食品中多酚類化合物提取方法的研究進展

崔艷平 ，聶瑋 ，遲曉君 ，李泉 ，岳鳳麗

（1.山東農(nóng)業(yè)工程學院山東省教育廳重點實驗室“特色農(nóng)產(chǎn)品采后品控與綜合利用實驗室”，山東 濟南 250100；2.山東現(xiàn)代學院，山東 濟南 250100）

多酚類化合物是植物中一類化學物質(zhì)的統(tǒng)稱，因其具有多個羥基酚環(huán)而得名。我國多酚類物質(zhì)的研究可追溯至20世紀60年代對茶多酚的探索。2003年以來有關多酚的年文獻量已突破1000篇，自此以后基本呈線性增長，且所研究的領域逐漸拓寬，從基礎性領域發(fā)展至食品、化學工程、作物、果樹等學科。

1 多酚類化合物的概述

多酚類化合物是一類含有一種或多種羥基酚的植物化合物，通常發(fā)現(xiàn)于植物源性食品中，它們是植物體內(nèi)關鍵的次生代謝物，其含量略低于纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。多酚類物質(zhì)多是水溶性物質(zhì)，主要分布于植物細胞的液泡內(nèi)，一般以糖苷形式廣泛存在[1]。

多酚類化合物至今還沒有一種完善的分類體系，多數(shù)根據(jù)結(jié)構豐富性能夠分成兩種類型。一是結(jié)構比較簡單的酚類化合物；二是聚合物類化合物，主要包括木酚素、黑色素、單寧[1]。

多酚在許多食品中都存在，常見于水果、蔬菜、谷物、豆類、巧克力、咖啡、茶和葡萄酒等食品?，F(xiàn)代醫(yī)學研究證明,多酚類物質(zhì)具有較好的抗氧化作用，能夠預防心血管疾病，阻礙癌癥的發(fā)病，且對微生物的生長起到抑制的作用。

2 多酚類化合物的提取方法

2.1 溶劑浸提法

溶劑浸提法指是利用合適的溶劑從固體樣品中提取多酚類化合物或除去其干擾組分的方法。該方法的基本原理是利用多酚化合物與雜質(zhì)在不同溶劑中的溶解度及分子極性不同，從而達到分離提取的目的。

宋慧等[2]對梨皮進行漂燙預處理后，通過正交實驗發(fā)現(xiàn)采用體積分數(shù)70%乙醇溶液提取梨皮多酚效果最好，提取率最高達到35.56%，且對清除DPPH自由基、ABTS自由基的能力、抑制脂質(zhì)過氧化物和亞硝化反應的能力最好。陳秋娟等[3]將馬蹄皮粉碎后，用乙醇溶液浸提，得到馬蹄皮多酚的最佳提取工藝為乙醇濃度為80%，提取溫度為 80℃，浸提時間為 20min，料液比為 1∶60，其提取率為5.35%。廖霞等[4]以黑脈羊肚菌為原料，用乙酸乙酯、甲醇和水三種溶劑提取其中的多酚，得出該實驗總酚含量為20.109 mg/g,其中從水中提取多酚14.478mg/g,從甲醇中提取多酚5.443 mg/g,乙酸乙酯相提取了0.188mg/g。Iglesias-Carres Lisard等[5]利用溶劑抽提法從甜橙漿中提取酚類物質(zhì)，得到總多酚含量和苯乙烯含量最高的萃取條件為20mL/g、55°C和90%甲醇，開發(fā)了一種快速、便捷的方法提取多酚。

溶劑浸提法是多酚提取中最常用的一種方法，具有操作及設備簡單、成本較低等優(yōu)點，但存在試劑消耗量大、提取時間長、提取效率低等不可忽視的缺點，因此常采用其他輔助方法提高提取率。

2.2 超聲輔助萃取法

超聲輔助萃取法是利用超聲波輻射壓強提取多酚的技術。它的原理是使用其產(chǎn)生的空化效應、熱效應以及機械效應增加分子的運動頻率和速度，增加溶劑的滲透能力，進而加快多酚類化合物引入溶劑和提取效率的提高[1]。

