青楷槭茎皮乙醇提取工艺优化和抗氧化性研究_熊思瑞.pdf

食品工业 2023 年第44卷第 4 期 122 工艺技术青楷槭茎皮乙醇提取工艺优化和抗氧化性研究熊思瑞，金铁岩*延边大学农学院（延吉 133002）摘要为优化青楷槭茎皮乙醇提取的工艺条件并研究其抗氧化能力、进一步分离青楷槭茎皮生物活性成分、丰富槭树科的利用价值,利用正交试验对青楷槭茎皮乙醇提取条件进行优化,并通过测定最优条件提取物的DPPH、ABTS+两种自由基的清除率以评价青楷槭茎皮醇提物的抗氧化作用。结果表明,青楷槭茎皮乙醇提取物最优提取条件为料液比110(g/mL)、乙醇体积分数60%、浸泡时间6 h,在最优条件下青楷槭茎皮醇提物的总酚含量为577.8 g/mg,并且当青楷槭茎皮醇提物浓度达到500 g/mL时,DPPH清除率为89.26%,ABTS+清除率为92.98%。通过与BHA对比发现,其抗氧化作用随浓度升高而增强,呈现出剂量效应关系,表明青楷槭茎皮醇提物具有良好抗氧化能力。关键词青楷槭;工艺优化;抗氧化作用Study on Ethanol Extraction Process Optimization and Antioxidant Activity of Stem Peel of Acer tegmeutosum Maxim XIONG Sirui,JIN Tieyan*College of Agriculture,Yanbian University(Yanji 133002)Abstract In order to optimize the extraction process of ethanol from stem peel of Acer cymbium and study its antioxidant capacity,to further isolate the biological active components from the stem bark of Acer cydendrum,and to enrich the utilization value of Aceraceae,orthogonal experiment was used to optimize the ethanol extraction conditions of Acer cydendrum stem peel,and the antioxidant activity of the ethanol extract from Acer cydendrum stem peel was evaluated by measuring the scavenging rates of DPPH and ABTS+of the optimal extract.The results showed that the optimal extraction conditions were solid-liquid ratio of 110(g/mL),ethanol concentration of 60%and soaking time of 6 h.Under the optimal conditions,the total phenolic content of the ethanol extract was 577.8 g/mg.When the ethanol concentration reached 500 g/mL,the DPPH scavenging rate was 89.26%,and the ABTS+scavenging rate was 92.98%.Compared with BHA,the antioxidant activity increased with increasing concentration,showing a dose-effect relationship,indicating that the ethanol extracts from stem bark of Acer cydendrum had good antioxidant capacity.Keywords Acer tegmeutosum Maxim;process optimization;antioxidant effect*通信作者青楷槭（Acer tegmeutosum Maxim）属槭树科、落叶乔木，普遍高度在1015 m之间，树皮颜色偏灰，摸上去略微平滑，有少许黑色裂纹1。