一種壓力超聲輔助乙醇溶劑提取蘋果多酚的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種壓力超聲輔助乙醇溶劑提取蘋果多酚的方法，包括如下步驟：a)以打碎榨汁后的蘋果渣為原料；b)將蘋果渣放入壓力超聲設(shè)備中，加入料液比為1∶15～30的40％～80％乙醇溶液，調(diào)整pH值在3.0～4.5之間；加壓超聲處理，處理?xiàng)l件為：壓力范圍：0.20～0.50MPa；超聲頻率：20KHz，超聲功率150W～250W；超聲處理總時間：9～20min；工作溫度：55℃～85℃。當(dāng)達(dá)到選定超聲時間后，取出料液，離心、減壓回收溶劑、干燥，即得蘋果多酚粗制品。
【專利說明】-種壓力超聲輔助乙醇溶劑提取蘋果多酚的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及食品加工領(lǐng)域，特指一種壓力超聲輔助乙醇溶劑提取蘋果多酚的方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 蘋果多酚是蘋果中所含酚類化合物的總稱，主要包括酚酸類和類黃酮類，其中肉 桂酸衍生物和黃烷醇約占蘋果多酚類化合物的90%。研究表明，蘋果多酚具有抗氧化、抑 菌、清除自由基、抗腫瘤、抑制高血壓和防治心腦血管疾病等多種保健功效，是一類具有重 要生理活性的天然化合物。目前在蘋果多酚提取方面有傳統(tǒng)的單純?nèi)軇┨崛》?，有溶劑?取法與超聲波、微波以及超臨界流體萃取技術(shù)等相結(jié)合的方法，也有超高壓輔助溶劑萃取 和加壓液相萃取等多種方法。但是這些提取技術(shù)存在著諸如提取時間長、提取溫度高，設(shè)備 繁瑣等問題，導(dǎo)致在提取過程中蘋果多酚的氧化程度增加，多酚得率較低。比較而言，超聲 波輔助有機(jī)溶劑提取法由于能有效縮短提取時間增加提取效率，成本低等因素，因此受到 廣泛的應(yīng)用。超聲波輔助溶劑萃取技術(shù)是利用一定頻率的超聲波作用于提取體系，靠超聲 波的機(jī)械作用（主要是輻射壓強(qiáng)和超聲壓強(qiáng)）和超聲化學(xué)產(chǎn)生的空化現(xiàn)象等效應(yīng)可以破壞 生物大分子或細(xì)胞的組織結(jié)構(gòu)，加速目標(biāo)物進(jìn)入提取溶劑，從而達(dá)到縮短提取時間和節(jié)約 溶劑的浸提方法。
[0003] 然而，現(xiàn)有的蘋果多酚提取技術(shù)中存在的主要問題是"多酚氧化酶能夠氧化多酚， 降低多酚的得率"，鑒于壓力能夠有效增強(qiáng)超聲波的空化效應(yīng)，壓力與超聲波結(jié)合能夠有效 降低酶的活性等因素，將壓力與超聲組合輔助溶劑萃取可以有效增加蘋果多酚的得率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的目的是提供一種壓力超聲輔助乙醇溶劑提取蘋果多酚 的方法，包括如下步驟：
[0005] a)以打碎榨汁后的蘋果渣為原料；
[0006] b)將蘋果渣放入壓力超聲設(shè)備中，加入料液比為1:15?30的40%?80%乙醇溶 液，調(diào)整pH值在3.0?4. 5之間；加壓超聲處理，處理?xiàng)l件為：壓力范圍：0.20?0.50MPa; 超聲頻率：20KHz，超聲功率：150W?250W ;超聲處理總時間：9?20min ;工作溫度：55°C? 85°C，當(dāng)達(dá)到選定超聲時間后，取出料液，離心、減壓回收溶劑、干燥，即得蘋果多酚粗制品。
[0007] 所述"加壓超聲處理"是在常溫下對提取物先施加2-5個壓力，在保壓狀態(tài)下再進(jìn) 行超聲處理。通過加壓與超聲組合可以大大縮短提取時間（一般在15分鐘以內(nèi)），提取率 高，由于是在密閉環(huán)境下提取，大大降低了乙醇溶液的揮發(fā)，節(jié)省溶劑用量；提取過程中，溶 劑不易揮發(fā)到周圍環(huán)境中，對環(huán)境污染小。
