超聲波輔助提取蓮子多酚的工藝研究

龍文靜

（常德職業技術學院，湖南 常德 415000）

蓮子，又稱蓮實、蓮米，是水生草本植物蓮的成熟種子。根據《本草綱目》記載，蓮子有“補心腎、益精血、強筋骨、利耳目”的功效，是我國傳統藥食兩用佳品。蓮子不僅含有豐富的碳水化合物、蛋白質等營養素；還含有多酚、多糖、生物堿等非營養素，這些非營養素為植物的次級代謝產物，統稱為植物化合物，現代醫學研究表明，蓮子的藥用價值與其中的植物化合物相關聯。蓮子多酚是蓮子中含量較高的一類植物化合物，它具有抗氧化、抑制微生物等功效。

超聲波提取技術是利用聲波產生的空化、振動效應輔助溶劑提取植物中功效成分的新型方法。超聲波有較強的穿透力，具有一定方向性，釋放能量集中，可擊碎植物細胞壁，破壞細胞膜，使溶劑滲透到細胞中，達到植物中有效成分得以釋放的目的。利用超聲波提取具有時間短，節省溶劑，效率高，對有效成分影響小等特點，在天然產物提取領域中已被廣泛應用。王占一等采用超聲波輔助溶劑提取技術提取藕節中多酚類物質，并對提取物進行體外抗氧化能力分析研究。任世達等采用響應面法優化了超聲波輔助溶劑提取玉米花絲中多酚類成分。而采用超聲波輔助溶劑提取蓮子中多酚類成分的試驗研究，國內外鮮有文獻報道。

本文利用超聲波輔助溶劑提取蓮子中的多酚，通過調整變化溶劑體積分數、料液比、超聲波功率、提取時間、提取次數等參數，探索改變上述參數對蓮子多酚提取率的影響，從而優化出蓮子多酚的最佳生產工藝，以期為進一步開發與利用蓮子資源提供參考。

1.實驗材料與方法

1.1 試劑材料

1.1.1 原料與試劑

蓮子產自湖南省桃源縣。蓮子在50 ℃下干燥48h后粉碎,過 60目篩,用聚乙烯膜密封袋包裝后，置于4℃貯藏。

沒食子酸對照品(純度＞99%),由中國食品藥品檢定研究院提供;福林酚、碳酸鈉、無水乙醇等均為分析純。

1.1.2 儀器與設備

UV-2550PC紫外可見分光光度計，日本島津公司；DL-1800B型超聲波震蕩器，上海五相儀器儀表有限公司；TDL-5 低速臺式離心機，上海安亭科學儀器廠；B-26型旋轉濃縮蒸發儀，上海亞榮生化儀器廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 蓮子多酚的提取

稱 2.0 g 蓮子粉末干品放入 250 mL 錐形瓶中，加入乙醇水溶液，瓶口覆蓋保鮮膜加以固定，將錐形瓶放入超聲波震蕩器處理后，靜置 30 min，過濾提取液，離心20 min，留上清液濃縮后，用蒸餾水定容于 25 mL容量瓶，即得待測溶液。

1.2.2 多酚含量的測定

1.2.2.1 標準曲線的繪制

制備濃度為 1 mg / mL 沒食子酸對照品溶液，分別移取對照品溶液 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 到 20mL 具塞刻度試管中，用蒸餾水定容至刻度 ，得到濃度為 0、10、20、30、40、50μg/mL 的 標準溶液，分別吸取以上6種不同濃度的標準溶液各0.05mL至于6根試管中，再分別依次加入蒸餾水0.2mL，福林酚試劑0.25 mL，常溫、避光放置5 min，加入10% 無水碳酸鈉溶液0.25 mL，常溫、避光放置1 h，即可采用紫外分光光度計測定待測溶液在波長 765 nm 處的吸光度值。以吸光度值為縱坐標，沒食子酸濃度為橫坐標，得到標準曲線回歸方程y=0.0057x+0.0754，其中 R2= 0.9996。

