香蕉皮多酚的提取及纯化(1)

香蕉皮多酚的提取、纯化及抗氧化性实验指导老师：王木昂班级：食品工程2007级1班学号：200710513123姓名：刘十望研究的背景及意义研究显示，香蕉皮中不仅含有多种营养成分，如：蛋白质、脂肪、糖以及K、Ca、Mg等，而且含有多种抗氧化活性成分，比如说多酚、多糖、维生素等，因而具有较大的开发和利用价值。多酚是分子中具有多个羟基酚类植物成分的总称，又称植物单宁。植物中多酚的含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素。主要存在于植物体的皮、根、叶、壳和果肉中。目前，从茶叶、药用植物等中提取的植物多酚，已在食品，药品、化妆品工业中得到了广泛的应用；而另一类林副产业的植物多酚，虽然其资源非常丰富，但尚未得到充分利用。目前，国内外对香蕉皮的利用形式主要为饲料或食用菌培养基，产品附加值不高，有关香蕉皮中多酚类物质的提取报道极少。因此，本文对香蕉皮中多酚的提取条件和纯化及其抗氧化性能进行了一定的研究。一、香蕉皮中多酚的提取1.1工艺流程：3min90ml乙醇为浸提液10min↑↑↑选料→烫漂→切碎→烘干→浸提→减压过滤→滤液→离心→↓↓↓↓市售新鲜60℃下干燥30min滤渣下层液无黑斑香蕉皮上清液→回收乙醇→剩余混合物→烘箱干燥→称量→计算提取率↓↓乙醇60℃下干燥30min1.2.1不同浓度乙醇对香蕉皮中多酚提取率的影响由图一可见，在乙醇浓度小于70%时，香蕉皮中多酚的提取率随乙醇浓度的增加而增加。其中，乙醇浓度在40%到70%之间，提取率增加最迅速。当乙醇浓度大于70%后，多酚的提取率增长速度缓慢，在乙醇浓度达到80%就达到最大，提取率为1.40%。香蕉皮中还含有果胶，而高浓度的乙醇可以除去部分果胶，有利于纯化的操作。故选用乙醇浓度选80%较好。1.2单因素实验在80℃，料液比为1:3条件下用不同浓度的乙醇浸提2h。所得结果如下：图一：不同浓度乙醇对香蕉皮中多酚提取率的影响1.2.2浸提时间对香蕉皮中多酚提取率的影响由图二可见，香蕉皮多酚的提取率随着时间的增加逐渐增加，但当2h后，提取率增长的速度变缓，到3h时，仅仅增加0.02%。故浸提时间选择2小时为宜。而且，越到后面，其他成分的溶出也会较多，影响纯化，故浸提时间选择2h比较合适。在80℃，料液比为1:3条件下，用80%的乙醇浸提不同时间。所得结果如下：图二：浸提时间对香蕉皮中多酚提取率的影响1.2.3不同浸提温度对香蕉皮中多酚提取率的影响有图三可见：浸提温度在40～80℃之间时，香蕉皮中多酚的提取率随温度增加而增加，原因是温度的增加使得香蕉皮中多酚的溶解速度加快。当80℃以后，提取率增加缓慢甚至有所降低。故浸提温度选择80℃较好。用80%的乙醇，料液比为1:3条件下在不同温度下浸提2h。所得结果如下：图三：不同浸提温度对香蕉皮中多酚提取率的影响1.2.4不同浸提次数对香蕉皮中多酚提取率的影响由图四可见，随着浸提次数的增加，多酚的提取率也在增加。当浸提次数在3次后，提取率增加趋于平缓，而且还有其他物质的溶出，使纯化的难度增加。故浸提次数选3次为最好。在得到最佳乙醇浓度，提取温度和提取时间后，我们来讨论下在最佳的乙醇浓度，提取温度，提取时间及料液比为1:3条件下，不同提取次数对香蕉皮多酚的提取率的影响。图四：不同浸提次数对香蕉皮中多酚提取率的影响表1-1L9(34)正交试验因素水平表表1-2L9(34)正交试验结果分析表由表1-2分析可知，影响浸提效果的主次因素为ADBC,即乙醇浓度、浸提次数、温度、时间，得到香蕉皮多酚的最佳提取方案为A3B2C2D3。因此，能够确定最佳浸提条件为：乙醇浓度为80％，浸提次数为2次，温度为80℃，时间为3h。因为本最佳方案在正交试验表中没有这一组方案。因此，本试验做了一组平行试验（详见表2-4）来探讨最佳提取方案的多酚的提取率是否的确比其他任何方案都高。从得到的结果(平均值为1.476%）可以看出，此方案确实高于其他方案。故确定最佳浸提条件为：乙醇浓度为80％，浸提次数为2次，温度为80℃，时间为3h。