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《包裝與食品機械雜志》2015年第一期

1試驗方法

1．1標準曲線的繪制(1)沒食子酸標準溶液的配制。精確稱取0．1100g一水合沒食子酸，用蒸餾水溶解并定容至100mL容量瓶中，即為沒食子酸標準儲備液，此溶液質量濃度為1000mg•L－1;精密吸取5．00mL沒食子酸標準儲備液于100mL容量瓶中并用蒸餾水定容，配制成50mg•L－1沒食子酸標準使用液。(2)沒食子酸標準曲線的建立。精確吸取標準使用液0，1．00mL，2．00mL，4．00mL，6．00mL，8．00mL，10．00mL，分別置于7個25mL容量瓶中，依次加入1mLFolin-Ciocalteu試劑，4mL10%(w/v)碳酸鈉溶液，并用蒸餾水定容至刻度，充分混勻后在室溫下靜置90min，于765nm波長處測定吸光度［9－10］。以沒食子酸標準質量濃度C(mg•L－1)為橫坐標，吸光度A為縱坐標，繪制標準曲線得回歸方程A=0．1117C+0．0371，R2=0．9960。

1．2冬瓜皮多酚提取及含量的測定準確稱取1．0g已粉碎樣品，按一定體積分數的乙醇、液料比、提取溫度、提取時間進行水浴提取后［11］，過濾，精確吸取1．00mL濾液按1．2．1．2的方法在波長765nm處測定其吸光度，并根據標準曲線按下式計算樣品中多酚提取量(以沒食子酸計)。

1．3單因素試驗選取液料比、提取溫度、提取時間、乙醇溶劑體積分數作為影響因素，研究液料比40∶1、60∶1、80∶1、100∶1、120∶1;提取溫度40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃;提取時間15min、30min、45min、60min、75min、90min、105min、120min、150min;乙醇體積分數30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%作為考察因素，以冬瓜皮中多酚提取量為評價指標，進行單因素試驗，考察各因素對多酚提取效果的影響。

1．4響應曲面法優化試驗設計綜合單因素的試驗結果，根據Box-Behnken設計原理，以液料比(A)、提取溫度(B)、提取時間(C)以及乙醇體積分數(D)為自變量，多酚提取量(Y)為響應值，設計四因素三水平的響應面試驗，試驗因素水平編碼設計及自變量水平見表1。采用響應面分析法對提取條件進行優化，并利用Design-Exper8．0．6統計軟件對試驗數據進行處理。

2試驗結果與分析

2．1單因素試驗結果分析

2．1．1液料比對多酚提取效果的影響準確稱取1．0g樣品，分別按液料比40∶1、60∶1、80∶1、100∶1、120∶1加入體積分數為70%的乙醇溶液，在70℃水浴條件下提取30min，測其吸光度，平行試驗重復3次。用Excel軟件計算多酚提取量及其標準差，并繪制圖1。由圖1可知，隨著液料比逐漸增大，提取液中多酚含量在不斷增加，當液料比為80∶1時，多酚含量達到最大，隨著液料比的繼續增大，提取液中多酚含量呈現下降趨勢。這可能是因為液料比為80∶1時，多酚的溶解度達到飽和［12］，從而影響其進一步溶出，提取率降低。因此，從提取效果、提取成本等方面綜合考慮，液料比80∶1較為合適。

2．1．2溫度對多酚提取效果的影響準確稱取1．0g樣品，按液料比100∶1加入體積分數為70%的乙醇溶液，分別在40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃條件下水浴提取30min，測其吸光度，平行試驗重復3次。用Excel軟件計算多酚提取量及其標準差，并繪制圖2。試驗結果由圖2可知，隨著溫度的逐漸增加，多酚提取量在不斷增大，當溫度為80℃時，多酚含量達到最大。但是，當溫度大于80℃時，提取效果隨溫度的增高急劇下降。溫度過高會使部分溶劑揮發同時可能使多酚類物質發生氧化或降解［13］，從而造成提取率下降。因此，提取溫度選擇80℃效果較好。

