苹果果皮中类黄酮的超声波辅助提取及稳定性研究

※工艺技术
食品科学
2011, Vol. 32, No. 16 179
营养物质的极大浪费，充分利用果皮不但可以提高苹果 资源的利用率，还可以为苹果加工产业提供新的出路。
超声波辅助提取是一种利用外力强化提取的新技术[8]， 有助于溶质扩散，可以明显地加速植物体和种子中有机 成分的提取过程，在天然产物提取中显出明显优势[9-10]。 本实验拟采用超声波法提取苹果果皮中的类黄酮，以乙 醇为提取剂，确定类黄酮提取的最佳工艺，并分析光 照、温度、p H 值、氧化剂、还原剂及金属离子对苹 果类黄酮提取液稳定性的影响，以期为对苹果果皮综合 开发利用提供依据。
the stability of apple peel flavonoids.
Key words：apple peel；flavonoids；ultrasonic-assisted extraction；stability
中图分类号：TS202.1
文献标识码：A
文章编号：1002-6630(2011)16-0178-04
采用 1.2.1 节方法测定不同 pH 值、温度、光照、 N a C l 、蔗糖、金属离子、氧化剂、还原剂条件下苹 果类黄酮吸光度变化，观察测定各因素对类黄酮化合物 的稳定性影响。
２ 结果与分析
2.1 苹果果皮中类黄酮超声波辅助提取最佳条件的确定
表 １ 苹果果皮中类黄酮超声波辅助提取正交试验设计及结果 Ｔａｂｌｅ １ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ａｒｒａｙ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ－ａｓｓｉｓｔｅｄ
收稿日期：2010-11-09 基金项目：国家现代农业(苹果)产业技术体系项目(CARS-28-01-07)；山东良种产业化工程项目 作者简介：王英(1984 —)，女，硕士研究生，研究方向为果树育种与生物技术。E-mail：ying841063@163.com * 通信作者：戴洪义(19 56 —)，男，教授，硕士，研究方向为果树育种。E-mai l：hy dai @qau.edu. cn
分别于 1、2、7h 后取出，冷却后观察溶液颜色的变化 并测定吸光度。由图 1 可知，在 40℃以下苹果皮中类 黄酮类化合物比较稳定，40℃以上吸光度明显增大，且
apple peel have weak tolerance to high temperature as well as strong acid and alkali. Although VC, Zn2+, Al3+, and K+ exhibit less
effect on the stability of apple peel flavonoids, H2O2, Na2SO3, NaNO2, Mg2+, Ca2+, Pb2+, Cu2+ and Fe3+ have obvious impact on
1.2.3 正交试验设计 选择乙醇溶液作为苹果果皮的有机溶剂提取液。通
过单因素试验测定，采用 L9(34)正交试验组合表，对提
取温度( 5 0 、6 0 、7 0 ℃) 、乙醇体积分数( 5 0 % 、6 0 % 、 70%)、料液比(1:15、1:20、1:25)和提取时间(20、30、 40min)各因素进行正交试验，研究各因素对苹果果皮类 黄酮提取率的影响。 1.2.4 类黄酮的稳定性测定
按正交试验结果确定的最佳工艺，重复提取苹果 果皮 3 次，经提取计算和含量测定结果表明该工艺重现 性好，达到了优化的目的，结果为类黄酮平均提取率 27.56mg/g，相对标准偏差 0.55%。 2.2 不同因素对苹果果皮中类黄酮稳定性的影响
2.2.1 温度对苹果果皮类黄酮稳定性的影响 将提取液分别在 20 、40 、60 、80 ℃条件下保温，
１ 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器 青岛农业大学培育的苹果杂种品系 95-32(特拉蒙×
嘎啦) 的果实。 乙醇、N a N O 2、A l ( N O 3) 3、N a O H 、H 2O 2、K C l 、
A l C l 3、C a C l 2、F e C l 3、P b ( C H 3C O O ) 2、H C l 、N a O H (上述试剂均为分析纯)；芦丁标准品(纯度＞ 95%) 上海 同田生化技术有限公司。
Ultrasonic-assisted Extraction and Stability of Flavonoids from Apple Peel
WANG Ying，ZHANG Yu-gang，DAI Hong-yi* (College of Landscaping and Horticulture, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China)
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｆｒｏｍ ａｐｐｌｅ ｐｅｅｌ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒ ｅｓｕｌｔｓ
试验 号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 k1 k2 k3 R
A 提取 温度 /℃
1(50) 1 1
2(60) 2 2
3(70) 3 3
25.71 26.69 25.90 0.98
1.2 方法
1.2.1 类黄酮含量测定 用 NaNO2-Al(NO3)3-NaOH 体系络合化学吸光法[11]测
定类黄酮含量，在 50 0n m 波长处测吸光度。
1.2.2 苹果果皮中类黄酮的超声波辅助提取方法及提取
率计算
称取适量的冻干粉碎的苹果果皮于具塞三角瓶中，
按一定的料液比和质量浓度加入溶剂，在一定温度下超
类黄酮是广泛存在水果和蔬菜中的一类次生代谢物 质，具有很强的清除自由基[ 1 ] 、抗衰老、增加机体免 疫力的作用[ 2 - 3 ] ，因此，类黄酮已经成为近年来研究的 热点[4]。苹果果实中含有丰富的类黄酮物质，而果皮中
