提取方法对芒果核仁多酚提取得率及抗氧化活性的影响
2020-05-08郑斌赵巧丽文定青邹明宏武红霞王松标
郑斌,赵巧丽,文定青,邹明宏,武红霞,王松标
(中国热带农业科学院南亚热带作物研究所,农业农村部热带果树生物学重点实验室,广东湛江524091)
芒果(Mangifera indica)是漆树科常绿乔木,广泛分布在海南、广西、云南、四川、广东和福建等地,素有“热带水果之王”之美誉[1]。近年来我国芒果产量逐步上升,在满足鲜销的同时,相继涌现出了果汁、果脯、果干、果粉等加工产品[2]。在芒果加工过程中会产生大量果皮、果核等废弃物,大部分被直接丢弃,不仅加重了环境污染,还造成了资源浪费[3]。芒果核占鲜果重的20%~60%,而核仁又占芒果核总重的45%~75%[4]。研究表明,芒果核仁富含没食子酸甲酯、没食子酸、槲皮素、香豆素、芒果苷、香草醛、单宁等多酚类物质[5-8],具有抑制细菌和链格孢菌、抗氧化、增强机体免疫等多种生理功能[9-10],此外多酚类物质对癌症、糖尿病和动脉粥样硬化等疾病的预防也具有积极作用[11-12]。因此,从芒果核仁中提取分离多酚对提高芒果深加工产业附加值具有重要意义。
芒果核仁多酚的提取以回流法、微波法居多[13-14],此外还有微波-超声联合萃取、双水相-匀浆萃取和超声-双水相耦合提取的报道[15-17]。但不同提取方法涉及到的温度、时间、超声和微波等条件会对多酚的抗氧化活性产生影响。段小娟等[18]比较了微波萃取、铜极板和钢极板等离子萃取、聚能式和清洗式超声波萃取及真空萃取等方法提取的山丁子多酚的抗氧化能力,发现微波萃取法所得多酚抗氧化能力最强。蒋丽等[19]采用超声波法、酶法、常规浸提、热回流法及纤维素酶协同超声波法分别提取茶多酚,发现90 ℃热回流法提取率最高,但过高的温度会导致产物抗氧化活性降低;而室温条件下超声波法提取茶多酚能获得较高的提取率,且产物抗氧化活性最强;酶法和纤维素酶协同超声波法能获得较高的提取率,但产品纯度和抗氧化活性低于超声波法。目前,有关提取方法对芒果核仁多酚抗氧化活性影响的研究还未见报道。本试验采用超声辅助提取法和热回流提取法提取芒果核仁多酚,通过响应面法对两种提取方法的工艺参数进行了优化,考察了提取方法对芒果核仁多酚提取得率的影响,初步获得多酚提取得率高的制备工艺;同时,对两种工艺所得芒果核仁多酚的体外抗氧化活性进行对比,揭示不同工艺对多酚抗氧化活性的影响规律,以期为芒果核仁的进一步开发利用提供技术参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
新鲜芒果果实:采自国家热带果树种质资源圃芒果圃,取核仁,剔除表面杂物,蒸馏水清洗干净,切成小片,50 ℃恒温干燥36 h,粉碎后过60 目筛,置于干燥器中储藏备用。
1,1-二苯基-2-苦肼基(DPPH):美国西格玛奥德里奇公司;抗坏血酸(VC):广东光华化学试剂厂;2,2-联氨-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸二铵盐(ABTS):德国柯蕾贝尔公司;没食子酸、福林酚、无水碳酸钠、水杨酸、双氧水、铁氰化钾、无水乙醇、甲醇、乙酸乙酯、氯仿、丙酮、冰乙酸等(以上试剂均为分析纯):国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
DHG9140A 型电热鼓风干燥箱:上海一恒科学仪器有限公司;GL-20G-II 型高速冷冻离心机:美国Thermo 公司;RE-3000B 型旋转蒸发仪:德国海道尔夫公司;UV-1200 型紫外分光光度计:上海美普达仪器有限公司;SHZ-D(III)型循环水式多用真空泵:巩义市英峪高科仪器;DFY-200C 型高速万能粉碎机:上海利闻科学仪器有限公司;FD-1C-50 型真空冷冻干燥机:上海乔跃电子有限公司;PS-30ALD 型超声波清洗仪:深圳洁康洗净电器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 芒果核仁多酚的超声辅助提取
