一种压力超声辅助乙醇溶剂提取苹果多酚的方法
【专利摘要】本发明公开了一种压力超声辅助乙醇溶剂提取苹果多酚的方法，包括如下步骤：a)以打碎榨汁后的苹果渣为原料；b)将苹果渣放入压力超声设备中，加入料液比为1∶15～30的40％～80％乙醇溶液，调整pH值在3.0～4.5之间；加压超声处理，处理条件为：压力范围：0.20～0.50MPa；超声频率：20KHz，超声功率150W～250W；超声处理总时间：9～20min；工作温度：55℃～85℃。当达到选定超声时间后，取出料液，离心、减压回收溶剂、干燥，即得苹果多酚粗制品。
【专利说明】-种压力超声辅助乙醇溶剂提取苹果多酚的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及食品加工领域，特指一种压力超声辅助乙醇溶剂提取苹果多酚的方 法。
【背景技术】
[0002] 苹果多酚是苹果中所含酚类化合物的总称，主要包括酚酸类和类黄酮类，其中肉 桂酸衍生物和黄烷醇约占苹果多酚类化合物的90%。研究表明，苹果多酚具有抗氧化、抑 菌、清除自由基、抗肿瘤、抑制高血压和防治心脑血管疾病等多种保健功效，是一类具有重 要生理活性的天然化合物。目前在苹果多酚提取方面有传统的单纯溶剂提取法，有溶剂提 取法与超声波、微波以及超临界流体萃取技术等相结合的方法，也有超高压辅助溶剂萃取 和加压液相萃取等多种方法。但是这些提取技术存在着诸如提取时间长、提取温度高，设备 繁琐等问题，导致在提取过程中苹果多酚的氧化程度增加，多酚得率较低。比较而言，超声 波辅助有机溶剂提取法由于能有效缩短提取时间增加提取效率，成本低等因素，因此受到 广泛的应用。超声波辅助溶剂萃取技术是利用一定频率的超声波作用于提取体系，靠超声 波的机械作用（主要是辐射压强和超声压强）和超声化学产生的空化现象等效应可以破坏 生物大分子或细胞的组织结构，加速目标物进入提取溶剂，从而达到缩短提取时间和节约 溶剂的浸提方法。
[0003] 然而，现有的苹果多酚提取技术中存在的主要问题是"多酚氧化酶能够氧化多酚， 降低多酚的得率"，鉴于压力能够有效增强超声波的空化效应，压力与超声波结合能够有效 降低酶的活性等因素，将压力与超声组合辅助溶剂萃取可以有效增加苹果多酚的得率。
【发明内容】
[0004] 为实现上述目的，本发明的目的是提供一种压力超声辅助乙醇溶剂提取苹果多酚 的方法，包括如下步骤：
[0005] a)以打碎榨汁后的苹果渣为原料；
[0006] b)将苹果渣放入压力超声设备中，加入料液比为1:15?30的40%?80%乙醇溶 液，调整pH值在3.0?4. 5之间；加压超声处理，处理条件为：压力范围：0.20?0.50MPa; 超声频率：20KHz，超声功率：150W?250W ;超声处理总时间：9?20min ;工作温度：55°C? 85°C，当达到选定超声时间后，取出料液，离心、减压回收溶剂、干燥，即得苹果多酚粗制品。
[0007] 所述"加压超声处理"是在常温下对提取物先施加2-5个压力，在保压状态下再进 行超声处理。通过加压与超声组合可以大大缩短提取时间（一般在15分钟以内），提取率 高，由于是在密闭环境下提取，大大降低了乙醇溶液的挥发，节省溶剂用量；提取过程中，溶 剂不易挥发到周围环境中，对环境污染小。
[0008] 另一方面，压力加大能够显著地提高溶剂对组织细胞渗透的通量和速率，造成渗 透进细胞内部的溶剂量增多，同时会有更多的有效成分溶解于溶剂中，使有效成分的提取 率提高。速率的提高可使渗透过程所需时间缩短，明显地缩短了提取时间。在超声场中由 于被破碎物等所处的提取介质中含有大量的溶解气体及微小的杂质，当环境中有较高的压 力时，超声产生的空化现象被大大加强，胞内物质的释放扩散及溶解速率得以加强。压力与 超声波结合能够有效降低酶的活性。因此，加压与超声结合提高了破碎速度，缩短了破碎时 间，降低了多酚氧化酶的活性，极大地提高苹果多酚的提取效率。
[0009] 优选的是，步骤b)中所述料液比为1:25,乙醇溶液体积比为60%，pH值在3. 0? 4. 5之间，压力为0. 4MPa，超声频率：20KHz，超声功率：200W，超声处理总时间：18min，工作 温度：70°C。
[0010] 优选的是，步骤b)中所述料液比为1:30,乙醇溶液体积比为40%，pH值在3. 0? 4. 5之间，压力为0. 4MPa，超声频率：20KHz，超声功率：250W，超声处理总时间：9min，工作 温度：70°C。
[0011] 优选的是，步骤b)中所述料液比为1:25,乙醇溶液体积比为60%，pH值在3. 0? 4. 5之间，压力为0. 3MPa，超声频率：20KHz，超声功率：200W，超声处理总时间：15min，工作 温度：70°C。
[0012] 优选的是，步骤b)中所述干燥方式为喷雾干燥或减压干燥。
