微波辅助提取核桃青皮中多酚的工艺研究

高 磊，李慧芸

（1.陕西省现代理化科技服务中心，陕西西安710100；2.陕西学前师范学院生命科学与食品工程学院，陕西西安710100）

微波辅助提取核桃青皮中多酚的工艺研究

高 磊1，李慧芸2

（1.陕西省现代理化科技服务中心，陕西西安710100；2.陕西学前师范学院生命科学与食品工程学院，陕西西安710100）

以核桃青皮为原材料，研究了微波辅助提取核桃青皮中多酚的最佳工艺，探讨了料液比、乙醇体积分数、微波时间及提取温度等因素对多酚提取结果的影响。结果表明，微波辅助提取核桃青皮多酚的最佳工艺条件为微波功率200 W，料液比1∶20，乙醇体积分数65%，微波时间70 min，提取温度60℃；在此条件下，多酚的提取量为6.318 mg/g。

核桃青皮；多酚；微波提取

核桃青皮，亦称为青龙衣，是核桃外部没有成熟的外果皮，具有祛风疗癣、清热解毒、抑菌杀虫、止痛止痒、治疗皮肤病、抗癌等疗效，其中含有多酚、多糖、黄酮、二芳基庚烷类、胡桃醌等化合物[1]。在核桃的生产加工过程中，绝大部分的核桃青皮都成为了废弃品，其价值没有得到有效的开发和利用，造成了资源浪费和环境污染。

植物多酚是一类广泛存在于植物皮、木、根、叶及果实中的多羟基酚类化合物，大量研究表明植物多酚具有抗菌、抗氧化、抗癌和抗心血管疾病等疗效，目前在食品、药品和化妆品等行业普遍应用[2-4]。试验研究在微波辅助提取的条件下，以乙醇为溶剂提取核桃青皮中多酚的最佳条件和最佳工艺参数，为核桃青皮中多酚的开发提供了理论依据和技术支持，为核桃资源的综合利用奠定了基础。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

鲜核桃，采集于陕西省西安市。

没食子酸标准品、无水乙醇、无水碳酸钠等试剂，均为分析纯。

1.2 设备与仪器

UV751GD型紫外-可见分光光度计，上海市精密科学仪器有限公司产品；WF-2000型微波快速反应器，上海屹尧分析仪器有限公司产品；JJ300型电子天平，常熟双杰测试仪器厂产品。

1.3 试验方法

1.3.1 核桃青皮多酚提取工艺

核桃青皮→破碎→减压干燥→粉碎过筛→微波辅助提取→离心→多酚提取液→测定。

1.3.2 多酚标准曲线的制作

以没食子酸为标准样品，按照福林-酚法测定多酚含量。以吸光度为纵坐标、没食子酸质量浓度为横坐标，制作标准曲线，得到的多酚标准曲线回归方程为Y=0.139 2X+0.167 6，R2=0.997 6。

2 结果与讨论

2.1 核桃青皮多酚提取的单因素试验

2.1.1 微波功率对核桃青皮多酚提取的影响

固定料液比1∶25，乙醇体积分数70%，微波时间50 min，提取温度60℃，微波功率分别设置为100，200，300，400，500 W。

微波功率对核桃青皮多酚提取的影响见图1。

图1 微波功率对核桃青皮多酚提取的影响

由图1可以看出，核桃青皮多酚的提取量随着微波功率的增加而增大。当微波功率达到200 W时，多酚的提取量达到最大值，为5.228 mg/g；之后多酚的提取量逐渐降低。其原因可能是微波功率太高，会使得多酚发生降解和破坏[5]。所以，在后续试验中微波功率固定为200 W。

2.1.2 料液比对核桃青皮多酚提取的影响

在微波功率200 W的条件下，固定乙醇体积分数70%，微波时间50 min，提取温度60℃，料液比分别选取1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶30。

料液比对核桃青皮多酚提取的影响见图2。

图2 料液比对核桃青皮多酚提取的影响

由图2可以看出，料液比在1∶20时，核桃青皮多酚的提取量为5.303 mg/g，达到最大值。继续增加料液比，多酚的提取量呈现缓慢降低的趋势，说明多酚在提取剂中已达到了平衡状态。所以，料液比初步确定为1∶20。

2.1.3 乙醇体积分数对核桃青皮多酚提取的影响

在微波功率200 W的条件下，固定料液比1∶25，微波时间50 min，提取温度60℃，乙醇体积分数分别设置为40%，50%，60%，70%，80%。

乙醇体积分数对核桃青皮多酚提取的影响见图3。

由图3可以看出，随着乙醇体积分数的增加，多酚的提取量逐渐增大。乙醇体积分数为60%时，多酚提取量达到最大值，为5.223 mg/g；之后继续提高乙醇体积分数，由于其他物质的溶出会抑制多酚类物质[6]，多酚提取量呈下降趋势。所以，60%的乙醇体积分数对多酚提取效果较好。