茹月蓉等[6]采用超聲波輔助溶劑提取青岡櫟果殼多酚，得出最佳提取條件為乙醇體積分數(shù)50%、提取時間 25 min、料液比 1:40（g/mL）、提取次數(shù)5次，此條件下的多酚得率最高為3.13%。王彥陽等[7]用腰果葉做實驗材料,以丙酮為溶劑選取超聲波輔助方法提取其中的多酚類化合物，單因素試驗平行測定三次,采用多元二次回歸方程擬合探究提取腰果葉中多酚的最佳工藝：丙酮體積分數(shù)60%、提取溫度60℃、提取時間90 min,在此前提下多酚提取率為10.29%。張兆英等[8]采用聲波輔助法提取金絲小棗多酚，在超聲時間30min、乙醇濃度50%、料液比1∶15、超聲功率210W、超聲溫度50℃的條件下，多酚最高提取量為12.45mg/g。Afroz Bakht Md等[9]探究了用超聲波提取紅茶多酚的最優(yōu)工藝：在30分鐘的固定時間的條件下，在超聲波頻率中，40°C溫度和40%功率組合均表現(xiàn)出最高的累積率，且與 40 kHz超聲波浴相比，26 kHz超聲波探頭更適合于提取紅茶多酚。Afsaneh Azimi Mahalleh等[10]對金線蓮多酚進行超聲輔助提取的優(yōu)化，根據(jù)Derringer期望函數(shù)法得出其最佳工藝：超聲波提取時間15min，超聲波振幅60%，超聲波萃取溫度25°C，超聲波占空比60%。該工藝與常規(guī)方法（溶劑萃取）相比，多酚提取物顯著增加。

與一般的提取技術做對比，超聲波輔助萃取法具備價格低廉、高速快捷、所需的溫度低和提取過程產(chǎn)生的危害小等特點。

2.3 微波輔助萃取法

微波輔助萃取法的原理是利用萃取體系中各組分吸收微波能力的差異性，各組分被選擇性加熱，使得物質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生能量差，被萃取的多酚類化合物獲得足夠的動力，因而能從混合物體系中分離出來[1]。當今微波輔助提取法在水提取、醇提取中較為常見。

許瑞如等[11]采用微波輔助萃取法提取桔梗根中多酚，并將改進的提取方法與傳統(tǒng)水提法進行比較，得到的最佳提取工藝為：微波功率210 W、料液比 1:30 g/mL、微波時間 60 s、乙醇濃度50%、提取次數(shù)為2次。在此條件下，桔梗根多酚提取率達6.49 mg/g。謝小花等[12]使用微波法提取綠茶中的茶多酚，結(jié)果表明：在50%乙醇溶液為提取溶劑，料液比 (mL：g)為1：9，微波提取功率為320W,提取時間為18s的條件下，提取2次，得到茶多酚最佳提取工藝，該工藝的提取率可達23.4%。該法與傳統(tǒng)索氏提取法相比，能夠有效保護原料中的活性成分、提取的多酚氧化程度低等優(yōu)點，使微波法提取茶多酚具有廣闊的應用前景。Zill-E.Huma等[13]研究微波輔助萃取方法從角豆渣中提取多酚，采用微波功率340 W，乙醇濃度45%，溶劑與樣品比為30 mL/g，得到提取角豆渣多酚的最高提取率，證明了用微波輔助提取方法有效提高多酚提取過程的時間效率。

微波輔助萃取具有設備簡單、試劑用量少、萃取效率高、萃取速度快、適用廣泛、污染小等特點。

2.4 酶解法

酶解法是根據(jù)生物酶具有特異性這一特性，利用活性酶來水解特定的某種植物細胞壁的組成成分，促進植物細胞壁的破裂，進而較為容易提取其中的多酚類化合物的提取方法。

清源等[14]使用酶解法提取橄欖葉粗多酚，以橄欖葉粗多酚得率為指標，對復合酶的最佳配比進行優(yōu)化。確定當使用纖維素酶∶果膠酶∶中性蛋白酶為1∶1∶2時，提取效果最佳，多酚得率為1.58%；采用單因素和均勻試驗設計方法，優(yōu)化了酶法提取的工藝，并確定橄欖葉粗多酚的最佳提取方案為：酶解時間40 min，酶解溫度72℃，pH值4.2，酶用量7.1%，料液比1∶52(g/mL）。Zhu Zhenzhou等[15]以不可食用的蓮花根作為研究對象，使用酶輔助提取其中的多酚，發(fā)現(xiàn)用纖維素和果膠酶處理增強了多酚的萃取。陳建福等[16]以柚葉為原料，采用纖維素酶對柚葉中的多酚進行輔助提取，在單因素實驗的基礎上，采用響應面法對影響柚葉多酚提取的工藝條件進行優(yōu)化，建立了二次多項式方程，并確定了最佳工藝條件為:酶解時間 80min，酶用量 200 U，pH 5.8，酶解溫度49℃，在此條件下，柚葉多酚的提取率為35.90 mg/g。且與沒有進行酶預處理的超聲波輔助工藝相比,提取率提高了23.20%。

