蚕豆种皮中单宁提取工艺优化

　　摘要：通过对提取溶剂的体积分数、提取时间、提取温度的调控，采用Ｌ９（３４）正交试验，Ｆｏｌｉｎ－Ｄｅｎｉｓ法测定提取液中单宁含量。建立了蚕豆种皮中单宁提取的最优工艺条件：５０％乙醇溶液在７０℃下浸提９ｈ。在最优提取工艺条件下，蚕豆种皮中单宁提取量为１．９６0 ｍｇ／ｇ。 　　关键词：蚕豆；单宁；提取 　　中图分类号：Ｓ６４３．６；ＴＱ２４３．１＋１文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）08－1653-03 　　Optimization of Extracting Techniques of Tannic Acid from Broad Bean 　　 　　ＨＯＵ Ｗａｎ－ｗｅｉ，ＬＩ Ｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｔｉａｎ，ＬＩＵ Ｙｕ－ｊｉａｏ 　　（Ｑｉｎｇｈａｉ Ａｃａｄｅｍｉｃ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ＆ Ｆｏｒｅｓｔｏｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｘｉｎｉｎｇ ８１００１６，Ｃｈｉｎａ） 　　 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｔａｎｎｉｃ ａｃｉｄ ｆｒｏｍ ｂｒｏａｄ ｂｅａｎ， ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔａｎｎｉｃ ａｃｉｄ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ Ｆｏｌｉｒ－Ｄｅｎｉｓ ｍｅｔｈｏｄ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｏｎ ｔａｎｎｉｃ ａｃｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ， ５０％ ｅｔｈａｎｏｌ ａｓ ｔｈｅ ｓｏｌｖｅｎｔ， ｌｅａｃｈｉｎｇ ａｔ ７０℃ ｆｏｒ ９ ｈｏｕｒｓ． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ ａｂｏｖｅ， ｔａｎｎｉｃ ａｃｉｄ ｗａｓ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｎｎｉｃ ａｃｉｄ ｃｏｕｌｄ ｒｅａｃｈ １．９６0 ｍｇ／ｇ． 　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｂｒｏａｄ ｂｅａｎ； ｔａｎｎｉｃ ａｃｉｄ； ｅｘｔｒａｃｔ 　　 　　蚕豆属于豆科巢菜属，一年生或越年生草本植物，是粮食、蔬菜和饲料、绿肥兼用型作物。蚕豆种皮较厚，在种皮中含有缩合类单宁。单宁是一类分子结构复杂的多元酚类化合物，为类黄酮和非类黄酮的聚合物，又称为鞣酸、单宁酸，分为水解类和缩合类［１］。单宁具有苦涩味，影响作物的适口性，同时单宁还能使食品或饲料中的蛋白质生成难溶性络合物，使蛋白酶、脂肪酶等消化酶类钝化，从而阻碍机体对蛋白质、脂肪等营养物质的消化吸收［２，３］。柿子等植物单宁提取研究较多［４－１２］。尚未见蚕豆单宁研究报道［１３，１４］，蚕豆是饲料的重要原料之一，蚕豆单宁研究具有重要意义。以青海蚕豆为试验材料，建立了蚕豆单宁的优化提取工艺，为蚕豆单宁含量研究提供快速�准确的测定方法。 　　１材料与方法 　　１．１材料 　　供试蚕豆品种为青海１２号。单宁酸、钨酸钠、磷钼酸等均为分析纯。 　　１．２方法 　　１．２．１单宁含量的测定采用Ｆｏｌｉｎ－Ｄｅｎｉｓ法，以单宁酸为标准液，得到吸光度（ｙ）与单宁浓度（ｘ）的回归方程：＝０．０１３ ８ｘ－０．０００ ４，ｒ＝０．９８３ ８。 　　１．２．２样品液的制备称取１ ｇ蚕豆种皮粉末过４０目筛子，放入１００ ｍＬ锥形瓶中加入一定比例的提取溶剂，浸提一定时间，过滤定容测定。 　　１．２．３单因素试验选择去离子水、乙醇、丙酮、正丁醇和甲醇作为蚕豆种皮单宁的提取溶剂，比较不同的提取溶剂对单宁的提取率。提取温度分别为３０、４０、５０、６０℃，浸提时间分别为３、５、７、９、１１ ｈ，提取溶剂体积分数分别为３０％、５０％、７０％、９０％，进行单因素试验。 　　１．２．４正交试验设计在单因素试验的基础上， 选定提取液乙醇体积分数、提取时间、提取温度 ３个因素在３个水平上进行Ｌ９（３４）正交试验，确定最优提取工艺，因素与水平设计见表１。 　　２结果与分析 　　２．１单因素试验 　　２．１．