青楷槭又名青楷子或辽东槭，主要产于中国长白山和俄罗斯远东地区，是长白山地区特有植物，且资源丰富2。目前，已从青楷槭中分离多种生物活性成分，如多酚、红景天、木质素等。朝鲜、日本等地民间药方中将青楷槭视为可以防治眼部疾患和肝病的秘方良药3。在国内，人们通过泡水或食用青楷槭茎皮和幼叶来保肝、解酒、抗菌消炎、化毒等。而且，青楷槭还有抗血管增生、抗肿瘤和阻止脂肪生成等药理作用4。常用的植物生物活性物质提取方法包括传统水蒸气蒸馏提取法和有机溶剂提取法5。水蒸气蒸馏法6提取植物生物活性物质杂质较多，如无机盐、蛋白质、糖等，且当水浴温度过高时破坏生物活性成分的程度还有待进一步研究。有机溶剂提取法7操作简单，生物活性物质的损失减少，提取率高、溶剂用量少，省时省力，不足之处是容易造成溶剂的残留。青楷槭主要化学成分为多酚类物质，乙醇可以很好地溶解多酚类物质。为避免溶剂残留的现象，试验在样品旋转蒸发后进行真空冷冻干燥处理。植物多酚又称植物单宁，其具有比较强的抗菌活性和抗氧化能力，具有减轻细胞和组织中存在的氧化损伤的作用，因而可以将其作为一种天然的抗氧化剂应用到不同的领域中8。DPPH是一个稳定的以氮原子为中心的质子供体自由基，其在波长为517 nm处具有最大吸收，在其与抗氧化剂反应时，抗氧化剂中的电子与其孤正电子配对，使其在乙醇溶液褪去紫色变为黄色，抗氧化剂的活力强弱9-10表现为其褪色程度。2,2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐与 123 工艺技术 食品工业 2023 年第44卷第 4 期过二硫酸钾反应，生成绿色的ABTS+11，ABTS+消除能力是反映抗氧化剂抗氧化能力的关键指标。为进一步分离青楷槭茎皮生物活性成分，丰富槭树科的利用价值，现探究其醇提物最优提取条件并测定其抗氧化性，为合理利用青楷槭资源提供理论支持。试验以过孔径0.250 mm筛的青楷槭茎皮为原料，经乙醇浸泡、旋转蒸发的方式提取酚类物质，福林-酚法计算总酚含量，利用正交试验对青楷槭茎皮乙醇提取条件进行优化，在单因素试验基础上，选择料液比、乙醇体积分数及浸泡时间为自变量，以青楷槭茎皮醇提物总酚含量为因变量，采用三因素三水平分析法优化青楷槭茎皮提取条件，并通过测定最优条件提取物的DPPH、ABTS+两种自由基的清除率来评价青楷槭茎皮醇提物的抗氧化作用。BHA拥有较高的抗氧化能力，是一种优秀的抗氧化剂。通过将青楷槭茎皮醇提物的各项测定数据与BHA的各项数据进行比较，则可以较为直观地体现出其醇提物的抗氧化能力。文章旨在增加青楷槭的综合利用，为青楷槭茎皮深加工技术的发展提供一定的理论基础。1材料与方法1.1材料与仪器1.1.1材料与试剂青楷槭茎皮（延吉市西市场）；福林试剂（上海源叶生物科技有限公司）；DPPH、ABTS、BHA（上海源叶生物科技有限公司）；无水乙醇、没食子酸、碳酸钠、过硫酸钾（天津市科密欧化学试剂有限公司）；无水乙醇、过硫酸钾、碳酸钠均为分析纯。1.1.2仪器与设备ME204E型分析天平（梅特勒-托利多）；LT2002TS型电子天平（常熟市天量仪器有限责任公司）；DK-8D型电热恒温水浴锅（无锡沃信仪器有限公司）；SY2000型旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）；SHZ-D（III）型真空抽滤机（上海力辰邦西仪器科技有限公司）；FD-IC-50型真空冷冻干燥（北京博医试验仪器有限公司）；UV-1800型紫外可见分光光度计（上海美谱达仪器有限公司）；1400032S型电热鼓风干燥箱（上海恒科仪器有限公司）。