燕麦中多酚类物质提取条件的研究1.doc

- 1 - 燕麦中多酚类物质提取条件的研究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17(g/mL)。 关键词：燕麦；多酚；提取 A STUDY ON THE EXTRACTION OF POLYPHENOLS IN OAT YU Zhi-bin MA Yu-qing CHI-jian TIAN Yi-ling (College of Food Science， Agricultural University of Hebei， Baoding 071001， China) Abstract: A new extracting technique for polyphenol from oat was conducted using oat as raw material. The content of polyphenol in oat had been measured by tartrate-Fe method. To optimize the conditions for the extraction of polyphenols from oat, extraction was studied by single factor experiment. Thus, the feasible conditions for extraction of oat polyphenol were determined to be methanol concentration 85% at 80for 15m and the ratio of solid to liquid as 17. This study provided a good-way for the exploitation and using of the by product of the oat. Key words: Oat; Polyphenol; Extraction process 酚类化合物广泛存在于植物食品中，植物多酚(Plant Polyphenol)又名植物单宁(Vegetable Tannin)，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 5.0 g/L 没食子酸原液。分 别移取 5.0 g/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、500 mg/L 工作曲线标准液。各吸取 1ml 试液于 25ml 容量瓶中，加蒸馏水 4 ml 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 - 2 - 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） 表 1 燕麦多酚提取因素水平表 L9(34) Table 4 Factors and values of exploitation of polyphenol in oat L9(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 ABCD因素水平 甲醇浓度（%）提取温度（）提取时间（min）料液比（g/mL） 185751513 290802015 395852517 图1 提取溶剂对吸光度的影响 Fig.1 Effects of extraction solvent on absorbency 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 甲醇乙醇丙醇丙酮四氢呋喃 提取溶剂 Extraction solvent 吸光度 Absorbency 图2 甲醇体积分数对提取液吸光度的影响 Fig2 Effect of methanol volume fraction on absorbency 0 0.2 0.4 0.6 0.8 60708090100 体积分数 Volume fraction/% 吸光度 Absorbency 图3 提取温度对燕麦多酚含量的影响 Fig.3 Effects of extraction temperature on polyphenol content 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 4060708090100 提取温度Extraction temperatrue/度 吸光度 Absorbency - 3 - 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，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17（g/mL） 。 表 2 L9(34)正交试验极差分析 Table 2 The experiment results of ultramicro L9(34) and differential analysis 甲醇浓度 （%） 提取温度（）提取时间（min）料液比 （g/mL） 吸光度 111110.867 212220.917 313330.650 421230.900 522310.667 623120.750 731320.700 图5 料液比对提取液吸光度的影响 Fig.5 Effects of solid-liquid ratio on absorbency 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 1/201/151/101/5 料液比（W/V）Solid-liquid ratio 吸光度Absorbency 图4 提取时间对燕麦多酚含量的影响 Fig.4 Effect of extraction time on polyphenol content 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 10203040 提取时间 Extraction time/min 吸光度 Absorbency - 4 - 832130.950 933210.567 T10.8110.8220.8560.700 T20.7720.8450.7950.789 T30.7390.6560.6720.833 R0.0390.1890.1830.133 3 结论 通过实验，可以看出：