2．1．3提取時間對多酚提取效果的影響準確稱取1．0g樣品，按液料比100∶1加入體積分數為70%的乙醇溶液，在70℃水浴條件下分別提取15min、30min、45min、60min、75min、90min、105min、120min、150min，測其吸光度，平行試驗重復3次。用Excel軟件計算多酚提取量及其標準差，并繪制圖3。由圖3可知，提取時間在90min以內，多酚含量隨著提取時間的增加而增大，此時體系已達到平衡狀態;當提取時間繼續延長，多酚含量反而下降。原因可能是隨著時間的延長，冬瓜皮中多酚物質溶出率減小，被氧化的量增加，提取率降低。因此，初步確定90min為較好提取溫度。

2．1．4乙醇體積分數對多酚提取效果的影響準確稱取1．0g樣品，按液料比100∶1分別加入體積分數為30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%的乙醇溶液，在70℃水浴條件下提取30min，測其吸光度，平行試驗重復3次。用Excel軟件計算多酚提取量及其標準差，并繪制圖4。乙醇體積分數對多酚提取含量的影響如圖4所示。隨著乙醇濃度的增加，提取液中多酚的含量也隨著增加，當乙醇體積分數為70%時，提取液中多酚含量達到最大，之后便逐漸減小。原因可能是乙醇濃度過高時，一些脂溶性物質溶出，導致多酚物質的提取量降低［14］，此外，高濃度乙醇可能使細胞內蛋白質凝固，影響多酚物質的溶出［15］。故乙醇體積分數選擇70%左右。

2．2響應面結果分析

根據中心組合試驗設計原理，在單因素的基礎上，采用四因素三水平共29個試驗點進行響應面試驗分析，其中標準序1～24為析因試驗，25～29為中心試驗，用來估計試驗誤差。具體試驗方案及結果見表2。

2．2．1模型的建立通過Design－Expert8．0．6軟件對表2中試驗數據進行多元回歸分析，分析結果見表3、表4。由表3可以得出:該模型F=30．16，P＜0．0001，表明模型回歸效果極顯著;失擬項F=1．21，P=0．47＞0．05，差異不顯著，表明方程對試驗擬合良好，試驗誤差較小。由表4可知:該模型決定系數R2=0．9629，表明模型的擬合程度良好;變異系數為1．84，說明試驗重復性較好。分析可知，模型中一次項C，交互項AB、BC、CD，二次項A2、D2、C2對響應值Y影響極顯著(P＜0．01);交互項AC對響應值Y影響顯著(P＜0．05)，其余項均不顯著(P＞0．05)。對表2數據進行回歸分析，剔除不顯著相，得到冬瓜皮多酚提取量Y對液料比A、提取溫度B、提取時間C以及乙醇體積分數D的標準回歸方程如下。

2．2．2響應面分析根據冬瓜皮多酚提取量的回歸方程所得顯著交互項的響應面圖，見圖5。由圖5可知，隨著液料比的增加、提取時間的延長、乙醇體積分數的增加，多酚提取量先增大后減小;隨著提取溫度的增高，多酚提取量在不斷下降，但下降趨勢不明顯。

2．2．3最佳提取條件的確定及驗證通過DesignExpert8．0．6軟件分析得出提取的最佳方案為:液料比73．17∶1、提取溫度70．29℃、提取時間87．23min、乙醇體積分數69．71%，提取多酚含量的預測值為6．42mg/g。考慮到實際情況，將最優條件修正為液料比73∶1、提取溫度70℃、提取時間87min、乙醇體積分數70%進行驗證試驗，重復6次，得到多酚提取量平均值為6．32mg/g(預測值為6．42mg/g)，該試驗值與理論預測值接近，重復性好，證實了此模型的可靠性。

3結束語

冬瓜皮作為一種潛在的再利用資源，含有豐富的對人體有益成分，具有很好的開發利用前景。本試驗以冬瓜皮為原料，在單因素的基礎上，采用響應面法優化多酚提取工藝，并建立了二次項數學模型，優化最佳提取工藝。結合實際情況，將最佳提取工藝條件修正為:液料比73∶1、提取溫度70℃、提取時間87min、乙醇體積分數70%。回歸分析和驗證試驗表明了該方法的合理性和可行性，并為天然抗氧化功能冬瓜副產品的進一步開發利用提供了科學依據。

作者：李娜李瑜谷文榮單位：河南農業大學食品科學技術學院