苹果渣中多酚类物质的提取和应用研究进展

［ 14 ］ 倍以上 。 313 络合金属离 子 作用
响因素的影响次 序 做 了 研究， 结 果 表 明: 溶剂 选 择 > 温度 > 料液比 > 浓 度。 并 确 定 了 苹 果 多 酚 的 最 佳 提 取工 艺 为: 乙 醇 浓 度 60% ， 提 取 时间 为 120min ， 温度 ［ 19 ］ 为 60℃ ， 料液比 1∶6 ， 提取一次 。
苹果 在中国 已 有 2000 多 年的 栽 培 史。 我 国是 苹 果种 植 面积 和 世界最大的 苹 果 生产国和 消 费 国， 产量均占世界总量的 40% 以 上。 经 过近 十 年的产 业 调整， 中国已 成为 浓 缩 苹 果 汁 生产和 出 口 的 第 一 大 2008 年我国浓缩苹果汁产量为 1213 万 t， 约占全 国， 球产量的 50% 。中国生产的浓 缩 苹 果 汁 出 口 量 占 全 ［ 1］ 球贸易量 70% 。随着苹果果 汁 加工 业 的 进一 步 发 随之 而 来 必 然 产生 越 来 越 多 的 果 渣。 苹 果 渣 虽 展， 然是苹果果 汁 加工中的 废 料， 但 是含有 丰 富的 营养 物质， 如粗 蛋白、 脂 肪、 粗 纤 维 和 一 些 微 量 元素。 日 本、 新西兰等 国 早 在 上 世 纪 初 就 开 展 了 利 用 苹 果 渣 生产特殊苹果 纤 维 素 的研究 。 我 国对 果 渣 的研究 利用始于 20 世纪 50 年代， 但是一直未取得突破性进 展， 果品加 工 废 料 的 综 合 利 用 远 远 低 于 发 达 国 家。 目前我 国 苹 果 废 渣 的 综 合 利 用 主 要 有 以 下 几 种 途 径: 利用苹果渣做 饲 料; 利 用 苹 果 渣 的 微 生物发 酵 生 如 西 北 农 林 科技 大学 马 艳 萍、 马惠玲 产酒精等产品， 等通过对鲜 苹 果 渣 中 微 生物的发 酵 研究， 确定了苹 ［ 3］ 。 果渣发酵生产 酒 精 的 相 关 参 数 但所利用的苹果 渣仅占总量 的 一 小 部 分， 大多数苹果渣还是作为垃 既 浪 费 资 源， 又 污染 环 境。 因此， 如 何 充分 圾处理， 利 用 果 渣 进行 深 加工 使 之 变 废 为 宝 已 经 成为 了 眼 下
金 属 离 子 是 许多 自 由 基 2+ Fe2 + 在脂质 的过 产生和反应的催化剂。尤其是 Fe ， 氧化反应中起着 至 关 重 Βιβλιοθήκη 的 作用。 多 酚 类物 质所 具
2+ 使 其成为 无活 有的邻苯二 酚 结 构 可 以 与 Fe 络 合， ［ 15 ］ 性的复合物， 进而影响整个氧化反应的进程 。
［ 20 ］
。任 文 霞、 李建科等以乙醇为
溶剂利用超 声 波 辅 助 提 取 苹 果 中 多 酚 类物 质， 并确 立了最佳工艺参数: 在乙醇体 积 分数 为 50% ， 料液质 量体积比为 1g∶20mL， 提 取 温度 为 60℃ ， 超 声 波 功率 为 800W， 提取 时间 为 24min 的条 件下， 苹果多酚的 提取率最大， 其提取率为 380mg / g
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超临界流体萃取
超临界流体萃取技术 是 利 用 萃 取 成 分 在 超 临 界 流体状态 下 的 溶 解 度 变 化， 来 进行 分 离 萃 取 的。 先 在超临界状态下， 将 苹 果 渣 中 多 酚 成 分 萃 取 出 来， 再 ， 进入常温常 压 下 溶 解 在 流 体中的 多 酚 成 分 就 会 很 快析出， 以 此 来 达 到 萃 取 的 目 的。 超 临 界 流 体 萃 取 具有 如 下 优 点: 所得 产物 纯 度高， 有 机 溶剂 用量 少， 安全性好， 污染少， 得率 高， 残留 溶剂可 被 彻 底 清除。 缺点是工艺中必须 确 保 系 统 处 于 超 临 界 状 态 下 才 能 有好的 萃 取 分 离 效 果， 对 设 备 要 求 很 高， 成本也较 高， 实现工业化生产难度较大。魏福祥用超临 界 CO2 技术萃取苹果渣中的多酚物质， 得率达到 01%
