魏 征，趙雅嬌，黃 羽，張雅麗，盧 江,*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083；2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院葡萄與葡萄酒研究所，廣西 南寧 530000）

響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化超聲波輔助提取圓葉葡萄鞣花酸 和總酚工藝

魏 征1，趙雅嬌1，黃 羽2，張雅麗1，盧 江1,*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083；2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院葡萄與葡萄酒研究所，廣西 南寧 530000）

以圓葉葡萄Noble皮和籽為原料，使用丙酮提取溶劑（丙酮-水-鹽酸體積比70∶29∶1），采用超聲波輔助提取圓葉葡萄中以鞣花酸為主的多酚類化合物。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化圓葉葡萄皮中鞣花酸和總酚提取工藝，建立數(shù)學(xué)回歸模型，并分析雙因素間的交互作用。結(jié)果表明，影響圓葉葡萄皮中鞣花酸和總酚含量的顯著因素為料液比、提取時(shí)間和超聲功率，得到的最佳提取工藝條件為料液比1∶30（g/mL）、提取時(shí)間28 min、超聲功率616 W，此條件下鞣花酸和總酚含量分別為616.21μg/g和15.06 mg/g（以沒食子酸當(dāng)量計(jì)，鮮質(zhì)量）。用響應(yīng)面試驗(yàn)對圓葉葡萄中鞣花酸和總酚提取進(jìn)行優(yōu)化，可得到最佳工藝條件，驗(yàn)證結(jié)果與理論預(yù)測擬合度高，可為實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

圓葉葡萄；鞣花酸；超聲波輔助提??；響應(yīng)面

圓葉葡萄（Vi t i s ro t u n d i f o l i a），葡萄科（Vitaceae），圓葉葡萄亞屬（MuscadiniaPlanch），起源于美國東南 部地區(qū)。本實(shí)驗(yàn)室陸續(xù)從美國引進(jìn)多個圓葉葡萄品種，分別定植于廣西和云南等地，已經(jīng)正常掛果[1]，可實(shí)現(xiàn)一年兩熟。研究表明，圓 葉葡萄 具有抗癌[2]、抗菌[3-5]、抗炎[6]、抗糖尿病[7]、抑制肥胖相關(guān)代謝并發(fā)癥[8]和抑制細(xì)胞凋亡[9-10]等特性，均與其含有特有的多酚類化合物有關(guān)。鞣花酸是一種多酚二內(nèi)酯，具有抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、抗菌、增強(qiáng)免疫、抗增殖和DNA損傷等活性，還有凝血功能[11-14]，在薔薇科家族的漿果（如黃莓、覆盆子、玫瑰果和草莓等）和許多草本植物（石榴、橡樹和樺樹葉等）中普遍存在[2-4]。葡萄種屬中，目前只在圓葉葡萄中檢測到鞣花酸類化合物，包括鞣花酸及鞣花單寧，以單體、多聚體及糖苷等形式存在，含量豐富，為圓葉葡萄中多酚的主要成分[15-17]。目前，對于鞣花酸的提取鑒定較多采用溶劑浸提法，而超聲波或微波輔助溶劑浸提操作簡便、能耗低，可在一定程 度上提高提取效率[18-20]，但針對圓葉葡萄 不同部位鞣花酸的提取工藝鮮有系統(tǒng)研究。本研究選用圓葉葡萄Noble皮和籽為原料，針對圓葉葡萄中以鞣花酸為主的多酚化合物提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，旨在完善提取方法，提高提取效率，也為后期圓葉葡萄種質(zhì)資源評價(jià)以及相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料與試劑

成熟的N oble夏果于2012年8月采自廣西南寧。

甲醇、丙酮、乙醇、乙酸乙酯、正丁醇、三氯甲烷和鹽酸等（均為分析純） 北京化工試劑公司；鞣花酸（色譜純） 美國Sigma公司；乙腈、甲酸（均為色譜純）美國Honeywell公司。

1.2儀器與設(shè)備

LC-20AT高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）儀（SPD-M20A二極管陣列檢測器、SIL-20A自動進(jìn)樣器、CTO-10AS柱溫箱）日本島津公司；Primo R多用途臺式高速離心機(jī) 美國Thermo公司；LGJ-18冷凍干燥機(jī) 北京四環(huán)科技儀器有限公司；RE-52旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；FW-135中草藥粉碎機(jī)（30～200目） 天津泰斯特有限公司。

