分析純），購于上海金錦樂實(shí)業(yè) XX公司；無水乙醇（分析純），購于深圳市 華昌化工XX公司；福林酚試劑（分析純），購于合肥BIOSHARP生物科技XX公司。1.2儀器與設(shè)備7200 型紫外分光光度計（德國斯派克分析儀器公司）； R-3 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（瑞士

8、步琦 XX公司）；CHRIST ALPHA 2-4型真空 冷凍干燥機(jī)（武漢利天科技儀器 XX公司）；DS-1型高速組織搗 碎機(jī)（上海標(biāo)本模型廠）； FuheH H -4型?迪院鬮濾 ?浴鍋（金壇 市富華儀器XX公司）；SH2-K型循環(huán)水真空泵（上海亞榮生化 儀器廠）；電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器 XX公司）。試驗方法蓮藕節(jié)中多酚提取流程 稱取 10 g 蓮藕節(jié)并粉碎成渣f加入一定料液比的乙醇溶液f置于控溫超聲場中浸提f真空 抽濾f旋蒸至10 mLf定容至25 mf混勻后測定多酚含量。1.3.2測定蓮藕節(jié)中多酚含量 精密量取1.0 mL蓮藕藕節(jié)樣 品溶液于 10 mL 刻度試管中，加 5 mL 去

9、離子水，搖勻 1 min 后 加1.5 mL 20% Na2CO3溶液，加入0.5 mL福林酚試劑，用去離 子水定容至10 mL，室溫反應(yīng)2 h，以去離子水為空白對照，在 760 nm 波長處測定樣品溶液的吸光度 3 。多酚提取率計算 蓮藕節(jié)中多酚提取率按公式 （1）計 算：X=x 100% （ 1）式中，X為多酚提取率（% ; n為稀釋倍數(shù)；C為多酚質(zhì)量 濃度（mg/mL） ； V為提取液體積（mL）； m為蓮藕節(jié)質(zhì)量（g）。蓮藕節(jié)多酚提取工藝優(yōu)化 在其他條件一致時，分別以乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、pH溫度和時間作為試驗因素，每個 因素分別設(shè)置 5 個水平進(jìn)行單因素試驗， 并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)分析每

10、個因素對蓮藕節(jié)中多酚提取的影響。 通過單因素試驗， 得出每個 因素條件下蓮藕節(jié)多酚的提取率， 從中選出對蓮藕節(jié)多酚提取率 影響較大的 3 個因素，進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面試驗。1.3.5蓮藕節(jié)多酚清除DPPH自由基能力取不同稀釋度的 蓮藕節(jié)多酚提取液 2 mL和 2X 10-4 mol/L的DPPH甲醇溶液2 mL, 加入同一具塞試管中， 搖勻，在室溫避光反應(yīng) 30 min 后于 515 nm 處測定其吸光度，并用維生素C溶液作為陽性對照，去離子水為 空白對照，計算蓮藕節(jié)多酚對 DPPH的清除率4 , DPPH自由基 清除率按公式（ 2）計算：P= （1-）x 100% （ 2）式中， A0 為

11、去離子水空白試劑的吸光度； A1 為不同濃度提 取液的吸光度。2 結(jié)果與分析多酚含量標(biāo)準(zhǔn)曲線制作精確稱取干燥至恒重的沒食子酸 10.0 mg ，溶解后加水定容 到100 mL,配成0.1 mg/mL的沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。移液管依次 準(zhǔn)確吸取 0、0.1 、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn) 溶液于10 mL刻度試管中，按照“132 ”方法測定吸光度，以 沒食子酸的質(zhì)量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖 1）。計算回歸方程為 y=0.994 9x-0.075 4， R2=0.995 4。通過線性方程計算樣品中多酚含量， 并根據(jù)公式折算出蓮藕節(jié)多酚提 取率。單因素試驗

12、結(jié)果2.2.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對蓮藕節(jié)多酚提取率的影響 在提取時 間20 min、料液比1 : 15 （g : mL下同）、提取溫度 40 C和 pH4.0 的條件下， 測定不同乙醇體積分?jǐn)?shù) （ 30%、 40%、 50%、 60%、 70%）對蓮藕節(jié)多酚提取效果的影響。如圖2所示，不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液對蓮藕節(jié)中多酚提取率有影響， 隨著乙醇體積分?jǐn)?shù) 的增加，提取率逐漸增大，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%時，蓮藕節(jié)中多酚的提取率最大， 但隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的繼續(xù)增加， 多酚提取 率呈下降趨勢，故蓮藕節(jié)中多酚提取的乙醇體積分?jǐn)?shù)選為50%-70%。料液比對蓮藕節(jié)多酚提取率的影響 在提取時間 20 min、60