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苹果多酚的理化性质
苹果多酚 粉 末 呈 黄 褐 色 或 淡 褐 色， 其 水 溶液 呈
黄褐色， 有 微 弱 的 苦 味 和 涩 味。 多 酚 类物 质 易 溶 于 乙醇、 甲醇、 丙酮等 有 机 溶剂。 苹 果 多 酚 同时 还 具有
［ 8－9 ］ ， 优良的耐热性和 耐 酸 性 在 pH2 ～ 10 、 温度 100℃ 下， 苹果多酚的 分 解 率很 低， 易 于 保存。 TShoji 等 对 苹果多酚提取物 进行了 毒理性 实 验， 结 果 表 明: 诱 变
［ 2］
1
苹果多酚的分类和分布
多酚类物质的化学研究 始 于 18 世 纪 末， 但 是由
于其结构复杂， 性 质活 泼， 并 且 经 常 以性 质 结 构 类 似 的同系混合物的 形 式 存 在， 因此 对 于多 酚 类物 质 的 研究进展比较缓慢。直 到德国 科 学家 Freudenferg 在 1920 年 才 将 多 酚 类物 质 分 为 水 解 单 宁 和 缩 合 单 宁 两 大类。到 20 世纪后 期， 随 着 对 多 酚 类物 质 研究的 深 入， 将多酚类物 质 分 为 黄 烷 －3 － 醇 类、 黄酮醇类化合 物、 羟 基 苯 丙 烯 酸 类、 二 氢 查 耳 酮、 花色素等五大 类
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反应出现
［ 10 ］
。
3
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苹果多酚的生理功能
抗氧化作用
但此法与其 他 方法 相 比 有 提 取 时间 长、 提取率低等 缺点。有机 溶 剂 法 提 取 的 影 响 因 素 主 要 有 溶 剂 种
［ 18 ］ 类、 提取 温 度、 溶 剂 浓 度、 溶 剂 pH、 提取时间等 。 金莹、 孙爱 东等 对 苹 果 多 酚 的有 机 溶剂 提 取 法 各 影
大量的研究 资料 显 示， 多 酚 类物 质 普 遍 具有 较 ， 强的抗氧化 能 力 其 抗氧 化作用 的 机 理 现 在 还 没 有 但是普遍认为有以下几个方面。 具体定论， 311 对 自 由 基 的 清除 人体 老 化引起 的癌 症、 心 血管疾病等， 很 大程 度 上 是由 于 自 由 基 的 作用 造 成 的。在正常 状 态 下， 人体 内 产生 自 由 基 的 量 和 清除 自由基的 量 是 平 衡 的。 但 是 随 着 年 龄 的 增 长， 人体 ， 对自由基的 清除 能 力 逐渐 下 降 过 剩 的 自 由 基 会对 它 们 会和 细胞内 的生物 分 子 发 人体产生很 大 威 胁， 从而改变 了 生物 分 子 的性 质， 有些甚至可以 生反应， 与 DNA 的碱基位置 形 成 共 价 结 合， 诱 导 基 因 发生 突 ［ 11 ］ 变和癌变 。多酚类物质的 结 构 中由 于 苯 环 的 存 在 使羟基部分容易 离 子 化， 是 良 好 的 氢 供 体， 可以与自 由基集合， 且 结 合 后 由 于 苯 环 上 的 共 轭 双键 使 分 子 具有很强的 稳 定 性， 多 酚 类物 质 对 自 由 基 的 清除 作 用， 正是来源于此。戚向阳 等 利 用 D－ 脱 氧 核 糖 法 测 定不同苹果 提 取 物对 · OH 的 清除 作用， 结 果 表 明， ［ 12 ］ 苹果多酚清除·OH 的效果高于茶多酚 。 