准确称取1.0 g 芒果核仁粉末,加入适量提取剂,置于一定温度和功率的超声波清洗仪中进行提取,过滤,收集滤液,将残渣重复提取1 次。合并上述滤液,测定多酚含量并计算提取得率。
1.3.2 芒果核仁多酚的热回流提取
准确称取1.0 g 芒果核仁粉末,与适量提取剂混合,转移至圆底烧瓶中,连接回流冷凝管,按一定温度提取,过滤,收集滤液,将残渣重复提取1 次。合并上述滤液,测定多酚含量并计算提取得率。
1.3.3 多酚含量的测定
参考李巨秀等[20]的方法进行多酚含量的测定,并以没食子酸为标准品得到回归方程为:y=0.004 6x+0.005 4,R2=0.999 6。按下式计算多酚提取得率:
1.3.4 芒果核仁多酚提取工艺优化
1.3.4.1 超声辅助提取法单因素试验设计
以多酚提取得率为指标,探讨不同提取溶剂、超声时间、超声功率、超声温度和液料比对多酚提取得率的影响。单因素试验设定为:固定液料比40 ∶1(mL/g),超声温度50 ℃,超声时间30 min,超声功率180 W,考察不同提取溶剂(蒸馏水、甲醇、乙酸乙酯、乙酸、丙酮、氯仿、20%乙醇、40%乙醇、60%乙醇、80%乙醇、无水乙醇)对多酚提取得率的影响;以60%乙醇做提取剂,在固定液料比 40 ∶1(mL/g),超声温度 50 ℃和超声功率 180 W 的条件下,考察不同超声时间(10、20、30、40、50、60 min)对多酚提取得率的影响;以60%乙醇做提取剂,在固定液料比 40 ∶1(mL/g),超声温度 50 ℃和超声时间30 min 的条件下,考察不同超声功率(120、140、160、180、200、220 W)对多酚提取得率的影响;以60%乙醇做提取剂,在固定液料比 40 ∶1(mL/g),超声功率200 W 和超声时间30 min 的条件下,考察不同超声温度(30、40、50、60、70、80 ℃)对多酚提取得率的影响;以60%乙醇做提取剂,在固定超声功率200 W、超声温度70 ℃和超声时间30 min 的条件下,考察不同液料比[20 ∶1、30 ∶1、40 ∶1、50 ∶1、60 ∶1、70 ∶1(mL/g)]对多酚提取得率的影响。
1.3.4.2 热回流提取法单因素试验设计
以多酚提取得率为指标,探讨不同回流时间、回流温度、乙醇浓度和液料比对多酚溶出量的影响。单因素试验设定为:固定液料比 40 ∶1(mL/g),乙醇浓度60%、回流温度70 ℃的条件下,考察不同回流时间(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h)对多酚提取得率的影响;固定液料比 40 ∶1(mL/g),乙醇浓度 60%、回流时间 2 h 的条件下,考察不同回流温度(50、60、70、80、90、100 ℃)对多酚提取得率的影响;固定液料比 40 ∶1(mL/g),回流时间2 h、回流温度90 ℃的条件下,考察不同乙醇浓度(20、40、60、80、100 %) 对多酚提取得率的影响;固定回流时间2 h、乙醇浓度60%、回流温度90 ℃的条件下,考察不同液料比[10 ∶1、20 ∶1、30 ∶1、40 ∶1、50 ∶1、60 ∶1(mL/g)]对多酚提取得率的影响。
1.3.4.3 响应面优化试验设计
在上述各种提取方法单因素试验结果的基础上,以多酚提取得率为指标,根据Box-Behnken 试验设计原理进行四因素三水平试验设计,并利用Design-Expert.v8.0.6 软件进行数据拟合优化芒果核仁多酚的提取工艺。每个自变量的试验水平分别以-1、0、1 进行编码,共设计5 个中心点和29 个不同组合的试验,两种提取方法的试验因素水平设计分别见表1 和表2。
表1 超声辅助提取法Box-Benhnken 试验因素水平及编码Table 1 Factors and levels in Box-Benhnken design of ultrasonicassisted extraction
表2 热回流提取法Box-Benhnken 试验因素水平及编码Table 2 Factors and levels in Box-Benhnken design of thermalreflux extraction
