燕麦中多酚类物质提取条件的研究1

-1-燕麦中多酚类物质提取条件的研究于志彬、马玉青、迟建、田益玲※（河北农业大学食品科技学院河北保定071001）摘要：以燕麦为原料，采用酒石酸铁比色法测定多酚含量，研究了燕麦多酚的提取条件。通过试验对影响燕麦中多酚提取效果的各因素进行了研究，结果表明：提取效果最好的试剂为甲醇，燕麦总多酚提取的最佳工艺条件为：甲醇浓度为85%（v/v），提取温度80℃，提取时间15min，料液比1∶7(g/mL)。关键词：燕麦；多酚；提取ASTUDYONTHEEXTRACTIONOFPOLYPHENOLSINOATYUZhi-binMAYu-qingCHI-jianTIANYi-ling(CollegeofFoodScience，AgriculturalUniversityofHebei，Baoding071001，China)Abstract:Anewextractingtechniqueforpolyphenolfromoatwasconductedusingoatasrawmaterial.Thecontentofpolyphenolinoathadbeenmeasuredbytartrate-Femethod.Tooptimizetheconditionsfortheextractionofpolyphenolsfromoat,extractionwasstudiedbysinglefactorexperiment.Thus,thefeasibleconditionsforextractionofoatpolyphenolweredeterminedtobemethanolconcentration85%at80℃for15mandtheratioofsolidtoliquidas1∶7.Thisstudyprovidedagood-wayfortheexploitationandusingofthebyproductoftheoat.Keywords:Oat;Polyphenol;Extractionprocess酚类化合物广泛存在于植物食品中，植物多酚(PlantPolyphenol)又名植物单宁(VegetableTannin)，为植物体内的复杂酚类次生代谢物。国内外研究表明，燕麦中含有多种天然抗氧化物，如各种酚类化合物(包括阿魏酸、香草酸、芥子酸和香豆酸等酚酸的衍生物)、燕麦生物碱、黄酮类、植酸类化合物及甾醇都对人体具有一定的保健作用【1】，多酚可用在保健食品中，通过清除人体内过多的氧自由基而起到强身健体的功效；也可用于普通食品中，作为抗氧化剂延长食品的货架期。【2】本试验对燕麦中多酚提取条件的研究，确定最佳提取工艺条件，以期为燕麦天然抗氧化剂的开发提供理论依据。1材料与方法1.1材料与试剂燕麦（河北康希燕麦食品有限公司）；甲醇、乙醇、丙酮、正己烷、四氢呋喃、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、亚硫酸铁、酒石酸钾钠（天津化学试剂公司）均为分析纯，没食子酸对照品（科翔生物有限公司）。1.2主要仪器UV1100分光光度计：上海天美科学仪器有限公司TGL-18B-C高速台式离心机：上海安亭小型高速中药粉碎机：浙江温岭市铭大药材机械设备有限公司1.3方法1.3.1样品预处理将燕麦米中的坏粒、杂物等挑选后，在中药粉碎机中粉碎后过200目筛。1.3.2标准曲线的绘制准确称取没食子酸0.500g，加蒸馏水溶解并移入100ml容量瓶中，配制成5.0g/L没食子酸原液。分别移取5.0g/L没食子酸原液0、1、2、3、5、10ml，加蒸馏水定容至100ml，分别配制成浓度为0、50、100、150、250、500mg/L工作曲线标准液。各吸取1ml试液于25ml容量瓶中，加蒸馏水4ml和酒石酸亚铁溶液5ml（酒石酸亚铁配制），充分混合，再加pH值7.5磷酸盐缓冲液（缓冲液配制）至刻度，以试剂空白溶液作参比，在波长540nm处测吸光度A。【3】1.3.3正交实验确定最佳提取参数本研究采用正交实验确定燕麦多酚最佳提取参数。正交试验因素水平见表1。作者简介：于志彬（1978.1-），女，汉，本科，讲师，从事食品安全研究。※通讯作者：田益玲（1974.12-），女，汉硕士，副教授，从事粮油深加工及食品添加剂的开发与研究基金项目：河北省科技支撑计划项目-不同品种莜麦营养成分分析比较和深加工研究（课题编号07221015）-2-表1燕麦多酚提取因素水平表L9(34)Table4FactorsandvaluesofexploitationofpolyphenolinoatL9(34)2结果与分析2.1标准曲线的确定利用1.3.2中配制的工作曲线标准液，绘制燕麦多酚类物质的标准曲线，其线性回归方程为Y=0.04+0.1551X（式中X为燕麦多酚浓度，（g/L）；Y为吸光度），回归系数R=0.9994。2.2提取的条件2.2.1溶剂种类的影响根据资料，在对多酚类物质提取中常用的有机溶剂有四氢呋喃（极性参数4.2）、甲醇(极性参数6.6)、乙醇(极性参数5.2)、丙醇(极性参数3.9)和丙酮(极性参数5.4)。本实验将上述有机溶剂分别采用体积分数为50%的对燕麦多酚类物质进行提取，结果如图1所示。由图1可以看出，在相同提取条件下随着有机溶剂极性参数的增加，对燕麦中的多酚类提取率越高。因此，在燕麦多酚提取中选择甲醇为有机提取溶剂。