1.1.3溶液的配制DPPH溶液的配制：参考胡潇文12的方法，准确称取0.025 6 g DPPH粉末，用无水乙醇充分溶解后转移入100 mL棕色容量瓶，定容后成功制得浓度为6.4910-4 mol/L的DPPH储备液，低温贮藏。使用时用无水乙醇稀释10倍。ABTS储备液：参考李亚会等13的方法，将2.6 mmol/L过硫酸钾溶液与7.4 mmol/LABTS溶液等体积混合，避光冷藏24 h后使用，现用现稀释，稀释液吸光度为0.700.020。1.2试验方法1.2.1工艺流程青楷槭茎皮粉碎过筛乙醇浸提抽滤旋蒸真空冷冻干燥单因素试验测定总酚含量正交试验优化青楷槭茎皮醇提条件抗氧化测定1.2.2青楷槭茎皮乙醇提取物的制备将青楷槭茎皮粉碎，过孔径0.250 mm筛，取50 g青楷槭茎皮粉末按不同料液比、乙醇体积分数、浸泡时间进行提取，将浸泡后的样品经过滤后60 旋转蒸发得到浓缩液。再将浓缩液倒入培养皿中，用保鲜膜密封好以免受到污染，并放入-80 冰箱冷冻24 h后进行冷冻干燥，最终得到青楷槭茎皮乙醇提取物。1.2.3没食子酸标准溶液的绘制采用Folin-Ciocalteu法14进行测定，以没食子酸作为标准品进行定量。标准曲线：准确称取0.1100.001 g一水合没食子酸，用无水乙醇溶解到100 mL容量瓶中，分别吸取0，1.0，2.0，3.0，4.0和5.0 mL上述标准溶液到100 mL的容量瓶中，分别得到质量浓度为0，10，20，30，40和50 g/mL的标准储备液。分别移取1.0 mL没食子酸工作液于10 mL比色管中，分别加5 mL水、1 mL福林酚试剂、3 mL 7.5%Na2CO3溶液，摇匀后避光显色2 h。在765 nm波长下测定其吸光度。以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。1.2.4青楷槭茎皮乙醇提取物总酚含量的测定取1 mL样品稀释液，加入5 mL的蒸馏水，加入1 mL福林试剂和3 mL 7.5%的Na2CO3溶液，避光显色2 h。在765 nm波长下测定其吸光度，利用曲线计算其含量。总酚含量（g/mg）按式（1）计算。总酚含量=（1）VNm式中：为多酚的质量浓度，g/mL；V为溶液总体积，mL；N为稀释倍数；m为醇提物质量，mg。1.2.5单因素试验以总酚浸提含量作为主要测量指标，以乙醇体积分数、料液比、浸泡时间三个因素为影响因素进行单因素试验。1.2.5.1乙醇体积分数对青楷槭茎皮醇提物总酚含量影响准确称取50 g青楷槭茎皮粉末，在料液比110（g/mL）、不同体积分数乙醇溶液（60%，65%，70%，75%和80%）、浸泡时间24 h的条件下进行提取，研究不同乙醇体积分数对青楷槭茎皮总酚浸提量的影响。1.2.5.2料液比对青楷槭茎皮醇提物总酚含量影响准确称取50 g青楷槭茎皮粉末，在乙醇体积分数食品工业 2023 年第44卷第 4 期 124 工艺技术70%、浸泡时间24 h、不同料液比（15，110，115，120，和125 g/mL）的反应条件下对其进行提取，研究不同料液比对青楷槭茎皮总酚浸提量的影响。1.2.5.3浸泡时间对青楷槭茎皮醇提物总酚含量影响准确称取50 g青楷槭茎皮粉末，在乙醇体积分数70%、料液比110（g/mL）、不同浸泡时间（6，12，18和24 h）的反应条件下对其进行提取，研究不同浸泡时间对青楷槭茎皮总酚浸提量的影响。1.2.6正交试验以乙醇体积分数、料液比、浸泡时间为因素，总酚浸提含量为指标，选择三因素三水平正交试验，对其中的工艺参数进行优化和设计。表1因素及水平表水平因素A料液比/(gmL-1)B乙醇体积分数/%C浸泡时间/h11560621 10701231 1580181.2.7抗氧化试验依据正交试验得出的结果，对其设计体外抗氧化试验来测定青楷槭茎皮醇提物的抗氧化性。1.2.7.1青楷槭茎皮乙醇提物对DPPH的清除能力准确吸取0.1 mL不同质量浓度5，10，50和100 g/m