1.3.5 芒果核仁多酚体外抗氧化活性分析
分别按照超声辅助提取法和热回流提取法的最优工艺提取芒果核仁多酚,将浸提液浓缩后冻干待用。准确称取适量冻干粉,用60%乙醇配制成浓度为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL 的样液,参照张莉等[21]的方法分别进行 DPPH·、ABTS+·、O2-·、·OH 清除率和还原力的测定。
1.3.5.1 DPPH·清除率测定
取2 mL 不同浓度的样品溶液,加入2 mL 0.2 mmol/L DPPH 溶液,摇匀,室温(25 ℃)条件下避光反应30 min,于517 nm 处测定吸光度Ai。以无水乙醇代替DPPH 溶液测定吸光度Aj,以蒸馏水代替样品溶液测定吸光度A0。以VC作阳性对照。按照公式(2)计算DPPH·清除率,并通过计算IC50浓度(清除率为50%时所需浓度)比较样品抗氧化能力。
1.3.5.2 ABTS+·清除率测定
取50 μL 不同浓度的样品溶液,加入4 mL ABTS+反应液,混匀,避光反应6 min,在732 nm 处测定吸光度Ax,以甲醇作空白对照测定吸光度A0。以VC作阳性对照。按照公式(3)计算ABTS+·清除率,并通过计算IC50浓度(清除率为50%时所需浓度)比较样品抗氧化能力。
1.3.5.3 O2-·清除率测定
取不同浓度样品溶液1 mL,加入0.05 mol/L Tris-HCl 缓冲溶液(pH 8.2),混匀,再分别加 25 mmol/L 邻苯三酚0.4 mL,混匀。反应5 min,加入10 mol/L HCl 终止反应,测定325 nm 处吸光度值Am;同法,用蒸馏水代替邻苯三酚,测吸光值为An;用蒸馏水代替样品,测吸光值为Aq。以VC作阳性对照。按照公式(4)计算O2-·清除率,并通过计算IC50浓度(清除率为50%时所需浓度)比较样品抗氧化能力。
1.3.5.4 ·OH 清除率测定
分别吸取1 mL 不同浓度样品溶液,依次加入0.5 mL 9 mmol/L 水杨酸,0.5 mL 9 mmol/L FeSO4溶液,5 mL 8.8 mmol/L H2O2溶液,混匀,静置 30 min,于 510 nm 处测定吸光度Ai,用蒸馏水代替FeSO4测定不同浓度样品溶液吸光度Aj,用蒸馏水代替样品测定吸光度A0。以VC作阳性对照。按照公式(5)计算·OH 清除率,并通过计算IC50浓度(清除率为50%时所需浓度)比较样品抗氧化能力。
1.3.5.5 还原能力测定
分别吸取2.5 mL 不同浓度样品溶液,依次加入0.2 mol/L 磷酸盐缓冲溶液(pH 6.6)、1%K3Fe(CN)6溶液各2.5 mL,混匀,50 ℃水浴20 min 后快速冷却,加入2.5 mL 10%三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)终止反应。取2.5 mL 上清液,加入2.5 mL 蒸馏水、0.5 mL 0.1%FeCl3溶液,混匀,10 min 后于 700 nm 下比色,以 VC作阳性对照。
1.4 数据处理
每个试验进行3 次重复。采用Design-Expert.v8.0.6 软件进行响应面Box-Behnken 试验设计,采用SPSS 17.0 软件对数据进行整理统计分析,采用Duncan's Test 进行差异显著性分析(p<0.05)。
2 结果与分析
2.1 芒果核仁多酚提取单因素试验
2.1.1 超声辅助提取法单因素试验
采用超声辅助法时,不同提取溶剂对芒果核仁多酚提取得率的影响见图1。
图1 超声辅助提取法不同提取溶剂对芒果核仁多酚提取得率的影响Fig.1 Effects of different extraction solvents on the extraction yield of mango kernel polyphenols by ultrasonic-assisted extraction