[0008] 另一方面，壓力加大能夠顯著地提高溶劑對組織細(xì)胞滲透的通量和速率，造成滲 透進(jìn)細(xì)胞內(nèi)部的溶劑量增多，同時會有更多的有效成分溶解于溶劑中，使有效成分的提取 率提高。速率的提高可使?jié)B透過程所需時間縮短，明顯地縮短了提取時間。在超聲場中由 于被破碎物等所處的提取介質(zhì)中含有大量的溶解氣體及微小的雜質(zhì)，當(dāng)環(huán)境中有較高的壓 力時，超聲產(chǎn)生的空化現(xiàn)象被大大加強(qiáng)，胞內(nèi)物質(zhì)的釋放擴(kuò)散及溶解速率得以加強(qiáng)。壓力與 超聲波結(jié)合能夠有效降低酶的活性。因此，加壓與超聲結(jié)合提高了破碎速度，縮短了破碎時 間，降低了多酚氧化酶的活性，極大地提高蘋果多酚的提取效率。
[0009] 優(yōu)選的是，步驟b)中所述料液比為1:25,乙醇溶液體積比為60%，pH值在3. 0? 4. 5之間，壓力為0. 4MPa，超聲頻率：20KHz，超聲功率：200W，超聲處理總時間：18min，工作 溫度：70°C。
[0010] 優(yōu)選的是，步驟b)中所述料液比為1:30,乙醇溶液體積比為40%，pH值在3. 0? 4. 5之間，壓力為0. 4MPa，超聲頻率：20KHz，超聲功率：250W，超聲處理總時間：9min，工作 溫度：70°C。
[0011] 優(yōu)選的是，步驟b)中所述料液比為1:25,乙醇溶液體積比為60%，pH值在3. 0? 4. 5之間，壓力為0. 3MPa，超聲頻率：20KHz，超聲功率：200W，超聲處理總時間：15min，工作 溫度：70°C。
[0012] 優(yōu)選的是，步驟b)中所述干燥方式為噴霧干燥或減壓干燥。
[0013] 通過本發(fā)明的方法，可以得到的蘋果多酚粗制品。所述的蘋果多酚粗制品可用于 制備食品添加劑、保健食品中或化妝品。
[0014] 另一方面，本發(fā)明提供經(jīng)本發(fā)明方法得到的蘋果多酚粗制品，其中作為原料的蘋 果渣的含水量為75%?80% (以質(zhì)量比計(jì)）。
[0015] 本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0016] 1.提取過程中多酚氧化酶的活性降低的更快，壓力與超聲波結(jié)合縮短了多酚氧化 酶
[0017] 活性到達(dá)最低值所需要的時間。
[0018] 2.有效增加了蘋果多酚的得率，加壓超聲波輔助乙醇溶液提取技術(shù)比普通超聲波 輔助乙醇溶液提取技術(shù)提高蘋果多酚得率7. 0 %?15. 0 %。
[0019] 3.與微波提取相比，提取介質(zhì)沒有特殊要求（微波要求提取劑必須介電常數(shù)較 小、微波吸收能力相對較差）。
[0020] 4.與CO2超臨界流體提取相比，被萃取物可以是脂類小分子物質(zhì)也可以是水溶性 小分子物質(zhì)；設(shè)備簡單，不需要太繁瑣的工序，提取成本低。
[0021] 綜上所述，壓力與超聲結(jié)合，組合了二者的優(yōu)點(diǎn)。壓力的適當(dāng)升高加強(qiáng)了超聲的 空化現(xiàn)象，造成了植物細(xì)胞壁乃至整個生物體瞬間破裂，同時超聲波產(chǎn)生的振動作用加 強(qiáng)了胞內(nèi)物質(zhì)的釋放擴(kuò)散及溶解?？s短了提取時間，提高了提取率，有效提高了經(jīng)濟(jì)效益。 壓力升高還可導(dǎo)致主要由非共價鍵（氫鍵、離子鍵、疏水鍵）結(jié)合的高分子物質(zhì)（如蛋白 質(zhì)、酶等）發(fā)生變化，而對主要由共價鍵形式結(jié)合的小分子物質(zhì)（如維生素、色素、香味成 分、生物堿、皂甙、黃酮類化合物等）沒有影響。因此在提取蘋果多酚的過程中，對影響提 取率的多酚氧化酶起到了一定的降低活性作用。壓力超聲提取技術(shù)采用的壓力不是太高 (<0.5MPa)，所以設(shè)備要求低，設(shè)備制造成本低于高壓提取設(shè)備。壓力超聲提取技術(shù)是 在密閉高壓環(huán)境中進(jìn)行超聲工作，大大降低了乙醇溶液的揮發(fā)，節(jié)省溶劑用量，降低經(jīng)濟(jì)成 本；另外提取過程中，溶劑不會揮發(fā)到周圍環(huán)境中，符合"綠色"環(huán)保的要求。因此，應(yīng)用壓 力超聲提取技術(shù)提取植物中有效成分具有很高的實(shí)用價值，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著，是極具發(fā) 展?jié)摿透偁幜Φ男录夹g(shù)。提取速度快，生產(chǎn)周期短。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí) 施例范圍之中。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，按照常規(guī)的方法和條件進(jìn)行選 擇。