水平乙醇浓度（A）(%,V/V)温度（B）（℃）时间（C）（h)浸提次数（D）123607080708090123123实验号ABCD多酚得率/%111111.06212221.26313331.25421231.31522311.33623121.37731321.46832131.43933211.36K13.573.833.863.75K24.014.023.934.09K34.253.984.043.99K11.1901.2771.2871.250K21.3371.3401.3101.363K31.4171.3271.3471.330R0.2270.0630.0600.1131.3正交实验设计正交试验方差分析因素偏差平方和自由度F比F临界值显著性乙醇浓度0.07922.8473.110温度0.00720.2523.110时间0.00520.1803.110浸提次数0.02020.7213.110误差0.118最佳方案下三次平行试验的得率/%1.471.481.48得出平均值为：1.476%由上表的方差分析可知，FA=2.903，FB=0.194，FC=0．161，FD=0.742，在水平0．1下，因素A对浸提效果的影响呈显著性。而在水平0.05下，A、B、C、D四个因素对浸提效果的影响均不显著。表2-4最佳提取方案得率的探讨利用多酚类物质所特有的羟基基团与显色剂作用呈现所特有的颜色，以验证其性质。多酚类物质与盐酸-香草醛溶液作用呈现粉红色。操作步骤：第一步，配制10%盐酸-香草醛溶液；第二步，取适量粗品于滴定板上；第三步，用滴管取盐酸-香草醛溶液滴在粗品上；观察颜色；第四步，试验结果，颜色呈粉红色。结果：香蕉皮提取液中的成分含有多酚。1.4.1与盐酸-香草醛溶液显色1.4香蕉皮多酚提取物的定性第二章香蕉皮中多酚的提取以吸光度为纵坐标，没食子酸标准溶液浓度为横坐标，绘制标准曲线，如图所示。用最小二乘法进行线性回归分析得标准回归方程为:Y=0.0465X+0.0537式中：Y—吸光度(A)；x—标准溶液浓度，mg/L。r为O.9993，在1mg/L～10mg/L浓度范围内具有良好的线性相关性。代入吸光度得出提取液中多酚提取率=10.43%1.5香蕉皮提取物中多酚含量的测定图五标准曲线图表2-1不同溶剂对香蕉皮中多酚纯化的结果从表3-1可以看出，用正丁醇萃取物的多酚的含量较低为19.63％，只比粗提物中多酚含量(10.43％)稍有提高，纯化效果不是很好。用乙酸乙酯萃取的多酚的含量较高，达到36.86％，比用正丁醇萃取效果提高了近2倍，纯化效果较明显。二香蕉皮中多酚的纯化2.1工艺流程：300ml萃取液萃取1h在60℃下干燥30min↑↑配料→萃取→静置分层→有机层→浓缩干燥→测定多酚含量溶剂多酚含量(%)乙酸乙酯36.86正丁醇19.63三香蕉皮多酚纯化物抗氧化性能的研究图八三种抗氧化剂对猪油的抗氧化作用：图七空白对照中猪油的过氧化值：3.1工艺流程配料（80g猪油分四等分，抗氧化剂浓度均为0.02mg/ml，按油重0.02%加入）→混合均匀→恒温培养（60±1℃）→定期搅拌（12h搅拌一次）→定期测定过氧化值（5d测一次）由图七可以看出，香蕉皮中多酚对于猪油的清除效果较比苹果皮多酚和BHT的清除效果较差（当第20天的时候，香蕉皮多酚对猪油的抗氧化作用对应的过氧化值为76.65，苹果皮多酚为67.68，而BHT则为56.58，而空白对照中测得的过氧化值为336.86，故可以看出，香蕉皮多酚的抗氧化能力还是不错的。结论经过对香蕉皮中多酚提取的不同提取因素（浸提溶剂-乙醇，浸提温度，浸提时间及浸提次数）的研究，得出了最佳提取条件，即乙醇浓度为80%，浸提温度为80℃，浸提时间为3h，浸提次数为2次。在香蕉皮多酚的纯化过程中，以萃取的方式推乙酸乙酯得到的多酚含量较高。从对猪油稳定性的影响探讨可以看出，香蕉皮多酚的抗氧化能力虽不如BHT及苹果多酚，但却还是不错的，而且香蕉皮几乎占香蕉总重量的一半，具有非常丰富的资源，同时不像苹果皮那样可以被人们食用，因此具有非常有意义的研究价值。在本论文的撰写过程中，我的导师魏决老师倾注了大量的心血，从试验设计选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出试验中的具体问题，严格把关，循循善诱，精益求精。特别是在实验中，王老师不仅仅教会我怎么去做实验，更多的则是教会了我如何在遇到问题的时候去解决问题，并通过多种方式去解决问题。她让我学到了迎难而上，追求真理的精神。这篇论文的每个实验细节和每个数据，都离不开亦师亦友的魏老师的细心并耐心的指导，在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。没有你们的帮助，我的毕业论文是无法顺利完成的，在此谨向所有支持和帮助我的老师和同学们再次致以最诚挚的谢意。