由图1 可知,芒果核仁多酚在不同提取溶剂中的提取效果不同。水、乙醇、乙醇水溶液、甲醇和乙酸均能用于芒果核仁多酚的提取,但60%乙醇提取效果最好,而氯仿不适合用于芒果核仁多酚的提取,这可能与芒果核仁的组分以及多酚的物理性质有极大关系[22],说明强极性有机溶剂对多酚的提取效果优于弱极性有机溶剂。考虑到提取溶剂的价格和安全性,后续试验选择60%乙醇作为芒果核仁多酚的最佳提取溶剂。
超声时间、超声功率、超声温度和液料比对芒果核仁多酚提取得率的影响见图2。
由图2(a)可知,当超声时间小于30 min 时,多酚提取得率随着超声时间的延长逐渐增大。但超声时间超过30 min 后,多酚提取得率呈下降趋势。这可能是由于多酚在超声环境中不稳定,随着时间延长,易发生氧化[23],也有可能是芒果核仁中氧化物氧化聚合生成沉淀[2]。因此,超声时间应选择30 min 为宜。
图2 超声辅助提取法不同因素对芒果核仁多酚提取得率的影响Fig.2 Effects of different extraction factors on the extraction yield of mango kernel polyphenols by ultrasonic-assisted extraction
由图2(b)可知,多酚提取得率随着超声功率的增大先增大后减小,在超声功率为200 W 时多酚提取得率达到最大。这可能是因为随着超声功率的增大,超声波产生的空化效应和振动加强,对细胞壁的破碎作用增大,有利于多酚的溶出[24];当功率高于200 W 时,溶出的多酚可能被破坏。因此,超声功率以200 W 为宜。
由图2(c)可知,多酚提取得率随着超声温度的升高逐渐增大,当超声温度超过70 ℃后,多酚提取得率随之下降。说明适当提高温度对植物组织的浸润具有一定的促进作用,有利于多酚的溶出,但温度过高可能会导致已溶出的多酚发生分解[25]。因此,超声温度选择70 ℃。液料比对多酚提取得率也存在一定的影响。
由图2(d)可知,当液料比低于 40 ∶1(mL/g)后,多酚提取得率随着液料比的增大而增大,并在40 ∶1(mL/g)时达到最大,此后继续增大液料比,多酚提取得率增大不显著。这是因为液料比过小,溶剂无法与芒果核仁颗粒充分接触,使多酚溶出受阻[26],随着液料比的增加多酚溶出越完全,当其完全溶出时,继续增大液料比对提取得率影响不大,且会造成溶剂浪费并增加后续浓缩难度。因此,液料比应选择40 ∶1(mL/g)为宜。
2.1.2 热回流提取法单因素试验
回流时间、回流温度、乙醇浓度和液料比对芒果核仁多酚提取得率的影响见图3。
由图3(a)可知,多酚提取得率随着回流时间的延长先增大后减小,并在回流时间为2.0 h 时达到最大。这可能是由于提取时间过长,已溶出的多酚发生了氧化反应所致[27]。
图3 热回流提取法不同因素对芒果核仁多酚提取得率的影响Fig.3 Effects of different extraction factors on the extraction yield of mango kernel polyphenols by thermal-reflux extraction
由图3(b)可知,回流温度对多酚提取得率的影响呈现先升高后降低的趋势。这可能是由于温度的升高加快了多酚渗透、溶解和扩散速度;然而,过高的温度可能导致氧化或降解[25]。因此,回流温度应选择90 ℃。
由图3(c)可知,随着乙醇浓度的增大,多酚提取得率呈先增大后减小趋势,当乙醇浓度为60%时提取得率达到最大。一定浓度的乙醇溶液渗透能力较强,增大了细胞内部渗透压,利于多酚的溶出,但随着乙醇浓度的增大,已溶出多酚对未溶出多酚的逸出产生阻力,不利于协同浸取[14]。
图3(d)表明多酚提取得率随着液料比的增加呈现先增加后缓慢降低的趋势,在液料比为50 ∶1(mL/g)时多酚提取得率最高。提取溶剂的增加更有利于多酚的溶出,但乙醇沸点较低,随着溶剂的增多,加热时易沸腾溢出或部分成分易随蒸汽带走,从而影响多酚的得率[14]。
2.2 芒果核仁多酚提取工艺优化
2.2.1 超声辅助提取法响应面试验设计与结果
超声辅助提取法响应面试验设计及结果见表3。
