柿子树为柿科柿属落叶大乔木,生长在热带和温 带地区。我国是柿子树的主要种植区,柿子年产量占 全世界的50%以上,主要分布于陕西、山东、河南等地。柿子营养丰富,产量巨大,有数据表明,2016年我 国柿子产量达396万吨。柿子成熟后不易长期保存, 除鲜食外,大部分被进一步深加工制成柿饼、柿干、浓缩柿子汁等。柿皮是柿子深加工过程中的主要副产物, 约占柿子重量 的10%,近 年 来,随着柿子产业的快 速发展,因大量的柿皮未被有效地处理而对环境造成 了较为严重的污染,越来越被大家重视。研究表明,柿 皮中含有较多的多酚、膳食纤维、果胶物质、单宁以及 类胡萝卜素等活性成分,具有进一步开发的潜力。 综合利用柿子皮,不仅可以提高柿子加工产品的附加 值,而且可以实现柿子加工副产物的减量化和资源化, 对于环境保护具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
柿皮:由富平永辉现代农业柿子产业园提供。 β-胡 萝 卜 素 标 准 品、1,1-二 苯 基-2-三 硝 基 苯 肼 (DPPH)、ABTS 二 胺 盐:上 海 源 叶 生 物 科 技 有 限 公 司;碳酸氢二钠、石油醚、碳酸二氢钠、铁氰化钾、乙酸 乙酯、抗坏血酸、无水乙醇、30%双氧水、三氯化铁:天 津科密欧化学试剂有限公司;丙酮、水杨酸:国药集团 化学试剂有限公司;以上试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
FA1004N 型电子分析天平 上海上天精密仪器 有限公司;UV-1100型紫外可见分光光度计 上海美谱达仪器有限公司;600型电热恒温水浴锅 北京 科 伟永兴仪器 有 限 公 司;RE52CS-1型 旋 转 蒸 发 仪 上 海亚荣生化仪器厂;KH5200DE 型超声波清洗器 昆山禾创超声仪器有限公司;九州网址GZX-9246MBE型 电 热 鼓 风干燥箱 上海九州网址实业有限公司医疗设备厂。
1.3 试验方法
1.3.1 原料预处理
将新鲜 柿 皮 冷 冻 干 燥,取 出 切 成 小 块,粉 碎 过 20目筛,备用。
1.3.2 β-类胡萝卜素标准曲线的绘制
精确称取β-胡 萝 卜 素 标 准 品 5 mg,溶 解 于 丙 酮 中,定容至100mL,制备成浓度为50μg/mL 的β-胡萝卜素标准液。分别吸取5,10,15,20,25mL标准液 至50mL容量瓶中,用丙酮定容,制备成浓度分别为5, 10,15,20,25μg/mL的标准工作液,在450nm 处测量吸 光值,并绘制标准曲线。得回归方程为 Y=0.0227X+ 0.0048,R2=0.9996,线性关系良好。
2 结果与分析
不同提取溶剂对类胡萝卜素提取效 果的影响较为明显,以无水乙醇作提取溶剂时,柿皮类 胡萝卜素含量最高;当乙酸乙酯作为提取溶剂时,柿皮 类胡萝卜素含量最低。这是因为类胡萝卜素在不同的 溶剂中具有不同的溶解度,因此提取效果也各不相同。 无水乙醇作为常用溶剂,具有安全、成本低、粘性小、易 回收等优点。因此,合适的提取溶剂为无水乙醇。温度逐渐升高,柿皮类胡萝卜素含量 先增加后减小。当温度升高至50℃时,类胡萝卜素含 量达到最大。温度越高,分子热运动越快,类胡萝卜素 溶解速率越快,但温度过高,含量下降,这可能是由类 胡萝卜素的不稳定性引起的,导致类胡萝卜素活性丧 失,乙醇的蒸发速率增加且能量消耗增加。综合考虑, 选取的超声温 度 为50 ℃,随后的响应面优化试验在 40~60 ℃范围内进行。
3 结论
响应面优化出柿皮中类胡萝卜素的最佳提取工艺 为:超声功率100 W,提取溶剂为无水乙醇,提取温度 60℃,提取时间30min,液料比40∶1 (mL/g),进行 验证试验,测得含量为2.58mg/g,与理论计算柿皮中 类胡萝卜素的最大提取含量2.63mg/g比较,误差仅 为1.9%,具有实用价值。体外抗氧化试验结果表明, 当柿皮类胡萝卜素浓度为50μg/mL 时,DPPH 自 由 基的清除率为96.48%,略高于 Vc;对 ABTS+ 的清除 率达93.35%,与 Vc相当;50μg/mL柿皮类胡萝卜素 对·OH的清除率达46.54%,显著高于 Vc;50μg/mL 柿皮类胡萝卜素对铁的还原力为0.40,显著高于 Vc, 说明柿皮类胡萝卜素具有较强的体外抗氧化活性。
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