[0013] 通过本发明的方法，可以得到的苹果多酚粗制品。所述的苹果多酚粗制品可用于 制备食品添加剂、保健食品中或化妆品。
[0014] 另一方面，本发明提供经本发明方法得到的苹果多酚粗制品，其中作为原料的苹 果渣的含水量为75%?80% (以质量比计）。
[0015] 本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0016] 1.提取过程中多酚氧化酶的活性降低的更快，压力与超声波结合缩短了多酚氧化 酶
[0017] 活性到达最低值所需要的时间。
[0018] 2.有效增加了苹果多酚的得率，加压超声波辅助乙醇溶液提取技术比普通超声波 辅助乙醇溶液提取技术提高苹果多酚得率7. 0 %?15. 0 %。
[0019] 3.与微波提取相比，提取介质没有特殊要求（微波要求提取剂必须介电常数较 小、微波吸收能力相对较差）。
[0020] 4.与CO2超临界流体提取相比，被萃取物可以是脂类小分子物质也可以是水溶性 小分子物质；设备简单，不需要太繁琐的工序，提取成本低。
[0021] 综上所述，压力与超声结合，组合了二者的优点。压力的适当升高加强了超声的 空化现象，造成了植物细胞壁乃至整个生物体瞬间破裂，同时超声波产生的振动作用加 强了胞内物质的释放扩散及溶解。缩短了提取时间，提高了提取率，有效提高了经济效益。 压力升高还可导致主要由非共价键（氢键、离子键、疏水键）结合的高分子物质（如蛋白 质、酶等）发生变化，而对主要由共价键形式结合的小分子物质（如维生素、色素、香味成 分、生物碱、皂甙、黄酮类化合物等）没有影响。因此在提取苹果多酚的过程中，对影响提 取率的多酚氧化酶起到了一定的降低活性作用。压力超声提取技术采用的压力不是太高 (<0.5MPa)，所以设备要求低，设备制造成本低于高压提取设备。压力超声提取技术是 在密闭高压环境中进行超声工作，大大降低了乙醇溶液的挥发，节省溶剂用量，降低经济成 本；另外提取过程中，溶剂不会挥发到周围环境中，符合"绿色"环保的要求。因此，应用压 力超声提取技术提取植物中有效成分具有很高的实用价值，综合经济效益显著，是极具发 展潜力和竞争力的新技术。提取速度快，生产周期短。
【具体实施方式】
[0022] 以下通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实 施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规的方法和条件进行选 择。
[0023] 实施例1
[0024] 本发明中的苹果多酚含量测定采用福林酚法（FC法）。取苹果多酚提取液2mL，力口 入福林酚Iml后混匀静置3到4分钟，加入10%的Na 2CO3Iml, 25°C避光水浴2小时，使用分 光光度计在765nm下测定吸光度，以蒸馏水为空白对照。根据没食子酸标准曲线方程，测算 苹果多酚的得率。
[0025] 实施例2
[0026] 本发明中的苹果多酚氧化酶的活性测定方法如下：在2ml柠檬酸缓冲溶液（pH = 3. 00)和0. 5ml 0. lmol/L邻苯二酚溶液组成的反应体系中，加入苹果多酚提取液2mL迅速 混匀，以试剂为空白，以热失活（l〇〇°C加热Imin)的粗酶液为对照，于波长420nm处测吸 光度值（0D值）。在Imin内，每15s记录一次OD随时间的变化值，以最初直线段的斜率 (Λ OD/t)表示酶活力。一个酶活力单位（U)定义为：在测定条件下，每分钟引起吸光度改 变0.001所需的酶量。
[0027] 本发明中的苹果渣是苹果经榨汁机榨汁后得到的鲜苹果渣，采用常压干燥法测定 水分含量。
[0028] 实施例3
[0029] 将红富士苹果渣，置于压力超声提取釜中，加入料液比1:25的60%乙醇溶液，调 节pH值在3. 0?4. 5之间，升压至0. 4MPa，进行超声提取。超声频率：20KHz，超声功率200W， 超声处理总时间18min，工作温度：70°C。
[0030] 对照试验：上述工艺条件不加压直接用超声处理，进行对照试验，测定多酚提取 率和酶的相对活性。
[0031] 经测定得到，未经加压超声处理得到的苹果多酚提取率为0. 374g/kg，经过加压 超声提取得到的苹果多酚提取率为〇.404g/kg。可见与直接超声提取法相比，加压超声处理 苹果多酚提取率提高了 8. 02%
[0032] 经测定得到，未经加压超声处理5min后，多酚氧化酶的相对活性为25%，加压超 声处理5min后，多酚氧化酶的相对活性为9. 38%。可见与直接超声提取法相比，加压超声 处理可使苹果多酚氧化酶的失活速率加快。
[0033] 实施例4、
[0034] 将红富士苹果渣，置于压力超声提取釜中，加入料液比1:30的40%乙醇溶液升压 至0. 4MPa，进行超声提取。超声功率250W，超声处理总时间9min，其他条件与实施例3完 全相同。
