紫叶李树叶中多酚物质提取工艺研究

2020-06-23朱妞孙永军

中国果菜 2020年5期

朱妞，孙永军

（1.西安医学院，陕西西安 710021；2.好当家集团有限公司，山东威海 264305）

紫叶李（Pranus cerasifera）又叫红叶李，是著名的观叶树种，属于蔷薇科李属植物，为一种落叶小乔木，高达8 m 左右，树叶常年呈现紫红色，与李子果实非常相似，因此具有较高的观赏价值，在我国华北及以南地区广泛种植。紫叶李耐旱能力强，喜水湿和酸性土壤，适应性好，根系不发达，有较强的萌生能力[1]。紫叶李作为景观植物，在我国城市绿化中占据一定比例，是一些大学校园的观赏树木[2-4]。紫叶李资源丰富，树叶为紫红色，叶大而厚，且含有一定的活性成分多酚物质[5-7]。多酚类物质是植物资源中广泛存在的一类活性物质，其结构中含有多羟基活性基团，具有很强的生理活性，在抗肿瘤、抑菌、预防心血管疾病等方面都体现出积极的作用。多酚类物质对人体健康是有利的，膳食中的多酚物质可以减缓高脂、高糖食物对人体的不利影响，对于延缓衰老、清除人体自由基具有重要意义[7-9]。因此，从自然界植物资源中提取植物内次生代谢产物多酚物质具有较大的研究价值和意义。

目前，与紫叶李相关的研究主要集中在栽培管理、育种等领域[8-9]，关注更多的是其观赏价值，而针对紫叶李树叶的活性成分研究非常少。鉴于此，本试验利用丰富的植物资源紫叶李树叶，采用有机溶剂提取法提取其中的活性成分多酚物质，以期提高紫叶李植物资源的综合利用价值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

紫叶李树叶采摘于西安医学院校园内。

无水碳酸钠、没食子酸、无水乙醇，陕西佰瑞生物化工有限责任公司；福林酚试剂，上海鼎瑞化工有限公司；试验用试剂均为分析纯。试验用水为蒸馏水。

1.2 仪器与设备

DHG-903385-3 型电热恒温鼓风干燥箱，上海徐吉电气有限公司；LK-100B 型小型高速粉碎机，潍坊精华粉体有限公司；FA2104 电子天平、水浴锅，陕西环宇仪器设备有限公司；紫外分光光度计，上海光谱仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 多酚提取工艺流程

将从紫叶李树上采摘的新鲜树叶清洗干净后置于80 ℃烘箱烘干12 h，用粉碎机粉碎后过40 目筛备用。称取一定量的紫叶李树叶粉末，加入有机溶剂进行提取，醇沉后离心分离得到沉淀物，干燥所得为多酚粗品产品[10]。

1.3.2 多酚含量测定

采用Folin-酚法测定多酚含量。配制0.01 mg/mL 的没食子酸溶液100 mL 于容量瓶中，分别取0、5、10、15、20、25 mL 没食子酸溶液至100 mL 容量瓶中，加蒸馏水定容。分别取配制好的不同浓度标准溶液0.4 mL，加入相同体积量的Folin-Ciocalteu 试剂，振摇2～3 min，使其充分混匀，完成反应后加入4 mL NaCO3溶液，摇匀，静置1 h 充分显色。以蒸馏水为参照，测定溶液在750 nm 下的吸光度，绘制吸光度随质量浓度变化的标准曲线。

1.4 单因素试验

采用单因素试验考察提取温度、提取溶剂乙醇的浓度、提取时间和料液比对紫叶李树叶中多酚含量的影响。提取温度设置为30、40、50、60、70、80 ℃，提取溶剂乙醇浓度设置为30%、40%、50%、60%、70%、80%，提取时间设置为30、60、90、120、150、180 min，料液比设置为1:10、1:15、1:20、1:25、1:35（g/mL，下同），分别进行单因素试验。

1.5 正交试验

在单因素试验的基础上，设计提取时间、乙醇浓度、温度和料液比四因素三水平正交试验，以多酚含量为指标，进一步研究紫叶李树叶中多酚的最佳提取工艺，试验设计见表1。

2 结果与分析

2.1 Folin-酚法测多酚含量标准曲线

以蒸馏水为参照，测定溶液在750 nm 下的吸光度值，绘制吸光度随质量浓度变化的标准曲线。得到的标准曲线方程为y＝0.000 78x-0.002 1（R2＝0.999 4）。

2.2 单因素试验

2.2.1 提取温度对多酚含量的影响

图1 显示了提取温度对紫叶李树叶多酚含量的影响。由图1 可以看出，随着提取温度的不断升高，紫叶李树叶原料处理后多酚含量一直升高；当提取温度达到60 ℃时，多酚含量达到最大值7.0 mg/g，随后略有下降[11]。可见，温度升高可加速溶液的扩散，同时也能增加多酚物质的溶解度，从而提高提取率。温度达到一定值后，提取率基本稳定，温度过高可能会加速多酚的水解，降低提取率[12]。因此，提取温度选择60 ℃。

2.2.2 提取溶剂浓度对多酚含量的影响

图2 显示了乙醇浓度对紫叶李树叶多酚含量的影响。由图2 可以看出，紫叶李树叶多酚含量随提取溶剂乙醇浓度的增加而不断增加，当增加至60%后，多酚含量总体变化不大。分析原因主要是由于乙醇溶剂体系的介入会破坏紫叶李树叶中多酚与多糖、蛋白质大分子物质的结合作用力[13]，使多酚游离出来，提高了提取率。溶剂的量达到一定程度后，极性溶剂与多酚物质的差异性更加明显，反而不利于提取率的提升。因此，乙醇浓度选择60%。

2.2.3 提取时间对多酚含量的影响

图3 显示了提取时间对紫叶李树叶多酚含量的影响。由图可知，提取时间在30～60 min 时，紫叶李树叶中多酚含量的上升幅度较大，随后多酚含量不断降低，且降幅增大。主要可能是由于多酚自身的不稳定性，长时间受热会加速其分解和氧化，从而导致提取率下降[14]。因此，提取时间选择60 min。

2.2.4 料液比对多酚含量的影响

图4 显示了料液比对紫叶李树叶多酚含量的影响。由图4 可以看出，溶剂的用量增加，紫叶李树叶中的多酚含量呈上升趋势。当料液比达到1:20 时，溶剂量和紫叶李树叶基本达到饱和，多酚含量增加缓慢。且过多的溶剂用量增加了成本和去除难度，延长了浓缩时间，造成多酚的氧化损失，降低了多酚含量。因此，料液比选择1:20。

2.3 紫叶李树叶中多酚提取的正交试验结果

在考察提取时间、提取溶剂浓度、温度和料液比等单因素影响的基础上，采用正交试验进一步研究紫叶李树叶中多酚的最佳提取工艺。每组平行测定3 次，计算平均值，结果见表2。

表2 正交试验结果Table 2 Results of orthogonal test

通过正交试验数据分析得出，极差分析显示紫叶李树叶多酚提取时，对多酚含量影响大小顺序依次为B＞A＞D＞C，即提取时间的影响最大，乙醇浓度次之，提取温度影响最小；最佳工艺条件为A2B3C2D2，即乙醇浓度60%，提取时间75 min，提取温度60 ℃，料液比1:20。对得到的最佳条件进行验证平行试验，测3 次多酚含量，平均值为8.12 mg/g，相对标准差为0.65%，与表2 各组试验数据相比，具有明显的优势。综合比较可以得出，该提取工艺提取效果好，多酚含量高，方法的重现性好，操作稳定。