葡萄皮中多酚类化合物提取工艺的优化

葡萄皮中多酚类化合物提取工艺的优化 摘要：采用热浸提法从葡萄（Vitis vinifera）皮中提取多酚类化合物，通过单因素试验和正交试验考察提取溶剂、浸提温度、浸提时间和料液比等因素对多酚提取量的影响，优化提取条件。结果表明，优化的葡萄皮中多酚类化合物的提取条件为体积分数100%的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液（体积比1∶1∶1）作提取溶剂、料液比m葡萄皮∶V提取溶剂=1∶14（g/mL）、浸提温度60 ℃、浸提时间40 min，所得葡萄皮中多酚类化合物的提取量为16.866 mg/g。

关键词：葡萄（Vitis vinifera）皮；多酚类化合物；热浸提法；优化

多酚类化合物是葡萄中的主要活性物质之一，大部分存在于葡萄皮和子中[1]。研究显示因酿酒方式及葡萄品种不同每千克葡萄皮中多酚类化合物含量可达285～550 mg[2]，目前葡萄子中多酚的提取和应用已有大量的研究，而葡萄皮作为一种重要的多酚资源，其相关研究报道相对较少。本研究以酿酒后分离的葡萄皮为原料，采用混合溶剂提取其中的多酚类化合物，并对提取条件进行了优化。

1 材料与方法 1.1 主要材料、试剂与仪器 葡萄皮：酿酒后分离出的葡萄皮，在70 ℃恒温干燥后用粉碎机将其粉碎备用。焦性没食子酸标准样品、甲醇、乙醇、丙酮、盐酸、硫酸亚铁、酒石酸钾钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾均为分析纯，购自天津市大茂化学试剂厂。

主要仪器包括722N型可见分光光度计（上海绿宇生物科技有限公司），YXQ-LS-30S11型高速粉碎机（上海博迅实业有限公司医疗设备厂），HH-S24型真空干燥箱（深圳市三利化学有限公司），JY2502型电子天平、DK-S24型电热恒温水浴锅（上海精密科学仪器有限公司）、BCD-231型冰箱（伊莱克斯），80-2型高速离心机（金坛大地自动化仪器厂）。

1.2 试验方法 1.2.1 标准曲线的绘制 准确称取0.5 g焦性没食子酸标准样品，加蒸馏水溶解并移入100 mL容量瓶中定容，在6支100 mL容量瓶中分别加入5.0 g/L没食子酸标准样品溶液0、1、2、3、5、10 mL，加入蒸馏水定容至100 mL，在波长540 nm处测吸光度A，以吸光度为纵坐标（y）、没食子酸质量浓度（x//g/L）为横坐标绘制标准曲线（图1），得到没食子酸质量浓度对吸光度的回归方程为y=0.698 0x-0.003 5，复相关系数r2=0.996 6，表明线性关系良好。

1.2.2 热浸提法提取葡萄皮中的多酚类化合物 称取1 g葡萄皮粉，加入20 mL提取溶剂，60 ℃水浴浸提1 h后趁热离心，取上清液，定容至25 mL，吸取1 mL测定多酚类化合物的含量，平行测定3 次。 1.2.3 单因素试验 设置单因素试验分别考察提取溶剂、提取溶剂浓度、浸提时间、浸提温度和料液比（m葡萄皮∶V提取溶剂，g/mL，下同）对多酚提取量的影响。①提取溶剂。精确称取1 g葡萄皮粉6份，分别加入20 mL蒸馏水、乙醇、甲醇、甲醇—乙醇—丙酮混合溶液（体积比1∶1∶1）、甲醇—水—盐酸混合溶液（体积比80.0∶19.9∶0.1）、乙酸乙酯，60 ℃水浴浸提1 h后趁热离心，取上清液用体积分数80%的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液定容至25 mL，吸取1 mL测定多酚类化合物的含量，计算多酚提取量。②提取溶剂浓度。精确称取1 g葡萄皮粉6份，加入10 mL体积分数分别为0%、20%、40%、60%、80%、100%的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液，60 ℃水浴浸提1 h，离心后取上清液定容至25 mL，吸取1 mL测定多酚类化合物的含量，计算多酚提取量。③浸提时间。精确称取1 g葡萄皮粉6份，加入10 mL体积分数80%的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液，60 ℃水浴中分别浸提10、20、30、40、50、60 min，趁热离心，取上清液定容至25 mL，吸取1 mL测定多酚类化合物的含量，计算多酚提取量。④浸提温度。精确称取1 g葡萄皮粉7份，加入10 mL体积分数80%的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液，分别在30、40、50、60、70、80、90 ℃水浴中浸提30 min，趁热离心，取上清液定容至25 mL，吸取1 mL测定多酚类化合物的含量，计算多酚提取量。⑤料液比。精确称取1 g葡萄皮粉6份，分别按1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶14的料液比加入体积分数80%的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液，60 ℃水浴浸提30 min，趁热离心，取上清液定容至25 mL，吸取1 mL测定多酚类化合物的含量，计算多酚提取量。

1.2.4 正交试验 设置四因素三水平正交试验，考察甲醇—乙醇—丙酮混合溶液的体积分数、浸提温度、浸提时间、料液比对多酚提取量的影响[5]，正交试验因素与水平见表1。