[0035] 对照试验：上述工艺条件不加压直接用超声处理，进行对照试验，测定多酚提取 率和酶的相对活性。
[0036] 经测定得到，未经加压超声处理得到的苹果多酚提取率为0. 342g/kg，经过加压 超声提取得到的苹果多酚提取率为〇.394g/kg。可见与直接超声提取法相比，加压超声处理 苹果多酚提取率提高了 15. 2%。
[0037] 经测定得到，未经加压超声处理5min后，多酚氧化酶的相对活性为24.8%，加压 超声处理5min后，多酚氧化酶的相对活性为9. 51%。可见与直接超声提取法相比，加压超 声处理可使苹果多酚氧化酶的失活速率加快。
[0038] 实施例5、
[0039] 将红富士苹果渣，置于压力超声提取釜中，加入料液比1:25的60%乙醇溶液升压 至0. 3MPa，进行超声提取。超声功率200W，超声处理总时间15min，其他条件与实施例3完 全相同。
[0040] 对照试验：上述工艺条件不加压直接用超声处理，进行对照试验，测定多酚提取 率和酶的相对活性。
[0041] 经测定得到，未经加压超声处理得到的苹果多酚提取率为0. 343g/kg，经过加压 超声提取得到的苹果多酚提取率为〇.373g/kg。可见与直接超声提取法相比，加压超声处理 苹果多酚提取率提高了 8. 75%
[0042] 经测定得到，未经加压超声处理5min后，多酚氧化酶的相对活性为25%，加压超 声处理5min后，多酚氧化酶的相对活性为9. 41 %。可见与直接超声提取法相比，加压超声 处理可使苹果多酚氧化酶的失活速率加快。
[0043] 表1为在料液比1:25,60%乙醇溶液，升压至0. 4MPa，超声功率200W，超声处理总 时间ISmin的实验条件下，未经加压超声处理得到的苹果多酚提取率为0. 374g/kg，经过加 压超声提取得到的苹果多酚提取率为〇.404g/kg。与直接超声提取法相比，加压超声处理苹 果多酚提取率提高了 8. 02%。
[0044] 由于本实验采用的是新鲜的苹果渣，经测算含水量为80%，换算成干苹果渣的重 量约为湿渣的4?5倍，经过换算未经加压超声处理得到的苹果多酚提取率为I. 87mg/g， 经过加压超声提取得到的苹果多酚提取率为2. 02mg/g.
[0045] 表1加压超声波辅助乙醇提取苹果多酚
[0046]
【权利要求】
1. 一种压力超声辅助乙醇溶剂提取苹果多酚的方法，其特征在于，包括如下步骤： a) 以打碎榨汁后的苹果渣为原料； b) 将苹果渣放入压力超声设备中，加入料液比为1:15?30的40%?80%乙醇溶液， 调整pH值在3.0?4. 5之间；加压超声处理，处理条件为：压力范围：0.20?0.50MPa;超声 频率：20KHz，超声功率：150W?250W ;超声处理总时间：9?20min ;工作温度：55°C?85°C; 当达到选定超声时间后，取出料液，离心、减压回收溶剂、干燥，即得苹果多酚粗制品。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中所述料液比为1:25,乙醇溶液体 积比为60%，pH值在3. 0?4. 5之间，压力为0· 4MPa，超声频率：20KHz，超声功率：200W，超 声处理总时间：18min，工作温度：70°C。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中所述料液比为1:30,乙醇溶液体 积比为40%，pH值在3. 0?4. 5之间，压力为0. 4MPa，超声频率：20KHz，超声功率：250W，超 声处理总时间：9min，工作温度：70°C。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中所述料液比为1:25,乙醇溶液体 积比为60%，pH值在3. 0?4. 5之间，压力为0· 3MPa，超声频率：20KHz，超声功率：200W，超 声处理总时间：15min，工作温度：70°C。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中所述干燥方式为喷雾干燥或减压 干燥。
6. 由权利要求1-5任一所述的方法制得的苹果多酚粗制品。
7. 如权利要求6所述的苹果多酚粗制品，其特征在于，所述苹果渣的含水量为75%? 80%。
8. 权利要求6所述的苹果多酚粗制品在制备食品添加剂中的应用。
9. 权利要求6所述的苹果多酚粗制品在制备保健食品中的应用。
10. 权利要求6所述的苹果多酚粗制品在制备化妆品中的应用。
【文档编号】A61K8/97GK104256635SQ201410432549
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】唐琳, 辛明亮, 苏树鹏, 张文龙 申请人:山东师范大学