１提取溶剂对单宁提取量的影响在其他条件相同的情况下，称取１ ｇ蚕豆种皮粉末放入１００ ｍＬ锥形瓶中，分别加入去离子水、丙酮、乙醇、甲醇，冷浸材料７ ｈ。过滤得滤液，定容后测定单宁含量，结果见图１。由图１可见，在相同条件下，４种不同的溶剂的单宁提取量分别为：丙酮＞乙醇＞水＞甲醇，乙醇和丙酮之间提取效果相近，从试剂的安全性及成本考虑，本试验选用乙醇为提取溶剂。 　　 　　２．１．２乙醇体积分数对单宁提取量的影响在其他条件相同的情况下，分别用３０％、５０％、７０％、９０％的乙醇，冷浸材料７ ｈ，测定单宁含量，结果见图２。由图２可知，随着乙醇体积分数的升高，其单宁的提取量增加，乙醇体积分数为５０％时效果最佳，再增加乙醇体积分数，其单宁的提取量又有所下降，故选择乙醇体积分数为５０％。 　　２．１．３提取时间对单宁提取量的影响用７０％乙醇在其他条件相同下，分别冷浸材料３、５、７、９、１１ ｈ，测定单宁含量，结果见图３。由图3可知，随着提取时间的延长，其单宁提取量有所提高，当达到７ ｈ时为最大，９ ｈ相对于７ ｈ稍有降低，但再延长提取时间后，单宁提取量又下降，由此，从提取工艺角度出发，选择提取时间为７ ｈ。 　　２．１．４浸提温度对单宁提取量的影响在其他条件相同的情况下将样品分别在３０、４０、５０、６０、７０、８０℃下测定单宁提取量，结果见图４。由图４可知，随着提取温度的升高，单宁提取量升高较快，这可能是由于单宁在乙醇中的溶解度随着温度的升高而增大，但温度升至７０℃以后，单宁提取量又开始缓慢下降，可能是其中活性成分被破坏，也可能是温度过高造成了溶剂的损失，从而降低了提取量，综合各方面因素考虑浸提温度以７０℃为宜。 　　２．２正交试验结果分析 　　在上述单因素试验的基础上，进行正交试验，试验结果见表２、表３。表２、表３结果表明，在该试验条件下，影响蚕豆中单宁提取量的主次因素顺序为：乙醇体积分数＞提取温度＞提取时间，３因素在不同水平都达到了显著水平。最优的组合为乙醇体积分数５０％、提取温度７０℃、提取时间９ ｈ。应用此工艺条件测得青海１２号蚕豆种皮中单宁提取量为１．９６０ ｍｇ／ｇ。 　　３结论 　　试验研究了Ｆｏｌｉｎ－Ｄｅｎｉｓ显色法提取蚕豆种皮中单宁提取的工艺条件，考察了提取溶剂、溶剂体积分数、提取温度、提取时间等重要工艺参数对单宁提取量的影响。Ｆｏｌｉn－Ｄｅｎｉｓ显色法提取蚕豆种皮中单宁的最优提取工艺条件为使用５０％乙醇，在７０℃的水浴中，持续加热９ ｈ，测得青海１２号蚕豆种皮中单宁提取量为１．９６０ ｍｇ／ｇ。由于Ｆｏｌｉn－Ｄｅｎｉｓ法显色系统中，植物酚类物质也能与显色剂起颜色反应，从而影响比色的准确性。蚕豆种皮中单宁的组分及其纯化与分离有待进一步研究。 　　参考文献： 　　［１］ 杨连利，李仲瑾， 李小贝， 等． 元宝枫单宁类化合物的提取研究［Ｊ］．皮革化工，２００４，２１（５）：１－３，１７． 　　［２］ 张晓庆，郝正里， 李发弟． 植物单宁对反刍动物养分利用的影响［Ｊ］．饲料工业，２００６， ２７（１３）：４４－４６． 　　［３］ 石 碧，狄 莹．植物多酚［Ｍ］．北京：科学出版社，２０００． 　　［４］ 顾海峰，李春美，钟慧臻，等．柿子单宁优化提取工艺探讨［Ｊ］．食品科技，２００７，３２（２）：１３３－１３６． 　　［５］ 武予清，郭予元．棉花植株中的单宁测定方法研究［Ｊ］．应用生态学报，２０００，１１（２）：２４３－２４５． 　　［６］ 张 燕，吴谋成．油菜籽饼中单宁的提取、分离与纯化制备［Ｊ］．华中农业大学学报（自然科学版），１９９８，１７（３）：２９４－２９９． 　　［７］ 张春江，吕飞杰，台建祥，等．槟榔果及其制品中总酚和单宁含量的测定［Ｊ］．食品研究与开发，２００８，２９（６）：１１９－１２１． 　　［８］ 陈红英，林南英，谢金伦．塔拉粉中单宁含量的测定［Ｊ］．云南化工，２００６，３３（１）：４４－４５． 　　［９］ 熊晓燕，陈曼群，黎碧娜．从薯莨中提取单宁的最佳工艺条件研究［Ｊ］．广东工业大学学报，１９９８，１５（增刊）：３５－３８． 　　［１０］ 文赤夫，刘栋华，于祖春．百部中单宁的提取工艺优化［Ｊ］．宜宾学院学报，２００６（６）：３７－３９． 　　［１１］ 李 静，聂继云，李海飞， 等． 苹果果实单宁Ｆｏｌｉｎ－Ｄｅｎｉｓ测定法［Ｊ］．中国果树，２００６（５）：５７－５９． 　　［１２］ 苏小宝，庞 燕，戴丽君，等． 木麻黄枝叶中单宁含量的快速测定［Ｊ］． 福建林业科技，２００７，３４（１）：７９－８１． 　　［１３］ 李雪琴，裘爱泳．蚕豆生理活性物质研究进展［Ｊ］．粮食与油脂，２００２（７）：３４－３５． 　　［１４］ 张文华，张 霞．蚕豆皮中原花青素提取的工艺研究［Ｊ］，宁夏医科大学学报，２００９，３１（４）：５４６－５４８．

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