1.2.5 多酚类化合物含量的测定 采用酒石酸亚铁法测定提取液中多酚类化合物的含量[3]。准确吸取1 mL样品溶液至25 mL带塞试管中，加4 mL蒸馏水和5 mL酒石酸亚铁溶液，充分混合，再加pH 7.5的磷酸盐缓冲溶液至刻度，以试剂空白溶液作参照，在波长540 nm处测吸光度，根据没食子酸标准曲线回归方程计算提取液中多酚类化合物的含量（以没食子酸计）。

葡萄皮多酚提取量=提取液中多酚类化合物含量×提取液体积/葡萄皮粉质量。

2 结果与分析 2.1 提取溶剂对葡萄皮多酚提取量的影响 采用不同提取溶剂从葡萄皮中提取多酚类化合物，所得多酚提取量见图2。从图2可以看出，提取溶剂不同，葡萄皮多酚的提取量有较大差异，其中采用甲醇—乙醇—丙酮混合溶液作提取溶剂时提取量最高，其次为甲醇—水—盐酸混合溶液，再次是乙醇和甲醇，蒸馏水作提取溶剂时提取量最低。因此选择甲醇—乙醇—丙酮混合溶液作为葡萄皮中多酚类化合物的提取溶剂。2.2 甲醇—乙醇—丙酮体积分数对葡萄皮多酚提取量的影响

采用体积分数不同的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液作提取溶剂，所得多酚提取量结果见图3。由图3可知，随着甲醇—乙醇—丙酮混合溶液体积分数的升高，葡萄皮多酚的提取量呈先升高后下降的变化趋势，甲醇—乙醇—丙酮混合溶液体积分数为80%时多酚提取量最高，之后再增加混合溶液的体积分数，多酚提取量下降。因此，初步确定甲醇—乙醇—丙酮混合溶液体积分数为80%。

2.3 浸提时间对葡萄皮多酚提取量的影响 不同浸提时间对葡萄皮多酚提取量的影响结果见图4。由图4可知，葡萄皮多酚的提取量随着浸提时间的延长呈先升高后降低的变化趋势，浸提时间为30 min时葡萄皮多酚提取量最高。因此初步确定浸提时间为30 min。

2.4 浸提温度对葡萄皮多酚提取量的影响 浸提温度对葡萄皮多酚提取量的影响结果见图5。由图5可知，浸提温度对葡萄皮多酚的提取量有较大的影响，多酚提取量随浸提温度的升高呈先升高后下降的变化趋势，浸提温度为60 ℃时多酚的提取量最高。因此初步确定浸提温度为60 ℃。

2.5 料液比对葡萄皮多酚提取量的影响 料液比对葡萄皮多酚提取量的影响结果见图6。由图6可知，随着料液比的减小，即提取溶剂用量的增加，葡萄皮多酚的提取量呈先迅速升高后缓慢升高的变化趋势。料液比由1∶12减小到1∶14，葡萄皮多酚提取量升高的幅度很小。因此初步确定料液比为1∶12。

2.6 正交试验结果 正交试验结果见表2。由表2可知，各因素中料液比对葡萄皮多酚提取量的影响最大，其次是浸提温度和浸提时间，而甲醇—乙醇—丙酮混合溶液的体积分数影响最小。最佳提取条件组合为A3B2C3D3，即甲醇—乙醇—丙酮混合溶液体积分数100%、浸提温度60 ℃、浸提时间40 min、料液比1∶14。在此条件下进行验证试验，所得葡萄皮多酚提取量为16.866 mg/g，高于所有正交试验组合的结果。

3 小结与讨论 葡葡萄皮中含有一定量的多酚类化合物，具有较高的经济价值。本研究采用热浸提法从葡葡萄皮中提取多酚类化合物，通过单因素试验及正交试验优化提取工艺，确定提取葡萄皮中多酚类化合物的最佳条件为体积分数100%的甲醇—乙醇—丙酮混合溶液（体积比1∶1∶1）作提取溶剂、料液比m葡萄皮∶V提取溶剂=1∶14（g/mL）、浸提温度60 ℃、浸提时间40 min，多酚提取量为16.866 mg/g。其中料液比对葡萄皮多酚提取量的影响最大，其次是浸提时间和浸提温度，而甲醇—乙醇—丙酮混合溶液体积分数的影响最小。

葡萄中所含的多酚在酿酒过程中有一小部分转移到葡萄酒中，但大部分仍残留在葡萄皮、子中[4]。除多酚类化合物以外，葡葡萄皮还可作为提取酒石酸、葡萄子油、膳食纤维等的原料[5]，对葡萄皮的综合利用还有待进一步的深入研究。

参考文献： [1] 刘 芸，仇农学，杨玺玉. 葡萄皮提取物总酚含量及体外抗氧化活性、抑菌活性[J].食品科学，2011，32（1）：5-9.

[2] 令 博，王 捷，吴洪斌，等. 葡萄皮多酚超声波辅助提取工艺响应面法优化及抗氧化活性研究[J].食品科学，2011，32（18）：24-29.

[3] 李凤英，崔蕊静，李春华.从葡萄皮中提取多酚物质[J]. 食品与发酵工业，2005，31（4）：147-149.

[4] 赵 竞，景 浩. 不同品种葡萄皮、籽提取物多酚含量及抗氧化能力的比较研究[J].食品工业科技，2009（10）：154-158.

[5] MAIER T， SCHIEBER A， KAMMERER D R， et al. Residues of grape（Vitis vinifera L.） seed oil production as a valuable source of phenolic antioxidants[J]. Food Chemistry，2009，112（3）：551-559.