ห้องสมุดไป่ตู้
类黄酮种类及含量远远大于果肉部分[5-6]，Tsao 等[7]对 8 个 苹果品种进行了测定，果皮中含 834.2～2300.3mg/kg，果 肉中含 15～605.6mg/kg。随着人们对食品安全认识的提 高，往往由于惧怕果皮中农药残留而将其弃去，造成了
result in a decrease of stability. In addition, H2O2, Na2SO3, NaNO2, Pb2+, Cu2+, and Fe3+ could obviously reduce the absorbance
of flavonoids; on the other hand, Mg2+ and Ca2+ could result in an increase in the absorbance of apple peel flavonoids. Vitamin
FD-1-50 型冷冻干燥机 上海比朗仪器有限公司； HR2006 型搅拌机 荷兰飞利浦公司；KQ-300 型数控超 声波清洗器(超声功率 210W，40Hz) 昆山市超声仪器有 限公司；SBH- Ⅲ S 循环水式多用真空泵 郑州长城科 工贸有限公司；Ultrospec 3300 pro 型紫外 - 可见光分光 光度计 美国安玛西亚公司。
C, Zn2+, Al3+, and K+ did not reveal obvious effect on the absorbance of apple peel flavonoids. Therefore, ultrasonic-assisted
extraction reveals high efficiency and reproducibility with RSD of 0.55% in extracting apple peel flavonoids. Flavonoids from
Abstract ：In this study, orthogonal array design was employed to optimize the conditions for ultrasonic-assisted extraction
of flavonoids from apple peel. Along with this, the stability of flavonoids extracted from apple peel was evaluated. The optimal extraction conditions were extraction temperature of 60 ℃, ethanol concentration of 60%, extraction duration of 20 min, and
material-to-liquid ratio of 1:25. Under the optimal extraction conditions, the extraction rate of flavonoids was 27.56 mg/g. Meanwhile, the extracted flavonoids were stable at pH 6.0 and unstable at a temperature over 40 ℃. Light illumination could
声提取一定时间，过滤，定容，按 1.2.1 节方法测定其
吸光度。
C ＝ 0.09409A ＋ 0.0218
C×V
苹果果皮类黄酮提取率 /(mg/g)＝————
m
式中：提取率以 1g 苹果果皮粉提取总黄酮的毫克 数表示，单位为 mg/g；C 为质量浓度 /(mg/mL)；V 为 滤液定容体积 /mL；m 为所用苹果果皮粉的质量 /g。
3 1 2 2 3 1 26.02 25.68 26.60 0.92
类黄酮提 取率 /(mg/g)
25.55 25.68 25.89 26.64 26.93 26.50 24.85 27.26 25.57
正交试验的极差分析结果(表 1)表明：4 因素对苹果 黄酮提取量的影响程度从高到低依次为乙醇体积分数＞ 提取温度＞料液比＞超声提取时间，结合 k 值可以确定 最佳提取工艺条件应为 A2B2C1D3，即提取温度 60℃、乙 醇体积分数 60%、料液比 1:25(g/mL)、超声提取时间 20min。
178 2011, Vol. 32, No. 16
食品科学
※工艺技术
苹果果皮中类黄酮的超声波辅助提取及 稳定性研究
王 英，张玉刚，戴洪义 *
(青岛农业大学园林园艺学院，山东 青岛 266109)
摘 要：应用超声波法提取苹果果皮中的类黄酮，得到类黄酮提取的最佳工艺条件，并对产品稳定性进行研究。 结果表明：苹果果皮中类黄酮的最佳提取条件为温度 60℃、乙醇体积分数 60%、提取时间 20min、料液比 1:25 (g/mL)，此条件下提取率为 27.56mg/g，超声波法提取苹果果皮中类黄酮重现性好，相对标准偏差 0.55%；提取的 类黄酮在 pH6.0 左右较稳定，温度超过 40℃时稳定性较差，光照会使类黄酮稳定性降低；H2O2、Na2SO3 和 NaNO2 使类黄酮吸光度明显下降，VC 对类黄酮吸光度下降不明显。Mg 2＋、Ca 2＋使类黄酮提取液吸光度增大，Pb 2＋、 C u 2 ＋、F e 3 ＋使其吸光度降低，Z n 2 ＋、A l 3 ＋、K＋对其吸光度影响不大。苹果果皮类黄酮不耐高温、不耐酸碱， V C 、Z n 2 ＋、A l 3 ＋、K＋对其稳定性的影响不明显，H 2 O 2 、N a 2 S O 3 、N a N O 2 、M g 2 ＋、C a 2 ＋、P b 2 ＋、C u 2 ＋、 Fe3＋对其稳定性影响明显。 关键词：苹果果皮；类黄酮；超声波提取；稳定性
B 乙醇体 积分数 /%
1(50) 2(60) 3(70)
1 2 3 1 2 3 25.68 26.62 25.99 0.94
C 提取 时间 /min
1(20) 2(30) 3(40)
2 3 1 3 1 2 26.44 25.96 25.89 0.55
D 料液 比(g/mL) 1(1:15) 2(1:20) 3(1:25)