2.2.2甲醇浓度对燕麦多酚提取的影响甲醇作为燕麦最佳有机提取剂，本研究考察了60%、70%、80%和90%的甲醇溶液对燕麦中的多酚进行提取，结果如图2所示。由图2可知，随着甲醇浓度的提高，燕麦多酚的提取量明显增加，但是当甲醇浓度达到90%后起提取增加率明显减缓，考虑到提取成本问题，提取燕麦多酚类物质甲醇的浓度以90%为宜。2.2.3温度对燕麦多酚提取的影响在不同温度下，采用体积分数为90%的甲醇对燕麦中的多酚类物质进行提取，结果见图3。由图3可知，随着提取温度的升高，而当温度达到80℃达到了最高点。燕麦多酚的提取量逐渐增加，这是因为高温可以提高溶质中多酚的扩散速率，分子运动速度加快，键更容易断裂，多酚的渗透、溶解、扩散速度也加快，而酚类物质更容易从原料中浸出【2】；但是当温度继续升高，多酚的氧化速度增加，这样使提取出的多酚类物质被氧化而表现出明显的降低，故选择80℃为浸提温度。2.2.4时间对燕麦多酚提取的影响用体积分数为90%的甲醇、在温度为80℃的条件下对燕麦多酚进行提取，提取时间分别为10、20、30和40min，因素水平ABCD甲醇浓度（%）提取温度（℃）提取时间（min）料液比（g/mL）18575151∶329080201∶539585251∶7图1提取溶剂对吸光度的影响Fig.1Effectsofextractionsolventonabsorbency00.20.40.60.811.21.41.6甲醇乙醇丙醇丙酮四氢呋喃提取溶剂Extractionsolvent吸光度Absorbency图2甲醇体积分数对提取液吸光度的影响Fig2Effectofmethanolvolumefractiononabsorbency00.20.40.60.860708090100体积分数Volumefraction//%吸光度Absorbency图3提取温度对燕麦多酚含量的影响Fig.3Effectsofextractiontemperatureonpolyphenolcontent00.050.10.150.20.250.30.354060708090100提取温度Extractiontemperatrue//度吸光度Absorbency-3-结果如图4所示。由图4可知：提取时间越长，燕麦多酚的提取量越高。但当提取时间增加到20min后，提取量急剧下降。这可能是在一定范围内，延长浸提时间，有利于燕麦中多酚物质的浸出，但若浸提时间过长，可能会引起多酚物质的缩合，或者被空气中的氧气氧化，造成提取量反而降低。【2】所以，选择浸提的时间为20min。2.2.5料液比对燕麦多酚提取的影响用体积分数为90%的甲醇，在80℃条件下水浴20min，对燕麦多酚类物质进行提取，提取的料液比分别是1：5、1：10、1：15和1：20（g/mL）。由图5知，随着料液比的增加，燕麦多酚的提取量呈上升趋势。当料液比1：5的时候，燕麦多酚的提取量最多。因此，1：5为燕麦多酚类物质提取的合适料液比。2.3适宜提取条件的确定燕麦多酚提取量受料液比、提取时间、提取温度和试剂浓度四个因素交叉影响，因此在单因素试验的基础上，采用L9(34)正交设计进行正交试验,结果见表2。从表2中可知，对燕麦中多酚类物质提取，在确定溶剂的情况下，提取温度＞提取时间＞料液比＞甲醇浓度。根据效应曲线图可知燕麦中多酚的最佳提取条件是甲醇浓度85%，提取温度80℃，提取时间15min，料液比1∶7（g/mL）。表2L9(34)正交试验极差分析Table2TheexperimentresultsofultramicroL9(34)anddifferentialanalysis甲醇浓度（%）提取温度（℃）提取时间（min）料液比（g/mL）吸光度111110.867212220.917313330.650421230.900522310.667623120.750731320.700832130.950933210.567T10.8110.8220.8560.700T20.7720.8450.7950.789T30.7390.6560.6720.833R0.0390.1890.1830.133图5料液比对提取液吸光度的影响Fig.5Effectsofsolid-liquidratioonabsorbency00.050.10.150.20.250.30.351/201/151/101/5料液比（W/V）Solid-liquidratio吸光度Absorbency图4提取时间对燕麦多酚含量的影响Fig.4Effectofextractiontimeonpolyphenolcontent00.10.20.30.40.50.60.710203040提取时间Extractiontime//min吸光度Absorbency-4-3结论通过实验，可以看出：燕麦多酚类物质的提取，甲醇的提取量是最大的；燕麦多酚类物质最佳提取条件是甲醇浓度85%（v/v），提取温度80℃，提取时间15min，料液比1∶7(g/mL)。参考文献：[1]修娇,马涛，韩立宏等.燕麦保健功能及其应用，食品科学，2005，Vol.26，增刊:109-111[2]鲁晓翔，赵晨光，连喜军.板栗壳多酚提取条件及其抗氧化性研究，食品研究与开发，2008.3:32-36[3]朱登祥，尉连玲，侯志敏.葡萄籽中多酚类物质提取工艺研究，安徽农业科学，2008，36（17）:7068-7070