2.結果與分析

2.1 乙醇體積分數對蓮子多酚提取率的影響

在超聲波功率400 W，超聲時間 20 min的條件下，按料液比 1:20，分別加入體積分數為40%、50%、60%、70%、80%、90%的乙醇和水混合溶液進行浸提試驗，結果如圖1所示。蓮子多酚的提取率會隨著乙醇體積分數的增加而相應升高，當乙醇體積分數為80%時，提取率達到峰值，但當乙醇體積分數為90%時，多酚在提取液中含量則呈現下降的趨勢。因此，選擇80%的乙醇濃度較適宜。

圖1 蓮子多酚提取率在不同乙醇體積分數下的變化

2.2 超聲波功率對蓮子多酚提取率的影響

分別在功率為100、200、300、400、500、600W 超聲波下處理20 min，按料液比 1:20，加入80%的乙醇水溶液進行提取試驗，結果如圖2所示。當超聲波功率達到400W前，多酚提取率隨著功率的升高而增加，而當超波功率為400W時,蓮子多酚的提取率達到最高值，繼續增加超聲波的功率，多酚的提取率反而降低，這是因為超聲波產生的空化效應過強，會破壞植物中多酚化合物空間結構，使其降解，從而呈現提取率略微降低的結果。本試驗表明，超聲功率在400W時，多酚提取率最高。

圖2 蓮子多酚提取率在不同超聲波功率下的變化

2.3 提取時間對蓮子多酚提取率的影響

在超聲波功率400 W下，按料液比 1:20，加入80%的乙醇水溶液分別提取5、10、15、20、25、30min，結果如圖3所示，隨著浸提時間逐漸遞增，多酚提取率會相應提高，但當超聲波處理20min，蓮子多酚提取率達到峰值后，繼續延長浸提時間，對蓮子多酚提取率的增加無推進作用，甚至阻礙了提取率的升高。因此，最佳的提取時間為20min。

圖3 蓮子多酚提取率在不同超聲波時間下的變化

2.4 料液比對蓮子多酚提取率的影響

在超聲波功率400 W下，分別按料液比1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30，加入80%的乙醇水溶液，處理20 min，結果如圖4所示。從圖中可以看出，蓮子多酚的提取量隨著料液比的增加而升高，但當料液比增加到1:20時，則增加變得相當緩慢且趨于平穩。考慮到提取成本等因素，選擇料液比1:20作為該提取工藝較適宜的參數。

圖4 蓮子多酚提取率在不同料液比下的變化

2.5 提取次數對蓮子多酚提取率的影響

在超聲波功率400 W下，按料液比1:20加入80%的乙醇水溶液，處理20 min，分別提取1、2、3、4、5次，多次浸提的溶液過濾、離心后收集合并上清液待測，如圖5所示，蓮子多酚的提取率變化趨勢起初比較明顯，提取次數小于等于3次時，蓮子多酚提取率增加的幅度較大，但當提取次數達到4次和5次時，多酚提取率的升高已趨于平穩，考慮到能耗成本會隨提取次數的增加而增加，則以提取3次為宜。

圖5 蓮子多酚提取率在不同提取次數下的變化

2.6 最佳工藝參數分析

通過單因素試驗，得出超聲波法輔助提取蓮子多酚的最優工藝條件為料液比1:20、乙醇體積分數為80%、超聲波功率400W、提取時間20min、提取3次，再基于此條件，采用L9(34)正交試驗對最優工藝條件作進一步探求。從表1可知，影響蓮子多酚提取率的主次因素是A＞D＞B＞C，即乙醇濃度＞超聲波功率＞料液比＞提取時間。最終得出最優工藝條件為：料液比1:20、乙醇體積分數為90%、超聲波功率400W、提取時間25min、提取3次。在此條件下浸提，蓮子的多酚提取率為6.04mg/g。

表1 正交試驗結果

3.結論

在常溫下采用超聲波法輔助溶液提取植物多酚等活性物質，能有效避免熱效應引起的活性成分結構變化及損失，大大提高了有效成分的提取率；同時，與煎煮法、回流法等提取技術相比，超聲波提取能大大縮短提取時間，從而達到降低能耗、節省成本的目的。