超声波辅助提取莲子多酚的工艺研究

龙文静

（常德职业技术学院，湖南 常德 415000）

莲子，又称莲实、莲米，是水生草本植物莲的成熟种子。根据《本草纲目》记载，莲子有“补心肾、益精血、强筋骨、利耳目”的功效，是我国传统药食两用佳品。莲子不仅含有丰富的碳水化合物、蛋白质等营养素；还含有多酚、多糖、生物碱等非营养素，这些非营养素为植物的次级代谢产物，统称为植物化合物，现代医学研究表明，莲子的药用价值与其中的植物化合物相关联。莲子多酚是莲子中含量较高的一类植物化合物，它具有抗氧化、抑制微生物等功效。

超声波提取技术是利用声波产生的空化、振动效应辅助溶剂提取植物中功效成分的新型方法。超声波有较强的穿透力，具有一定方向性，释放能量集中，可击碎植物细胞壁，破坏细胞膜，使溶剂渗透到细胞中，达到植物中有效成分得以释放的目的。利用超声波提取具有时间短，节省溶剂，效率高，对有效成分影响小等特点，在天然产物提取领域中已被广泛应用。王占一等采用超声波辅助溶剂提取技术提取藕节中多酚类物质，并对提取物进行体外抗氧化能力分析研究。任世达等采用响应面法优化了超声波辅助溶剂提取玉米花丝中多酚类成分。而采用超声波辅助溶剂提取莲子中多酚类成分的试验研究，国内外鲜有文献报道。

本文利用超声波辅助溶剂提取莲子中的多酚，通过调整变化溶剂体积分数、料液比、超声波功率、提取时间、提取次数等参数，探索改变上述参数对莲子多酚提取率的影响，从而优化出莲子多酚的最佳生产工艺，以期为进一步开发与利用莲子资源提供参考。

1.实验材料与方法

1.1 试剂材料

1.1.1 原料与试剂

莲子产自湖南省桃源县。莲子在50 ℃下干燥48h后粉碎,过 60目筛,用聚乙烯膜密封袋包装后，置于4℃贮藏。

没食子酸对照品(纯度＞99%),由中国食品药品检定研究院提供;福林酚、碳酸钠、无水乙醇等均为分析纯。

1.1.2 仪器与设备

UV-2550PC紫外可见分光光度计，日本岛津公司；DL-1800B型超声波震荡器，上海五相仪器仪表有限公司；TDL-5 低速台式离心机，上海安亭科学仪器厂；B-26型旋转浓缩蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂。

1.2 试验方法

1.2.1 莲子多酚的提取

称 2.0 g 莲子粉末干品放入 250 mL 锥形瓶中，加入乙醇水溶液，瓶口覆盖保鲜膜加以固定，将锥形瓶放入超声波震荡器处理后，静置 30 min，过滤提取液，离心20 min，留上清液浓缩后，用蒸馏水定容于 25 mL容量瓶，即得待测溶液。

1.2.2 多酚含量的测定

1.2.2.1 标准曲线的绘制

制备浓度为 1 mg / mL 没食子酸对照品溶液，分别移取对照品溶液 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 到 20mL 具塞刻度试管中，用蒸馏水定容至刻度 ，得到浓度为 0、10、20、30、40、50μg/mL 的 标准溶液，分别吸取以上6种不同浓度的标准溶液各0.05mL至于6根试管中，再分别依次加入蒸馏水0.2mL，福林酚试剂0.25 mL，常温、避光放置5 min，加入10% 无水碳酸钠溶液0.25 mL，常温、避光放置1 h，即可采用紫外分光光度计测定待测溶液在波长 765 nm 处的吸光度值。以吸光度值为纵坐标，没食子酸浓度为横坐标，得到标准曲线回归方程y=0.0057x+0.0754，其中 R2= 0.9996。