表3 超声辅助提取法Box-Benhnken 设计试验方案及结果Table 3 Box-Benhnken design arrangement and corresponding experimental results of ultrasonic-assisted extraction
续表3 超声辅助提取法Box-Benhnken 设计试验方案及结果Continue table 3 Box-Benhnken design arrangement and corresponding experimental results of ultrasonic-assisted extraction
利用Design-Expert.v8.0.6 软件对表3 数据进行多元回归分析,结果见表4。
表4 超声辅助提取法回归模型方差分析Table 4 Analysis of variance of the constructed regression model by ultrasonic-assisted extraction
续表4 超声辅助提取法回归模型方差分析Continue table 4 Analysis of variance of the constructed regression model by ultrasonic-assisted extraction
经拟合回归,得到以多酚提取得率(Y)为响应值的多元回归方程:
Y=11.64+0.05A-0.12B+0.29C-0.51D+0.09AB-0.15AC -0.41AD -0.04BC -0.04BD -0.03CD -1.01A2-0.77B2-0.58C2-1.09D2
从多元回归方程可知,二次项系数均为负值,可以推断出方程表示的抛物面开口向下,具有极大值点,可进行优化分析。方程一次项系数绝对值的大小可以反映出各因素对响应值的影响程度,进而得出4个因素对多酚提取得率的影响主次顺序为:液料比>超声温度>超声功率>超声时间。从表4 可知,回归模型p<0.000 1,表明该模型具有显著性。同时,失拟项p值不显著,表明所选的二次回归模型对实际情况拟合较好;模型的决定系数R2=0.923 6,校正决定系数R2Adj=0.847 2,说明实测值与预测值相关性较好。因此,可以用该模型对超声辅助提取法提取芒果果核仁多酚的提取得率进行理论预测。显著性分析表明,一次项 C、D 及二次项 A2、B2、C2和 D2对多酚提取得率影响极显著,交互项AD 对多酚提取得率影响显著,其他交互项影响不显著。
超声辅助提取法不同因素交互作用对多糖提取得率的影响见图4。
从曲面图和等高线图可以看出在不同取值的变量下各变量之间交互作用的显著程度。图4(a)等高线显示,液料比和超声温度处于0 水平时,超声时间和超声功率的交互作用不显著,当固定超声功率时,随着超声时间的延长,多酚提取得率先增大后逐渐降低;当固定超声时间时,随着超声功率的增大,多酚提取得率先增大后减小;响应面图显示,多酚提取得率在超声时间的0~1 水平和超声功率的-1~0 水平之间有最大值。
图4 超声辅助提取法不同因素交互作用对多糖提取率影响的响应面图Fig.4 Response surface plot of interaction effects of different factors by ultrasonic-assisted extraction
图4(b)显示,液料比和超声功率为0 水平时,超声时间和超声温度的交互作用不显著,其中超声时间的影响强度低于超声温度,多酚提取得率在超声温度的0~1 水平之间有最大值。
由图4(c)可知,超声功率和超声温度为0 水平时,固定液料比,多酚提取得率随着超声时间的延长先增大后减小,固定超声时间,多酚提取得率随着液料比的增加先增大后缓慢降低,且液料比的影响强度大于超声时间,两因素间等高线呈椭圆型,说明二者交互作用显著。
由图4(d)、4(e)和 4(f)可知,超声功率和超声温度,超声功率和液料比,超声温度和液料比的交互作用不显著。