13、%乙醇、提取溫度40 C和pH 4.0的條件下，測定不同 料液比（1 : 5、1 : 10、1 : 15、1 : 20、1 : 25）對蓮藕節(jié)多酚提 取效果的影響。如圖 3 所示，隨著料液比的增加，蓮藕節(jié)多酚的 提取率逐漸增加，當(dāng)料液比為1 : 20時，蓮藕節(jié)多酚提取率達(dá)到 最大值，在料液比1 : 15以下和1 : 25以上時多酚提取率變化不 明顯，故蓮藕節(jié)多酚提取的料液比范圍選定為1 : 151 : 25。pH 對蓮藕節(jié)多酚提取率的影響 在提取時間 20 min 、 60%乙醇、提取溫度40 C、料液比1 : 15的條件下，將pH分別 調(diào)為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0，分析不同pH

14、對蓮藕節(jié)多酚提 取效果的影響。如圖4所示，在pH為2.06.0時，蓮藕節(jié)多酚 提取率變化不大，所以pH的變化對蓮藕節(jié)多酚提取率影響不大。溫度對蓮藕節(jié)多酚提取率的影響 在提取時間 20 min、 60%乙醇、 pH 4.0 和料液比 1: 15 的條件下，測定不同提 取溫度（20、30、40、50、60 C）對蓮藕節(jié)多酚提取效果的影 響。如圖 5所示，溫度對蓮藕節(jié)多酚提取率的影響不明顯，在2060 C蓮藕節(jié)多酚提取率變化不明顯。據(jù)文獻(xiàn)報道 5，溫度 的升高有利于植物中多酚類物質(zhì)的溶出和擴(kuò)散， 從而提高多酚的 浸提效率， 但由于本試驗采用超聲浸提的方法， 超聲作用掩蓋了 溫度的影響，所以使得溫度對

15、多酚提取率的影響較小。提取時間對蓮藕節(jié)多酚提取率的影響 在提取溫度 40 C、60%乙醇、pH 4.0和料液比1 : 15的條件下，測定不同 提取時間（ 5、 10、 20、 40、 60 min ）對蓮藕節(jié)多酚提取效果的 影響。如圖 6 所示，隨著超聲提取時間的增加，蓮藕節(jié)中多酚提 取率明顯增大，但在超聲處理 20 min 后，多酚提取率增加較緩 慢。隨著提取時間的延長，多酚提取率基本不變，由于超聲處理 時耗能較大，從經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的角度綜合考慮，將較為理想的蓮藕 節(jié)多酚提取時間選為 20、 40、 60 min 。2.3 蓮藕節(jié)中多酚提取的響應(yīng)面試驗結(jié)果2.3.1 響應(yīng)面試驗設(shè)計 根據(jù)單因素試

16、驗選擇 3個關(guān)鍵因素乙醇體積分?jǐn)?shù)（XI）、料液比（X2）和提取時間（X3）為研究對象，以蓮藕節(jié) 多酚提取率為響應(yīng)值， 進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面試驗。 響應(yīng)面試 驗因素與水平如表 1 所示，響應(yīng)面試驗結(jié)果如表 2 所示，在 17 組處理組合中 12組為分析因素試驗， 5組為零點(diǎn)。2.3.2 響應(yīng)面試驗結(jié)果的方差分析 試驗數(shù)據(jù)采用 Design-Expert 9.0 統(tǒng)計軟件對響應(yīng)面結(jié)果進(jìn)行回歸分析，得出 乙醇體積分?jǐn)?shù)（XI）、料液比（X2）和提取時間（X3）對蓮藕節(jié) 多酚提取率的影響可以用二次多項回歸方程表示為Y=6.20+0.21X1+0.16X2+0.39X3-0.09X1X2-0.16X1X3-0.019X2X3 -0.75X12-0.66X22-0.71X32 。對超聲波輔助乙醇提取蓮藕節(jié)中多 酚的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表3。從表 3可以看出，模型一次項 XI、X3,二次項 X12、X22、X32均極顯著，一次項 X2 影響顯著，交互項 X1X2 X1X3 X2X3均不顯著，因素影響的順序為 X3X1X2。其中二次