2.结果与分析

2.1 乙醇体积分数对莲子多酚提取率的影响

在超声波功率400 W，超声时间 20 min的条件下，按料液比 1:20，分别加入体积分数为40%、50%、60%、70%、80%、90%的乙醇和水混合溶液进行浸提试验，结果如图1所示。莲子多酚的提取率会随着乙醇体积分数的增加而相应升高，当乙醇体积分数为80%时，提取率达到峰值，但当乙醇体积分数为90%时，多酚在提取液中含量则呈现下降的趋势。因此，选择80%的乙醇浓度较适宜。

图1 莲子多酚提取率在不同乙醇体积分数下的变化

2.2 超声波功率对莲子多酚提取率的影响

分别在功率为100、200、300、400、500、600W 超声波下处理20 min，按料液比 1:20，加入80%的乙醇水溶液进行提取试验，结果如图2所示。当超声波功率达到400W前，多酚提取率随着功率的升高而增加，而当超波功率为400W时,莲子多酚的提取率达到最高值，继续增加超声波的功率，多酚的提取率反而降低，这是因为超声波产生的空化效应过强，会破坏植物中多酚化合物空间结构，使其降解，从而呈现提取率略微降低的结果。本试验表明，超声功率在400W时，多酚提取率最高。

图2 莲子多酚提取率在不同超声波功率下的变化

2.3 提取时间对莲子多酚提取率的影响

在超声波功率400 W下，按料液比 1:20，加入80%的乙醇水溶液分别提取5、10、15、20、25、30min，结果如图3所示，随着浸提时间逐渐递增，多酚提取率会相应提高，但当超声波处理20min，莲子多酚提取率达到峰值后，继续延长浸提时间，对莲子多酚提取率的增加无推进作用，甚至阻碍了提取率的升高。因此，最佳的提取时间为20min。

图3 莲子多酚提取率在不同超声波时间下的变化

2.4 料液比对莲子多酚提取率的影响

在超声波功率400 W下，分别按料液比1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30，加入80%的乙醇水溶液，处理20 min，结果如图4所示。从图中可以看出，莲子多酚的提取量随着料液比的增加而升高，但当料液比增加到1:20时，则增加变得相当缓慢且趋于平稳。考虑到提取成本等因素，选择料液比1:20作为该提取工艺较适宜的参数。

图4 莲子多酚提取率在不同料液比下的变化

2.5 提取次数对莲子多酚提取率的影响

在超声波功率400 W下，按料液比1:20加入80%的乙醇水溶液，处理20 min，分别提取1、2、3、4、5次，多次浸提的溶液过滤、离心后收集合并上清液待测，如图5所示，莲子多酚的提取率变化趋势起初比较明显，提取次数小于等于3次时，莲子多酚提取率增加的幅度较大，但当提取次数达到4次和5次时，多酚提取率的升高已趋于平稳，考虑到能耗成本会随提取次数的增加而增加，则以提取3次为宜。

图5 莲子多酚提取率在不同提取次数下的变化

2.6 最佳工艺参数分析

通过单因素试验，得出超声波法辅助提取莲子多酚的最优工艺条件为料液比1:20、乙醇体积分数为80%、超声波功率400W、提取时间20min、提取3次，再基于此条件，采用L9(34)正交试验对最优工艺条件作进一步探求。从表1可知，影响莲子多酚提取率的主次因素是A＞D＞B＞C，即乙醇浓度＞超声波功率＞料液比＞提取时间。最终得出最优工艺条件为：料液比1:20、乙醇体积分数为90%、超声波功率400W、提取时间25min、提取3次。在此条件下浸提，莲子的多酚提取率为6.04mg/g。

表1 正交试验结果

3.结论

在常温下采用超声波法辅助溶液提取植物多酚等活性物质，能有效避免热效应引起的活性成分结构变化及损失，大大提高了有效成分的提取率；同时，与煎煮法、回流法等提取技术相比，超声波提取能大大缩短提取时间，从而达到降低能耗、节省成本的目的。