通过Design-Expert.v8.0.6 软件求解回归方程,得到超声辅助提取法提取芒果核仁多酚的最佳提取工艺为:超声时间31min,超声功率199W,超声温度79℃,液料比38 ∶1(mL/g),预测多酚提取得率可达11.74%。考虑到实际操作的方便性,将最优条件调整为超声时间30 min,超声功率200 W,超声温度79 ℃,液料比38 ∶1(mL/g),按此工艺进行验证试验,得到芒果核仁多酚提取得率平均值为11.62%,与预测值接近,说明该模型能较好的预测芒果核仁多酚提取得率。
2.2.2 热回流提取法响应面试验设计与结果
热回流提取法响应面试验设计及结果见表5。
利用Design-Expert.v8.0.6 软件对表5 数据进行多元回归分析,结果见表6。
表5 热回流提取法Box-Benhnken 设计试验方案及结果Table 5 Box-Benhnken design arrangement and corresponding experimental results of thermal-reflux extraction
表6 热回流提取法回归模型方差分析Table 6 Analysis of variance of the constructed regression model by thermal-reflux extraction
续表6 热回流提取法回归模型方差分析Continue table 6 Analysis of variance of the constructed regression model by thermal-reflux extraction
经拟合回归,得到以多酚提取得率(Y')为响应值的多元回归方程:
Y'=7.27-0.03E+0.18F-0.05G+0.13H+0.09EF-0.03EG+0.02EH-0.05FG-0.03FH-0.12GH-0.30E2-0.28F2-0.68G2-0.31H2
由表6 可知,回归模型p<0.000 1,说明该模型具有显著性。同时,失拟项p 值不显著,表明该二次多项回归方程对实际情况拟合情况好;模型的决定系数R2=0.928 3,说明实测值与预测值相关性较好。因此,可以用该模型对热回流提取法提取芒果核仁多酚的提取得率进行理论预测。显著性分析表明,一次项F 对多酚提取得率影响极显著,H 对多酚提取得率影响显著,二次项E2、F2、G2和H2对多酚提取得率的影响也达到极显著水平,各交互项对多酚提取得率无显著影响。各因素对芒果核仁多酚提取得率影响的大小顺序为:F>H>G>E,即回流温度>液料比>乙醇浓度>回流时间。
通过Design-Expert.v8.0.6 软件求解回归方程,得到热回流提取法提取芒果核仁多酚的最佳提取工艺为:回流时间2 h,回流温度93 ℃,乙醇浓度59%,液料比 52 ∶1(mL/g),预测多酚提取得率可达 7.32%。按此工艺进行验证试验,得到芒果核仁多酚提取得率平均值为7.41%,与预测值接近,表明响应面法所得芒果核仁多酚的提取工艺参数可靠,具有一定的应用价值。
热回流提取法不同因素交互作用对多糖提取得率的影响见图5。
2.3 两种提取方法对比
对芒果核仁多酚两种提取方法的最佳工艺进行对较,结果见表7。
图5 热回流提取法不同因素交互作用对多糖提取得率影响的响应面图Fig.5 Response surface plot of interaction effects of different factors by thermal-reflux extraction
表7 芒果核仁多酚两种提取方法的比较Table 7 Comparison of two extraction methods of mango kernel polyphenols
由表7 可知,超声辅助提取法的多酚提取得率比热回流提取法高出36.23%。此外,与热回流提取法相比,超声辅助提取法的提取时间较短,提取温度和液料比均较低。因此,从多酚提取得率和生产成本的角度考虑,利用超声辅助提取法提取芒果核仁多酚比热回流提取法更合适。
2.4 两种方法所得芒果核仁多酚体外抗氧化活性分析
以 DPPH·、ABTS+·、羟自由基(·OH)、超氧阴离子自由基(O2-·)清除率以及还原力为指标,综合评价芒果核仁多酚的体外抗氧化活性,并以Vc 溶液为对照,结果如图6 所示。