酶解法的優(yōu)點是反應條件溫和，不需要耐高溫或耐高壓及耐腐蝕的設備，副反應少，但反應時間過長是此法的缺點。

2.5 超臨界流體萃取法

超臨界流體可以有選擇地溶解溶質(zhì)或固體混合物，而此種方法的溶劑強度主要受溫度和壓力的影響，通常改進超臨界流體的這兩個因素優(yōu)化多酚提取實驗，進而從原料的各種組分根據(jù)在提取液中的溶解度差異先后提取多酚[1]。

馬景蕃等[17]利用超臨界CO2萃取技術，通過響應面法進行白背天葵多酚的提取工藝優(yōu)化，并與前人所使用的有機溶劑法和超聲輔助萃取法進行比較，確定了最佳提取工藝為：萃取壓力35MPa，萃取時間2 h，萃取溫度40℃和CO2流量20 L/h，多酚提取得率為5.32%。超臨界流體萃取法具有擴散性高，可控性強，操作溫度低，溶劑低毒價廉等優(yōu)點。

2.6 離子沉淀法

離子沉淀法是在待測樣品中加入適當?shù)碾x子沉淀劑，多酚類物質(zhì)與金屬離子形成絡合物，起到分離提取的作用。

肖政文等[18]選用離子沉淀法提取都勻毛尖加工廢棄物中茶多酚，以生石灰水為離子沉淀劑，抽濾后用乙酸乙酯萃取，選取合適的數(shù)據(jù)進行正交實驗，多酚提取率為2.25%左右。

離子沉淀法的優(yōu)點是處理方法簡單、有機試劑用量少、提取純度高等。缺點是在提取過程中要調(diào)節(jié)PH值，導致多酚類化合物的破壞，所用的重金屬離子有毒害等。

2.7 閃式提取法

閃式提取法是最近新興的一種方法，用閃式提取器來做多酚的提取。其原理是使用適當?shù)娜軇┰陂W式提取器中將原材料迅速粉碎到適當?shù)牧６?使細胞壁被破壞，有利于多酚物質(zhì)釋放到溶液中，因為此種方法一般在幾秒到幾分鐘就能完成，提取速率比常見方法高出100倍以上，故稱閃式提取法[19]。

張云等[20]將閃失提取法與加熱回流提取、超聲提取進行比較，驗證了閃式提取法優(yōu)于一般方法的快速、高效的特點。王長凱等[21]將牛蒡作為原料，加入一定體積分數(shù)的乙醇用閃式提取器提取，改進閃式提取法提取牛蒡中多酚的最佳提取工藝條件，結(jié)果表明，閃式提取牛蒡多酚的最佳工藝為:在乙醇體積分數(shù)為 80%，料液比 1∶28(g∶m L)下，提取55 s，提取2次，牛蒡中多酚提取率最高，為 0.8256%±0.0023%。

閃式提取法提取多酚的優(yōu)點為顯著降低能耗，降低生產(chǎn)成本，綠色環(huán)保。

2.8 其他提取方法

多酚類化合物的提取方法還包括高壓脈沖電場提取、膜分離提取和紅外輔助萃取等。另外，有不少研究者將兩種或兩種以上的提取技術結(jié)合起來，運用聯(lián)合技術提取多酚，有效的提高了多酚類化合物的提取率。

3 小結(jié)

近年來，多酚類物質(zhì)因其具有的抗氧化、抗癌、抗炎癥等功效越來越受到研究者的關注，且多酚在各種植物源性食物中都有存在，隨著學者不斷從不同植物中提取多酚類化合物，人們對多酚的認識就愈加廣闊，也拓寬了多酚的應用前景。同時，在多酚類物質(zhì)的提取技術上，學者們根據(jù)基礎的提取方法進行開拓創(chuàng)新，對傳統(tǒng)方法改進優(yōu)化，極大地提高了原料的利用率和減少了資源浪費。此外，部分研究者選擇一些被稱作為廢棄物的果皮、殼、核作為實驗材料研究多酚，切實做到了變廢為寶的綠色環(huán)保再利用。