石榴皮多酚的提取工艺探究

吴 琳，王周利，高振鹏

（1.长安银行宝鸡分行营业部，陕西宝鸡 721000；2.西北农林科技大学食品科学与工程学院，陕西杨凌 712100）

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜石榴皮，产自陕西省咸阳市。

没食子酸，天津市科密欧化学试剂有限公司产品；福林酚试剂，北京索莱宝科技有限公司产品；无水乙醇，四川西陇化工有限公司产品。

1.2 仪器与设备

电子天平、多用高速粉碎机、电热恒温干燥箱、恒温水浴锅、旋转蒸发仪。

2 试验方法

2.1 原料预处理

将新鲜的石榴皮洗净，于40℃条件下进行热风干燥48 h，用粉碎机粉碎，过60目筛后备用。

2.2 溶剂法提取石榴皮多酚单因素试验

2.2.1 提取溶剂的选择

在多酚的提取方法中，溶剂提取法最为传统。多酚类物质由于极性较强，因此与亲水性有机溶剂具有较好的互溶性，如水、乙酸乙酯、丙酮、甲醇及乙醇等试验确定乙醇作为提取溶剂[1-5]。

2.2.2 乙醇体积分数的确定[6-10]

准确称取石榴皮粉末2.000 g于250 mL圆底烧瓶中，固定料液比（1∶20）、提取温度（30℃）、提取时间（1.0 h），分别选择体积分数为20%，30%，40%，50%，60%的乙醇进行回流提取。取上清液测定石榴皮总多酚含量。

2.2.3 提取温度对石榴皮多酚得率的影响[11-14]

根据2.2.2确定乙醇体积分数，提取温度分别选择30，40，50，60，70℃，测定多酚总含量。

2.2.4 提取时间对石榴皮多酚得率的影响

根据2.2.3确定提取温度，提取时间分别选择0.5，1.0，1.5，2.0，3.0 h，测定多酚总含量。

2.2.5 提取料液比对石榴皮多酚得率的影响

根据2.2.4确定提取时间，料液比分别选择1∶5，1∶10，1∶20，1∶30，1∶40 （g∶mL），测定多酚总含量。

2.3 正交试验优化多酚提取工艺

根据提取石榴皮多酚的单因素试验，将多酚得率作为主要评价指标，选取乙醇体积分数（A）、提取温度（B）、提取时间（C）、料液比（D） 4个因素，采用L9（34）进行正交试验，优化石榴皮多酚提取条件。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计

3结果与分析

3.1 溶剂法提取石榴皮多酚单因素试验结果

3.1.1 乙醇体积分数对石榴皮多酚提取效果的影响

乙醇体积分数对石榴皮多酚提取率的影响见图1。

图1 乙醇体积分数对石榴皮多酚提取率的影响

由图1可知，石榴皮多酚提取率随着乙醇体积分数增大呈现先增大后减少的趋势，当乙醇体积分数为30%时提取率最高，达到22.35%，当乙醇体积分数增大到60%时，提取率降低到17.75%。该结果可能由于一定体积分数的乙醇易于破坏存在于多酚类物质与多糖、蛋白质等之间的氢键及疏水键，但体积分数较大时，提取溶剂乙醇与石榴皮多酚之间的极性差异增大，致使提取率降低。因此最适乙醇浓度为30%。

3.1.2 提取温度对石榴皮多酚提取效果的影响

提取温度对石榴皮多酚提取率影响见图2。

图2 提取温度对石榴皮多酚提取率的影响

由图2可知，随着提取温度升高，石榴皮多酚提取率呈现先增大后略有减少的趋势，当温度为50℃时提取率最高，达到22.13%。该现象可能由于升温有利于分子运动，能够促进多酚物质溶出，但温度较高时会破坏多酚类物质结构，如发生氧化或者分解等变化，导致最终提取率降低。因而提取温度选择50℃。

3.1.3 提取时间对石榴皮提取效果的影响

提取时间对石榴皮多酚提取率影响见图3。

图3 提取时间对石榴皮多酚提取率影响

由图3可知，石榴皮多酚提取率随着时间增加呈现先增大而后减少趋势，提取时间为1～2 h时，多酚提取率较高。这很可能是由于在一定的提取时间下，回流提取较为充足，促使多酚类物质能够较多的溶出。当时间延长时（2～3 h），多酚提取效果变差，总多酚得率明显减少，这可能源于石榴皮多酚的不稳定性。考虑到经过1 h和2 h提取的多酚得率分别为21.47%和22.04%，综合提取效果、经济成本等，确定提取时间为1～2 h。

3.1.4 料液比对提取效果的影响

影响原料中多酚提取效果的因素众多，料液比是一项重要因素。料液比合适时，既可以将原料中的多酚类物质提取充分，同时又能减少提取溶剂的使用、降低成本。

料液比对石榴皮多酚提取率影响见图4。

由图4可知，随着料液比增大，石榴皮多酚得率也在增大，当料液比1∶5～1∶20时，石榴皮多酚得率的增加幅度较为明显，1∶20～1∶40时石榴皮多酚的得率增加幅度相对缓慢。说明料液比增大到1∶20左右时，石榴皮中的多酚类物质已经能被充分提取，提取率接近最大值，所以料液比继续增大时，石榴皮多酚得率没有明显增大，考虑到实际应用中的节能因素，选择料液比为1∶20较为合理。