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 本發(fā)明中的蘋果多酚含量測定采用福林酚法（FC法）。取蘋果多酚提取液2mL，力口 入福林酚Iml后混勻靜置3到4分鐘，加入10%的Na 2CO3Iml, 25°C避光水浴2小時，使用分 光光度計(jì)在765nm下測定吸光度，以蒸餾水為空白對照。根據(jù)沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，測算 蘋果多酚的得率。
[0025] 實(shí)施例2
[0026] 本發(fā)明中的蘋果多酚氧化酶的活性測定方法如下：在2ml檸檬酸緩沖溶液（pH = 3. 00)和0. 5ml 0. lmol/L鄰苯二酚溶液組成的反應(yīng)體系中，加入蘋果多酚提取液2mL迅速 混勻，以試劑為空白，以熱失活（l〇〇°C加熱Imin)的粗酶液為對照，于波長420nm處測吸 光度值（0D值）。在Imin內(nèi)，每15s記錄一次OD隨時間的變化值，以最初直線段的斜率 (Λ OD/t)表示酶活力。一個酶活力單位（U)定義為：在測定條件下，每分鐘引起吸光度改 變0.001所需的酶量。
[0027] 本發(fā)明中的蘋果渣是蘋果經(jīng)榨汁機(jī)榨汁后得到的鮮蘋果渣，采用常壓干燥法測定 水分含量。
[0028] 實(shí)施例3
[0029] 將紅富士蘋果渣，置于壓力超聲提取釜中，加入料液比1:25的60%乙醇溶液，調(diào) 節(jié)pH值在3. 0?4. 5之間，升壓至0. 4MPa，進(jìn)行超聲提取。超聲頻率：20KHz，超聲功率200W， 超聲處理總時間18min，工作溫度：70°C。
[0030] 對照試驗(yàn)：上述工藝條件不加壓直接用超聲處理，進(jìn)行對照試驗(yàn)，測定多酚提取 率和酶的相對活性。
[0031] 經(jīng)測定得到，未經(jīng)加壓超聲處理得到的蘋果多酚提取率為0. 374g/kg，經(jīng)過加壓 超聲提取得到的蘋果多酚提取率為〇.404g/kg?？梢娕c直接超聲提取法相比，加壓超聲處理 蘋果多酚提取率提高了 8. 02%
[0032] 經(jīng)測定得到，未經(jīng)加壓超聲處理5min后，多酚氧化酶的相對活性為25%，加壓超 聲處理5min后，多酚氧化酶的相對活性為9. 38%?？梢娕c直接超聲提取法相比，加壓超聲 處理可使蘋果多酚氧化酶的失活速率加快。
[0033] 實(shí)施例4、
[0034] 將紅富士蘋果渣，置于壓力超聲提取釜中，加入料液比1:30的40%乙醇溶液升壓 至0. 4MPa，進(jìn)行超聲提取。超聲功率250W，超聲處理總時間9min，其他條件與實(shí)施例3完 全相同。
[0035] 對照試驗(yàn)：上述工藝條件不加壓直接用超聲處理，進(jìn)行對照試驗(yàn)，測定多酚提取 率和酶的相對活性。
[0036] 經(jīng)測定得到，未經(jīng)加壓超聲處理得到的蘋果多酚提取率為0. 342g/kg，經(jīng)過加壓 超聲提取得到的蘋果多酚提取率為〇.394g/kg?？梢娕c直接超聲提取法相比，加壓超聲處理 蘋果多酚提取率提高了 15. 2%。
[0037] 經(jīng)測定得到，未經(jīng)加壓超聲處理5min后，多酚氧化酶的相對活性為24.8%，加壓 超聲處理5min后，多酚氧化酶的相對活性為9. 51%?？梢娕c直接超聲提取法相比，加壓超 聲處理可使蘋果多酚氧化酶的失活速率加快。
[0038] 實(shí)施例5、
[0039] 將紅富士蘋果渣，置于壓力超聲提取釜中，加入料液比1:25的60%乙醇溶液升壓 至0. 3MPa，進(jìn)行超聲提取。超聲功率200W，超聲處理總時間15min，其他條件與實(shí)施例3完 全相同。