312 抗脂质过氧 化作用 人体 内细胞 脂 质 中含有 不饱和脂肪 酸， 它 们 在 自 由 基 的 作用下 会发生过 氧 化反应， 脂质过氧 化反应 的 最 终 产物为丙 二 醛， 丙二 醛与大分子 交 联会 形 成 高 聚 物 即 褐 质 素， 褐 质 素难 溶于水， 不 易 被 排 除， 会在 细胞内 沉积， 加 速 细胞 机 ［ 13 ］ 能衰退 。多酚类物质不仅 可 清除 反应起 始阶段 的 自由基， 也可以对 反应 的中 间 产物 进行 还原， 阻碍过 氧化反应的进行， 延 缓 人体 衰老 的 进 程。 Ying Lu 研 究了苹果多 酚 的 抗氧 化 能 力 和 清除 自 由 基 的 能 力。 结果表明， 苹 果 多 酚 清除 自 由 基 的 能 力 是 V C 或 V E 的 2 ～ 3 倍， 苹果多酚的抗过氧化力是 V C 或 V E 的 10
收稿日期: 2010－05－24
* 通讯联系人
作者简介: 王博( 1984－ ) ， 男， 硕士研究生， 研究方向: 食品生物技术。 基金 项 目: 沈 阳 市 大 型 仪 器 共 享 项 目 资 助 ( 4130199 － 1102 － 01083909001 ) 。
实验中高浓 度 苹 果 多 酚 有 轻 微 的 诱 导 突 变效 应; 急 性毒理实验和慢性毒理 实 验 均 无病 理学 异 常 和 不 良
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超声波辅助萃取法
超声波辅助萃取 的 原 理是 利 用 超 声 波 辐射 产生
强 烈 的 空 化 效 应、 扰 动 效 应、 机 械 振 动 等 多 种 作用， 增加物 质 分 子 运 动 的 频 率 和 速 度 以 及 溶 剂 的 穿 透 力， 从而 加 速 目 标 成 分 进 入溶液。 栾晏 等 比 较 了 超 声波辅助提 取 和有 机 溶剂 提 取， 发 现 在 相 同 条 件下 超声波辅助 提 取 与 有 机 溶剂 直接 提 取相 比， 提 高了 提取效率， 节约溶剂
［ 4］
。总 体 上 来 说 ， 多酚类物质是带有一个或多个 羟 苹果多酚的组分分 布、 含 量 与 苹 果 的品 种、 种植 ［ 5－6 ］ 。 唐 传 核、
基取代基的芳香环。 条件、 成 熟 度 等 表 现 出 较 大的 差异 性
彭志英等对 不同 成 熟 度 的 苹 果 进行了 研究， 发现成 熟苹果的多 酚 类 主要 为 绿 原 酸、 儿茶素和原花青素 等， 而未成熟的苹 果 中 则 含有 较 多 的 二 氢 查 耳 酮、 槲 ［ 7］ 皮酮等化合物 。
［ 21 ］
。
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微波辅助提取法
微波辅助萃取是 利 用 微 波 来 提 高 萃 取效 率 的 一
种新技术。微波在 传 送 过程中 遇 到 不同 的物 料 会 根 据物料性 质 的 不同 而 产生 反 射、 穿 透、 吸 收等 不同 现 象。在快速振动的 微 波电 磁 场 中， 被 辐射 的 极 性物 质 分子吸收电磁 能， 产生大 量 热 能。而 在 微 波 辅 助 提 取 的过程中， 微波会对样品和溶剂同时均匀的加热， 使萃 取物在短时间内从 母 体 进 入 到 溶液 中， 从而缩短了提 ［ 22 ］ 取时间 。王丽、 李化等对乙醇溶剂 的 微 波 辅 助 提 取 的影响因子做了研究， 结果表明乙醇浓度的影响最大， 微波功率的影响次之， 微波时间的影响再次， 料液比的 影响最小。各 因 子 的 最 优 组 合为: 乙 醇 浓 度 70% 、 微 ［ 23 ］ 波功率 30% 、 微波时间 25s， 料液比 1∶5 。