芒果核多酚对 DPPH·、ABTS+·、O2-·和·OH 的半抑制浓度(IC50)见表 8。
图6 芒果核仁多酚对 DPPH·、ABTS+·、O2-·和·OH 的清除效果及还原力Fig.6 Scavenging capacity and reducing power of mango kernel polyphenols on DPPH·、ABTS+·,superoxide anion and hydroxyl radicals
表8 芒果核多酚抗氧化活性Table 8 Antioxidant activities of mango kernel polyphenols
DPPH·具有较活泼的化学性质,极易形成自由基。在反应体系中对DPPH·的清除率越高,表明物质的抗氧化能力越强[28]。由图6(a)可知,两种方法所得的芒果核仁多酚对DPPH·的清除能力均较强,当质量浓度仅为40 μg/mL 时,二者对DPPH·的清除率均已达80%以上,且随着质量浓度的增加而逐渐增加;根据IC50值可以看出,不同样品对DPPH·的清除能力由高到低依次为VC>超声辅助提取法所得芒果核仁多酚>热回流提取法所得芒果核仁多酚。
由图6(b)可知,超声辅助提取法和热回流提取法所得芒果核仁多酚对ABTS+·的清除能力均较强,且清除率随着质量浓度的增加而增大,在浓度为200 μg/mL~600 μg/mL 时,二者对 ABTS+·的清除能力增强显著,且超声辅助法所得芒果核多酚对ABTS+·的清除能力大于热回流提取法。当质量浓度超过600 μg/mL 后,二者对ABTS+·的清除能力差异不显著;根据IC50值可知,不同样品对ABTS+·清除能力的关系为VC>超声辅助提取法所得芒果核仁多酚>热回流提取法所得芒果核仁多酚。
由图6(c)可知,超声辅助提取法所得芒果核仁多酚对O2-·的清除能力均强于同浓度热回流提取法所得芒果核仁多酚,且清除率随着质量浓度的增加呈上升趋势,但均低于同浓度的VC;根据IC50值可以看出,不同样品对O2-·的清除能力由高到低依次为VC>超声辅助提取法所得芒果核仁多酚>热回流提取法所得芒果核仁多酚。
由图6(d)可知,各浓度超声辅助提取法所得芒果核仁多酚对·OH 的清除能力与热回流提取法差异不显著,且均低于同浓度的VC;根据IC50值可知,不同样品对·OH 清除能力的关系为VC>超声辅助提取法所得芒果核仁多酚>热回流提取法所得芒果核仁多酚。此外,超声辅助提取法和热回流提取法所得芒果核仁多酚均具有较强的还原力(图6e),当质量浓度为200 μg/mL~400 μg/mL 时,热回流提取法所得芒果核仁多酚的还原力大于超声辅助提取法,当浓度超过400 μg/mL 后,二者还原力差异不显著,但均高于同浓度的VC溶液。
虽为相同质量浓度的芒果核仁多酚,但抗氧化活性却不同,说明提取方法对芒果核仁多酚活性具有一定的影响,这与李新原等[29]和叶新红[30]的研究结果相似,造成这种现象的原因可能是由于不同的提取条件影响了多酚抗氧化官能团与其他分子的结合,从而导致抗氧化活性的差异[29]。上述抗氧化活性分析试验结果表明,超声辅助提取法比热回流提取法更有利于保留芒果核仁多酚的抗氧化活性。
3 结论
本研究以多酚提取得率为指标,在单因素试验的基础上,采用响应面法分别优选了超声辅助提取法和热回流提取法提取芒果核仁多酚的工艺参数,通过对比发现,超声辅助提取法优于热回流提取法,其最佳提取工艺为:超声时间30 min,超声功率200 W,超声温度 79 ℃,液料比 38 ∶1(mL/g),在此条件下,芒果核仁多酚提取得率为11.62%。通过对比超声辅助提取法和热回流提取法所得芒果核仁多酚的体外抗氧化活性发现,超声辅助提取法所得芒果核仁多酚具有较强的抗氧化活性,其对 DPPH·、ABTS+·、O2-·和·OH 的清除能力均强于热回流提取法,说明超声辅助提取法对芒果核仁多酚的抗氧化活性损失较少。此外,超声辅助提取法所需时间短、能耗低、溶剂消耗量少、提取得率高,有望成为高品质芒果核仁多酚的制备方法,但有关芒果核仁多酚抗氧化及其他生物活性和构效关系有待深入研究。