2.1.4 提取温度对核桃青皮多酚提取的影响

在微波功率200 W的条件下，固定料液比1∶25，乙醇体积分数70%，微波时间50 min，提取温度分别设置为30，40，50，60，70℃。

提取温度对核桃青皮多酚提取的影响见图4。

图3 乙醇体积分数对核桃青皮多酚提取的影响

图4 提取温度对核桃青皮多酚提取的影响

由图4可以看出，随着提取温度的升高，多酚的提取量逐渐增大。提取温度60℃时，多酚提取量为5.279 mg/g，达到最高；此后随着提取温度的升高，多酚提取量下降。这可能是由于提取温度过高破坏了多酚的结构，多酚提取量反而下降[7]。所以，60℃对核桃青皮多酚提取效果较好。

2.1.5 微波时间对核桃青皮多酚提取的影响

在微波功率200 W，料液比1∶25，乙醇体积分数70%，提取温度60℃条件下，微波时间分别选择10，30，50，70，90 min。

微波时间对核桃青皮多酚提取的影响见图5。

图5 微波时间对核桃青皮多酚提取的影响

由图5可以看出，当微波时间为10～70 min时，随着微波时间的延长，核桃青皮中多酚的提取量呈递增趋势；超过70 min后，可能由于微波时间过长导致多酚的氧化降解，多酚提取量开始下降。所以，选择70 min对核桃青皮多酚提取效果较好。

2.2 正交试验设计与结果

微波辅助提取多酚L9（34）正交试验结果见表1。

表1 微波辅助提取多酚L9（34）正交试验结果

由表1可以看出，在核桃青皮多酚的提取过程中，各因素对多酚提取的影响程度为C＞A＞B＞D，即提取温度的影响作用最大，其他依次为料液比、乙醇体积分数、微波时间。根据正交试验可以确定在微波辅助的条件下，乙醇作为提取剂提取多酚的最佳提取工艺条件为A2B3C2D2，即料液比1∶20，乙醇体积分数65%，提取温度60℃，微波时间70 min；在此工艺条件下，所得的多酚提取量为6.318 mg/g。

3 结论

试验基于微波提取多酚的优点，以核桃青皮为原料、乙醇为提取剂，研究了微波辅助提取核桃青皮多酚的最优工艺参数，即在微波功率200 W，料液比1∶20，乙醇体积分数65%，微波时间70 min，提取温度60℃的条件下多酚提取量最高，为6.318 mg/g。

[1]徐怀德，秦盛华．超声波辅助提取光皮木瓜多糖及其体外抗氧化性研究[J]．食品科学，2010，31（10）：106-111．

[2]刘丽丽，张建新．光皮木瓜多酚粗提液的抗氧化活性研究[J]．中国酿造，2009（5）：95-98．

[3]曹艳萍，杨秀利，薛成虎．红枣中多酚提取工艺的研究[J]．食品科学，2007，28（10）：165-167．

[4]汪文浩，郑美瑜，陆胜民．微波辅助提取枇杷花中多酚和熊果酸的工艺研究[J]．食品工业科技，2013，34（22）：227-231．

[5]余淑娴，熊世权，郑湘娟，等．正交法优选玄参中多酚提取工艺[J]．食品科技，2008，33（12）：201-204．

[6]吕佳飞，李文飞，冯伟，等．微波辅助提取石榴皮中多酚的工艺研究[J]．食品与发酵科技，2013，46（2）：41-44．

[7]齐娜，李涵，张志宇，等.新疆红肉苹果多酚的超声波辅助提取工艺优化[J].食品与机械，2016（9）：177-182．◇

StudyofMicrowave-assisted Extraction ofPolyphenols fromWalnut Green Husk

GAO Lei1，LI Huiyun2
（1.Shaanxi Modern Physico-Chemical and Technology Service Center，Xi'an，Shaanxi 710100，China；2.College of Life Science and Food Engineering，Shaanxi Xueqian Normal University，Xi'an，Shaanxi 710100，China）

Polyphenols is prepared by microwave assist method from walnut green husk in this paper.Analysis microwave power，solid-liquid ratio，ethanol concentration，extracting temperature，and extracting time.The result shows that the optimum conditions are as follows：microwave power 200 W，ratio of solid-liquid is 1∶20，ethanol concentration is 65%，extracting temperature is 60℃，extracting time is 70 min.Under this condition，the yield of polyphenols is 6.318 mg/g.

walnut green husk pomace；polyphenols；microwave-extraction

R284

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.08.008

1671-9646（2017）08a-0026-03

2017-07-28

陕西省教育厅科技研究发展项目（12JK0818）；陕西省科技厅农业攻关项目（2017NY-199）。

高磊（1971—），男，博士，高级工程师，研究方向为食品分析与成分提取。