图4 料液比对石榴皮多酚提取率影响

3.2 正交试验优化石榴皮多酚提取工艺试验结果

根据3.1中提取石榴皮多酚的单因素试验，将多酚得率作为主要评价指标，采用L9（34）进行四因素三水平正交试验。

试验设计及结果见表2，方差分析见表3。

表2 正交试验及结果

表3 方差分析

由表2可知，根据极差R大小，影响石榴皮多酚得率的各因素主次顺序为D＞B＞A＞C，即料液比＞提取温度＞乙醇体积分数＞提取时间。同时，根据方差分析表可看出，料液比和提取温度对石榴皮多酚得率影响达到极显著，乙醇体积分数对石榴皮多酚得率影响达到显著，而提取时间对石榴皮多酚得率影响为不显著。

根据正交试验结果可得，最优试验组合为A1B3C3D2，即提取时的料液比1∶20（g∶mL），乙醇体积分数20%，提取温度50℃，提取时间2 h。按照此最优组合进行验证试验，结果表明该方法提取的石榴皮总多酚得率为23.27%。

4 结论

试验采用溶剂回流提取法研究了石榴皮多酚的最佳提取工艺。首先，通过文献分析结合试验的应用特点，确定了乙醇作为最佳提取溶剂，并针对影响石榴皮多酚提取效果的4个因素（乙醇体积分数、提取温度、提取时间、料液比）进行了单因素试验；其次，在单因素试验结果的基础上，进行正交试验，对提取工艺进行了优化。

试验结果表明，采用乙醇作为溶剂时，料液比和提取温度是影响石榴皮多酚提取效果的主要因素，两者的影响都达到极显著，乙醇体积分数的影响为显著，而提取时间的影响不显著。最佳提取条件为石榴皮粉（过60目筛），以1∶20（g∶mL） 的料液比经过体积分数20%乙醇的回流提取（提取温度50℃，提取时间2 h），总多酚得率提高为23.27%。参考文献：

[1] 陈鹏，周本宏.石榴皮多酚类成分—安石榴林的研究进展 [J].中国药师，2017，20（4）：720-724.

[2] 王玲，焦士蓉，雷梦林，等.石榴皮多酚的提取及抑菌作用 [J].安徽农业科学，2010，38（17）：8 995-8 997.

[3] 李建科，李国秀，赵艳红，等.石榴皮多酚组成分析及其抗氧化活性 [J].中国农业科学，2009，42（11）：4 035-4 041.

[4] 朱彩平，张艳霞，张晓，等.石榴皮多酚提取方法研究进展 [J].食品与发酵工业，2015，41（11）：243-248.

[5] 唐远谋，许丽佳，蒋卫东，等.石榴皮多酚对糖尿病小鼠肾脏抗氧化防御功能的影响 [J].食品工业科技，2015，36 （16）：370-372.

[6] 张婷婷，卓清菊，邹美玲，等.超声波辅助提取干制石榴皮多酚工艺研究 [J].武夷学院学报，2015，34（3）：39-42.

[7] 张艳霞.不同方式干燥的石榴皮多酚抗氧化活性及石榴皮品质研究 [D].西安：陕西师范大学，2016.

[8] 高磊，李慧芸.微波辅助提取核桃青皮中多酚的工艺研究 [J].农产品加工，2017（15）：26-28.

[9] 布鲁根，常占瑛，刘盟，等.石榴皮多酚提取物亚急性毒性实验研究 [J].新疆医科大学学报，2017，40（4）：498-502.

[10] Naveen S，Siddalingaswamy M，Singsit D，et al.Antidepressive effect of polyphenols and omega-3 fatty acid from pomegranate peel and flax seed in mice exposed to chronic mild stress[J].Psychiatry Clin Neurosci，2013，67 （7）：501-508.

[11] Zhao Y H，Jian-Ke L I，Guo-Rong L I.Purification with macroporous adsorbent resins and in vitro antioxidant evaluation of pomegranate peel polyphenols[J].Food Science，2010 （4）：1 204-1 212.

[12] Lv O，Wang L，Li J，et al.Effects of pomegranate peel polyphenols on lipid accumulation and cholesterol metabolic transformation in L-02 human hepatic cellsviathe PPARγ-ABCA1/CYP7A1 pathway[J].Food&Function，2016，7 （12）：4 976-4 984.

[13] Tian L，Xie L，Zhang H，et al.In situ stomach absorption kinetics punicalagin of pomegranate peel polyphenols in rats[J].Journal of Xinjiang Medical University， 2016， 39（2）：139-141.

[14] Baccarin T，Lemos-Senna E.Potential application of nanoemulsions for skin delivery of pomegranate peel polyphenols[J].Aaps Pharmscitech，2017 （6）：1-8.◇