[0040] 對照試驗(yàn)：上述工藝條件不加壓直接用超聲處理，進(jìn)行對照試驗(yàn)，測定多酚提取 率和酶的相對活性。
[0041] 經(jīng)測定得到，未經(jīng)加壓超聲處理得到的蘋果多酚提取率為0. 343g/kg，經(jīng)過加壓 超聲提取得到的蘋果多酚提取率為〇.373g/kg?？梢娕c直接超聲提取法相比，加壓超聲處理 蘋果多酚提取率提高了 8. 75%
[0042] 經(jīng)測定得到，未經(jīng)加壓超聲處理5min后，多酚氧化酶的相對活性為25%，加壓超 聲處理5min后，多酚氧化酶的相對活性為9. 41 %?？梢娕c直接超聲提取法相比，加壓超聲 處理可使蘋果多酚氧化酶的失活速率加快。
[0043] 表1為在料液比1:25,60%乙醇溶液，升壓至0. 4MPa，超聲功率200W，超聲處理總 時間ISmin的實(shí)驗(yàn)條件下，未經(jīng)加壓超聲處理得到的蘋果多酚提取率為0. 374g/kg，經(jīng)過加 壓超聲提取得到的蘋果多酚提取率為〇.404g/kg。與直接超聲提取法相比，加壓超聲處理蘋 果多酚提取率提高了 8. 02%。
[0044] 由于本實(shí)驗(yàn)采用的是新鮮的蘋果渣，經(jīng)測算含水量為80%，換算成干蘋果渣的重 量約為濕渣的4?5倍，經(jīng)過換算未經(jīng)加壓超聲處理得到的蘋果多酚提取率為I. 87mg/g， 經(jīng)過加壓超聲提取得到的蘋果多酚提取率為2. 02mg/g.
[0045] 表1加壓超聲波輔助乙醇提取蘋果多酚
[0046]

【權(quán)利要求】
1. 一種壓力超聲輔助乙醇溶劑提取蘋果多酚的方法，其特征在于，包括如下步驟： a) 以打碎榨汁后的蘋果渣為原料； b) 將蘋果渣放入壓力超聲設(shè)備中，加入料液比為1:15?30的40%?80%乙醇溶液， 調(diào)整pH值在3.0?4. 5之間；加壓超聲處理，處理?xiàng)l件為：壓力范圍：0.20?0.50MPa;超聲 頻率：20KHz，超聲功率：150W?250W ;超聲處理總時間：9?20min ;工作溫度：55°C?85°C; 當(dāng)達(dá)到選定超聲時間后，取出料液，離心、減壓回收溶劑、干燥，即得蘋果多酚粗制品。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b)中所述料液比為1:25,乙醇溶液體 積比為60%，pH值在3. 0?4. 5之間，壓力為0· 4MPa，超聲頻率：20KHz，超聲功率：200W，超 聲處理總時間：18min，工作溫度：70°C。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b)中所述料液比為1:30,乙醇溶液體 積比為40%，pH值在3. 0?4. 5之間，壓力為0. 4MPa，超聲頻率：20KHz，超聲功率：250W，超 聲處理總時間：9min，工作溫度：70°C。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b)中所述料液比為1:25,乙醇溶液體 積比為60%，pH值在3. 0?4. 5之間，壓力為0· 3MPa，超聲頻率：20KHz，超聲功率：200W，超 聲處理總時間：15min，工作溫度：70°C。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b)中所述干燥方式為噴霧干燥或減壓 干燥。
6. 由權(quán)利要求1-5任一所述的方法制得的蘋果多酚粗制品。
7. 如權(quán)利要求6所述的蘋果多酚粗制品，其特征在于，所述蘋果渣的含水量為75%? 80%。
8. 權(quán)利要求6所述的蘋果多酚粗制品在制備食品添加劑中的應(yīng)用。
9. 權(quán)利要求6所述的蘋果多酚粗制品在制備保健食品中的應(yīng)用。
10. 權(quán)利要求6所述的蘋果多酚粗制品在制備化妝品中的應(yīng)用。
【文檔編號】A61K8/97GK104256635SQ201410432549
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】唐琳, 辛明亮, 蘇樹鵬, 張文龍 申請人:山東師范大學(xué)