油茶蒲总多酚回流提取工艺的研究

林岗水，朱婧娴，王小东，陈彦坤，陈丛瑾

(广西大学化学化工学院，广西南宁 530004)

油茶又名楂、茶子树、茶油树、建茶、白花茶、茶子木等，属于茶科山茶属多年生木本油料植物［1］。油茶素有东方橄榄油［2］、长寿油［2］、美容酸之美誉，与橄榄、油棕、椰子并称世界四大木本油料树种［3］。中国是世界上山茶科植物分布最广的国家，是世界上最大的茶油生产基地，拥有油茶林面积约400万hm2，主要分布在我国的西南及东南的山地丘陵，其中湖南、江西、广西三省为主要栽培区［4］。

油茶果实称为茶果，它由油茶蒲(油茶果壳)和种子(油茶籽)两部分组成。其中油茶蒲的含量约占油茶果的60%。油茶蒲含有丰富的木质素、多缩戊糖、茶皂素和鞣质等，可用于提取茶皂素、鞣质，生产木糖、木糖醇、糠醛、活性炭、钾盐，作培养基生产食用菌等［5］。目前植物多酚的提取研究主要集中在中草药(如余甘子［6］、叶下珠和丹参［7］等)和食用植物(如葡萄［8］、柿果［9］等)，但关于油茶蒲总多酚研究的报道不多。

作为油茶加工的副产物，油茶蒲通常作为燃料使用或被废弃，不仅造成资源浪费，也污染了环境。近年来，随着人们对天然抗氧化剂的重视，油茶蒲提取物中抗氧化成分研究已成为一个热点。陈亚琪等［10］的研究表明，油茶蒲提取物具有较强的抗氧化能力，应用4种方法测定的结果一致，抗氧化能力强弱为:乙酸乙酯相＞正丁醇相＞粗提物＞水相，总酚含量与抗氧化能力间存在较好的相关性。李利敏等［11］研究了8种油茶蒲提取物，结果显示，普通油茶蒲提取物有效成分含量最高:多糖含量 ＞317 mg/g，皂苷含量 ＞292 mg/g，多酚含量 ＞252 mg/g，黄酮含量＞35 mg/g，且8种油茶蒲提取物都具有较强清除DPPH自由基能力及较高总抗氧化能力。

多酚的提取溶剂有丙酮、甲醇、乙醇、水等。本文采用乙醇回流提取避免有毒有害物质的残留，节约成本，提高有效成分的浸出，适合工业普及推广，为油茶蒲的综合开发利用奠定基础。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

油茶蒲(品种为普通食用油茶);没食子酸、钨酸钠、无水碳酸钠、磷酸、盐酸、溴水、钼酸钠、硫酸锂、无水乙醇均为分析纯。

TU-1900紫外可见分光光度计。

1.2 实验方法

油茶蒲洗净晒干，粉碎过筛。准确称取5.00 g烘干的油茶蒲粉(40～60目)于烧瓶中，按液料比20∶1(mL/g)加入浓度50%的乙醇100 mL，在70℃回流提取80 min，趁热减压抽滤，收集滤液，冷却。

1.3 分析方法

采用Folin-Ciocalteu法测定油茶蒲提取液中总多酚的含量，总多酚以没食子酸计。

1.3.1 Folin-Ciocalteu 显 色 剂 的 配 制［12］在1 000 mL的磨口回流装置内加入50 g钨酸钠、12.5 g钼酸钠、350 mL蒸馏水、25 mL浓磷酸及50 mL浓盐酸，充分混匀，以小火回流10 h。加入75 g硫酸锂、25 mL蒸馏水、数滴溴水，开口继续沸腾15 min，使得溴水完全挥发为止。冷却后定容500 mL，过滤，滤液呈绿色，置于棕色试剂瓶中冷藏保存备用。

1.3.2 没食子酸标准曲线 分别量取标准没食子酸溶液(80 μg/mL)0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4，1.6，1.8，2.0 mL 于 25 mL 棕色容量瓶中，加入0.8 mL的 Folin-Ciocaileu试剂，充分摇匀30 s。加入6.0 mL的10%Na2CO3溶液，混匀后，加水定容继续摇匀。在40℃避光水浴2.0 h，在760 nm的波长下测定反应液的吸光度。以标准没食子酸质量浓度(x，μg/mL)为横坐标，吸光度(y)为纵坐标，绘制标准曲线，见图1，其线性方程为 y=0.004 5x－0.017 5，相关系数 R2=0.999 2，没食子酸在 0 ～180 μg/mL范围内，其浓度与吸光度线性关系良好。

图1 没食子酸标准曲线Fig.1 Gallic acid standard curve

1.3.3 分析方法 取待测液于25 mL棕色容量瓶中，加入0.8 mL的Folin-Ciocaileu试剂，充分摇匀30 s。加入6.0 mL的10%Na2CO3溶液，混匀后，加水定容。在40℃避光水浴2.0 h，测定其在760 nm处的吸光度A。油茶蒲中总多酚提取量的计算公式如下:

式中 A——反应液吸光度;

V——待测液总体积，mL;

d——稀释因子(1 mL稀释为 100 mL，其稀释因子为100);

m——干样品质量，g。

2 结果与讨论

2.1 提取温度对油茶蒲总多酚提取量的影响

称取5.00 g烘干的油茶蒲粉末于烧瓶中，加入150 mL浓度为50%的乙醇溶液，回流提取80 min，趁热抽滤，冷却定容，用Folin-Ciocaileu试剂显色后测定吸光度，计算提取液中总多酚含量，提取温度与油茶蒲总多酚提取量关系见图2。

图2 温度对总多酚提取量的影响Fig.2 The influence of extraction temperature on the total polyphenol

由图2可知，随着温度升高，总多酚提取量逐渐增大，这是因为温度的升高促进了多酚类化合物的渗透、溶解、扩散速度。≥60℃，基本稳定，而80℃时略有下降趋势，可能是因为某些多酚类化合物不够稳定，在较高的温度条件下易氧化或者分解［13］。

2.2 提取时间对油茶蒲总多酚提取量的影响

称取5.00 g烘干的油茶蒲粉末于烧瓶中，加入150 mL浓度为50%的乙醇溶液，在60℃，趁热抽滤，冷却定容，用Folin-Ciocaileu试剂显色后测定吸光度，计算提取液中总多酚含量，提取时间与油茶蒲总多酚提取量关系见图3。

图3 提取时间对总多酚提取量的影响Fig.3 The influence of extraction time on the total polyphenol

由图3可知，随着提取时间的延长，总多酚的提取量不断增多，80 min后，多酚的提取量略有减少，原因可能是杂质浸出(色素、果胶等)的影响［14］。

2.3 乙醇浓度对油茶蒲总多酚提取量的影响

称取5.00 g烘干的油茶蒲粉末于烧瓶中，分别加入150 mL不同浓度的乙醇溶液，在60℃的条件下提取80 min，趁热抽滤，冷却定容，用 Folin-Ciocaileu试剂显色后测定吸光度，计算提取液中总多酚含量，乙醇浓度与油茶蒲总多酚提取量关系见图4。

图4 不同乙醇浓度对总多酚提取量的影响Fig.4 The influence of ethanol concentration on the total polyphenol

由图4可知，总多酚提取量随着乙醇浓度的增大而增多，原因可能是低浓度的乙醇溶液使得油茶蒲中蛋白和胶体等杂质溶出增多，抑制了总多酚的浸出;当乙醇浓度达到50%时，多酚提取量达到最大;继续增大乙醇浓度，多酚提取量却呈下降趋势，可能是油茶蒲中其他更易溶于乙醇的成分的浸出量增大抑制了多酚的浸出。

2.4 液料比对油茶蒲总多酚提取量的影响

称取5.00 g烘干的油茶蒲粉末于烧瓶中，加入浓度50%的乙醇溶液，在60℃的条件下提取80 min，趁热抽滤，定容，用Folin-Ciocaileu试剂显色后测定吸光度，计算提取液中总多酚含量，液料比与油茶蒲总多酚提取量关系，见图5。

图5 不同液料比对总多酚提取量的影响Fig.5 The influence of liquid volume to material ratio on the total polyphenol

一般来说，液料比越高，提取效果越好。由于细胞壁内外的总多酚浓度差，传质推动力大，总多酚从细胞内扩散至乙醇溶液，且扩散速度快。随着时间推移，浓度差不断减小，扩散速度降低，直至平衡。

2.5 正交实验结果

采用正交实验，研究提取温度、提取时间、乙醇浓度、液料比4个因素对油茶蒲总多酚提取量的影响，以确定最佳的提取工艺参数。因素水平见表1，结果见表2。

表1 正交实验因素及水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

由表2可知，4个因素对油茶蒲中总多酚提取效果影响大小依次为A＞D＞C＞B;最佳提取条件为A3B3C2D2，即提取温度为 70℃，提取时间为100 min，乙醇浓度为50%，液料比为20 mL/g。但B2跟B3相差无几，考虑到成本和能耗，把提取时间修订为80 min。因此，优化后的提取工艺为提取温度70℃，提取时间80 min，乙醇浓度50%，液料比20 mL/g。

表2 正交实验结果Table 2 Results of orthogonal test

2.6 提取次数

在优化的工艺条件下，多次提取，平行2次，结果见表3。

表3 提取次数与提取量Table 3 The extraction times and extracting amount

由表3可知，前3次提取量总和达到71.13 mg/g，提取率为92.55%。考虑到工业生产成本和能耗，提取次数定为3次。

3 结论

采用乙醇溶液热回流提取油茶蒲总多酚的优化工艺为:以50%的乙醇溶液为提取溶剂，液料比为20 mL/g，在70℃回流提取3次，每次80 min。在此优化工艺条件下，总多酚提取量为71.13 mg/g。

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