葡萄皮中多酚的提取及其抗氧化活性研究

2010-06-05范济民,赵志换,穆瑞娜

化学与生物工程 2010年10期

葡萄加工业的废弃物主要是葡萄籽和葡萄皮。目前葡萄籽中多酚的提取和应用已有大量的研究,而葡萄皮作为一种重要的多酚资源,其相关研究报道相对较少[1，2]。作者以葡萄皮为原料,选择价廉易得、无毒且提取效果最优的乙醇作为溶剂，采用回流浸提法提取多酚，对葡萄皮多酚的浸提工艺进行了优化,并对其抗氧化活性进行了研究。

1 实验

1.1 试剂及仪器

乙醇、甲醇、硫酸亚铁、酒石酸亚铁、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、没食子酸、亮绿、双氧水，均为国产分析纯；实验用水为蒸馏水。

TU-1901型双光束紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；RE-52A型旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂；SK250HP型超声波萃取仪，上海科导超声仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 标准曲线的绘制

准确称取没食子酸0.5 g(精确到0.0001 g)，加蒸馏水溶解并移入100 mL容量瓶中，定容，得5.0 g·L-1没食子酸标准溶液。在6支100 mL容量瓶中分别加入上述标准溶液0 mL、2 mL、4 mL、6 mL、10 mL、20 mL，用蒸馏水定容至100 mL,各吸取1 mL，测吸光度A，绘制标准曲线，见图1。

图1 标准曲线

1.2.2 多酚的提取

准确称取葡萄皮粉末2 g(精确到0.0001 g)，加入一定量50%的乙醇，混合液在一定温度水浴中浸提一定时间，趁热过滤，用溶剂定容至25 mL，即得多酚提取液。

1.2.3 多酚浸提量的测定

准确吸取提取液1 mL，转移至25 mL容量瓶中，加蒸馏水4 mL、酒石酸亚铁溶液5 mL,充分混合，再用pH值7.5的缓冲溶液定容至刻度。用10 mm的比色皿在波长540 nm处，以试剂空白溶液作参比，测吸光度A，根据标准曲线，求出多酚浓度c。依下式计算多酚浸提量(ω)：

式中：V为提取液体积，mL；m为葡萄皮粉末质量，g。

1.2.4 葡萄皮多酚抗氧化活性的测定

利用亮绿褪色法测定葡萄皮多酚抗氧化活性[3]。具体方法是:在标号为1#～7#的7支比色管中各加入1.5 mL HAc-NaAc缓冲溶液(pH=3.5)、1.5 mL亮绿溶液(2×10-4mol·L-1)、2.0 mL EDTA-Fe2+溶液(20 mmol·L-1)，再向1#～6#分别加入0 mL、0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、2.5 mL多酚提取液及1.4 mL 2% H2O2溶液；7#为对照，用蒸馏水稀释至10 mL，摇匀，30℃下放置0.5 h，在波长632 nm处测定吸光度。按下式计算羟基自由基的清除率(S):

式中：As为2#～6#比色管吸光度；Ab为1#比色管吸光度；A0为7#比色管吸光度。

2 结果与讨论

2.1 单因素实验

2.1.1 乙醇体积分数的影响(图2)

图2 乙醇体积分数对多酚浸提量的影响

由图2可知，随着乙醇体积分数的增大，葡萄皮多酚浸提量显著增加;但乙醇体积分数超过50%以后，继续增大乙醇体积分数，多酚浸提量反而减少。因此，初步确定乙醇体积分数为50%。

2.1.2 浸提温度的影响(图3)

图3 浸提温度对多酚浸提量的影响

由图3可知，浸提温度对葡萄皮多酚的浸提量有较大影响，随着浸提温度的升高，多酚的浸提量迅速增加，各浸提温度间存在显著性差异。因此，初步确定浸提温度为80℃。

2.1.3 浸提时间的影响(图4)

图4 浸提时间对多酚浸提量的影响

由图4可知，30 min内，随着浸提时间的延长，葡萄皮多酚浸提量逐渐增加；30 min后，多酚浸提量逐渐减少。因此，初步确定浸提时间为30 min。

2.1.4 料液比的影响(图5)

图5 料液比对多酚浸提量的影响

由图5可知，随着溶剂用量的增大，葡萄皮多酚的浸提量相应增加；当料液比(g∶mL，下同)达到1∶9时,再增大溶剂的用量，多酚浸提量增加不明显。因此，初步确定料液比为1∶9。

2.1.5 浸提次数的影响(图6)

图6 浸提次数对多酚浸提量的影响

由图6可知，随着浸提次数的增加，葡萄皮多酚的单次浸提量逐渐减少。从节约溶剂和能源考虑，浸提2次比较适宜。

2.2 正交实验(表1)

表1 正交实验结果与分析

由表1可知，各因素对葡萄皮多酚浸提量影响大小依次为：浸提温度>乙醇体积分数>浸提时间>料液比。由方差分析可知，乙醇体积分数影响显著，浸提温度影响特别显著，浸提时间影响一般显著，而料液比影响最小，所以，从节约原料考虑，选择最佳料液比1∶9。即葡萄皮多酚的最佳浸提条件为：浸提温度80℃、乙醇体积分数50%、浸提时间 30 min、料液比1∶9。在此条件下浸提2次，葡萄皮多酚浸提量为13.065 mg·g-1。