苹果多酚的提取技术和应用研究

2016-05-25 13:08:30
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  苹果中含有丰富的营养成分,位列我国四大水果之首。近年来,随着我国苹果种植面积的不断扩大,苹果产量逐年增加,苹果加工也越来越受到人们的关注。由于苹果中含有的生物活性物质-苹果多酚,具有很强的抗氧化性、清除体内自由基、抑菌、抗衰老、抗肿瘤、抗过敏等功能,因而其广泛应用于医学、食品、制革和日用化工等领域,并发挥着不可替代的作用。同时,随着天然功能性成分研究的兴起,苹果多酚已成为研究热点,国内外学者纷纷从各领域多角度开展研究工作。

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  苹果多酚是苹果中具有苯环并结合有多个羟基化学结构物质的总称。苹果中的多酚物质主要包括黄烷-3-醇类、黄酮醇类化合物、羟基苯甲酸类、二氢查耳酮、花色苷类等五大类。苹果多酚纯品为淡黄褐色粉末,略带苹果风味,稍有苦味,易溶于水和乙醇。苹果中多酚物质的组成及含量常因品种、成熟度、种植条件和贮藏条件及时间、组织内不同部位而存在较大差异。未成熟苹果和成熟苹果相比,虽然其成分组成相似,但成分含量上却有很大差别。成熟苹果中多酚主要为绿原酸、儿茶素以及原花青素等,而未成熟苹果中则多为二氢查耳酮、槲皮酮等化合物。

  1苹果多酚的提取技术研究进展

  目前,苹果多酚的提取主要采用有机溶剂浸提,大致可分为两大类。

  1.1有机溶剂直提法

  由于苹果多酚结构中所含羟基具有一定极性,根据相似相溶原则,通常选用水、低碳醇、乙酸乙酯、丙酮等溶剂进行提取。戚向阳等以乙醇-水为溶剂对鲜苹果中的原花青素进行了提取,取得较好的提取效果;YizhongCai等分别用水、甲醇作溶剂对112种中国传统的中草药中多酚物质进行提取并加以对比,为酚类物质的提取提供了依据;孟晶岩等用不同pH值的水作溶剂,研究了物料粒度、料液比、pH值等不同因素对苹果多酚提取效率的影响;郝少莉同等以乙醇为溶剂考察了不同因素对苹果渣中多酚物质提取率的影响,得到了最佳浸提工艺条件,提取量达1072.615mg/kg。

  1.2有机溶剂结合其他技术提取法

  1.2.1超声辅助提取法

  超声辅助提取法是利用超声波辐射产生的强烈空化效应、扰动效应、机械振动、高的加速度、击碎和搅拌等多种作用,增加了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剂。应用超声波强化提取植物的有效成分,是一种物理破碎过程。具体工艺流程为:苹果渣→超声波辅助有机溶剂浸提→真空浓缩 →干燥。

  刘峥利用超声波提取银杏叶中黄酮类物质,探索出一种得率高又快速简便的黄酮类物质的提取方法,为苹果多酚的提取提供了科学依据;葛蕾等以乙醇为溶剂利用超声波提取苹果渣中酚类化合物,并确定了最佳工艺条件;栾晏等比较了有机溶剂浸提法、超声波辅助浸提法提取苹果多酚的异同,发现在相同的提取条件下,超声波辅助浸提得率要高的多;李涛采用PlackettBurman试验设计筛选到显著影响超声波提取苹果多酚的因子,有温度、乙醇体积分数和提取次数。

  超声提取与有机溶剂直提法相比,极大地提高了提取效率,节约了溶剂,避免了高温对提取成分的影响。

  1.2.2微波辅助提取法

  微波辅助提取是利用微波能来提高萃取效率的一种新技术,用微波能加热浸提溶剂,将目标化合物从样品基体中分离进入溶剂。具体工艺流程为:苹果渣→微波辅助有机溶剂浸提→离心→真空浓缩→干燥。

  1986年,Ganzler等首先报道了微波用于天然产物成分的提取。20多年来,此项技术已广泛应用于食品、生物样品及环境样品的分析与提取。艾志录等首次将微波技术引入到苹果渣中苹果多酚的提取,并优化了微波辅助提取工艺,苹果多酚的提取得率为11.41mg/g,明显高于直提法及超声波辅助法,同时显著缩短提取时间;靳学远等采用微波辅助提取法、索氏提取法提取苹果多酚,再次验证微波辅助法具有提取时间短、效率高的优点,进一步表明在苹果多酚提取工艺中微波辅助法具有广阔的应用前景。

  1.2.3加压溶剂提取法

  加压溶剂提取是近年发展起来的一种新的样品提取技术。在温度为50℃~200℃和压力为1013MPa~2016MPa的条件下,采用常规溶剂对固体或半固体样品进行萃取的样品前处理技术。最初,此项技术主要应用于环境分析中的样品制备,然后才用于食品样品的前处理。国外学者RosaM.Alon-so- Salces等采用固液萃取、加压溶剂两种提取方法提取苹果果皮和果肉中的多酚物质,研究结果表明两者具有相近的萃取效果;ZulemaPineiro等以加压溶剂提取法提取葡萄籽和茶叶中的儿茶素类多酚,结果表明该法优于单纯的溶剂萃取法和超临界流体萃取法。

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