1.3方法

1.3.1樣品前處理

手工分離鮮果的皮和籽，經(jīng)預(yù)冷處理后，真空冷凍干燥48 h，粉碎機(jī)粉碎。對葡萄籽粉按料液比1∶20（g/mL）加入石油醚，25℃條件下避光浸提脫脂24 h，澄清去上清液，殘?jiān)芄怙L(fēng)干，-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2超聲波輔助溶劑法提取圓葉葡萄中總酚和鞣花酸

參考Xu Changmou等[21]的方法，有改動。精確稱取0.500 0 g葡萄皮或籽粉（已脫脂）干樣于50 mL離心管中，按料液比1∶30（g/mL）加入丙酮（丙酮-水-鹽酸體積比70∶29∶1），漩渦30 s，置于超聲波清洗機(jī)中，25℃、600 W條件下超聲提取30 min，7 600 r/min離心20 min，殘?jiān)貜?fù)提取2次，合并上清液。取出2 mL用于總酚測定（24 h內(nèi)完成），其余在35℃條件下真空旋蒸除去溶劑，甲醇（含1%甲酸）定容至5 mL，-80℃保存。樣品先經(jīng)0.45μm纖維素膜過濾，再上HPLC檢測。所有提取及檢測均平行3次。

1.3.3圓葉葡萄中總酚和鞣花酸提取單因素試驗(yàn)

對提取溶劑種類、溶劑體積分?jǐn)?shù)、料液比、提取時(shí)間及超聲功率進(jìn)行單因素試驗(yàn)，以確定各因素影響程度和適宜范圍。單因素試驗(yàn)各因素設(shè)定值參照1.3.2節(jié)，只變更單因素項(xiàng)，其余不變。提取溶劑選用甲醇、丙酮、乙醇、乙酸乙酯、正丁醇和三氯甲烷（體積分?jǐn)?shù)70%，含1%鹽酸），溶劑選用體積分?jǐn)?shù)50%、60%、70%、80%的丙酮（含1%鹽酸），料液比選用1∶10、1∶20、1∶30、1∶40，提取時(shí)間選用10、20、30、40、50 min，超聲功率選用200、400、600、800 W。

1.3.4響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化圓葉葡萄皮中酚類化合物提取工藝

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以鞣花酸和總酚含量為響應(yīng)值，應(yīng)用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對料液比、提取時(shí)間和超聲功率3個因素進(jìn)行響應(yīng)面分析。各因素及水平編碼見表1。

表1 圓葉葡萄皮中酚類化合物提取因素水平表Table 1 Code and corresponding actual values of the optimization parameters of muscadine phenolic compounds extraction

1.3.5 指標(biāo)測定

1.3.5.1總酚含量測定

參考Singleton等[22]的方法，有改動。取100 ?L樣液或各梯度的標(biāo)準(zhǔn)液至10 mL具塞試管，依次加入3 mL蒸餾水、250 ?L福林酚試劑、750 ?L質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的Na2CO3溶液和900 ?L蒸餾水，至總體積5 mL。漩渦混勻，40℃水浴30 min，在760 nm波長處測定吸光度，空白以100 ?L蒸餾水代替樣液，其余不變。以沒食子酸為標(biāo)樣，結(jié)果以沒食子酸當(dāng)量表示（mg/g，鮮質(zhì)量），總酚標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.002 1x-0.047（R2=0.996 2），線性范圍為50～1 000 ?g/mL。

1.3.5.2鞣花酸含量測定

HPLC檢測條件：檢測波長254 nm；掃描范圍：200～600 nm；流動相A：1%甲酸水溶液，流動相B：乙腈；洗脫梯度：0 min，0%B；35 min，40%B；38 min，100%B；53 min，100%B，55 min，0%B；60 min，0%B；流速：1 mL/min；進(jìn)樣量：10μL。鞣花酸標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=105 850x-347 410（R2= 0.994 7），線性范圍為20～400μg/mL。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用Office 2010統(tǒng)計(jì)所有數(shù)據(jù)，Ori gin 8.0作圖，結(jié)果以表示。采用SPSS 20.0進(jìn)行ANOVA和Duncan’s差異顯著性分析（P=0.05），并采用Design-Expert 8.0.5進(jìn)行響應(yīng)面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1提取溶劑種類對圓葉葡萄總酚和鞣花酸含量的影響

在料液比1∶30、提取溶劑體積分?jǐn)?shù)70%（含1%鹽酸）、超聲功率600 W、提取時(shí)間30 min、25℃條件下進(jìn)行不同提取溶劑單因素試驗(yàn)。

圖1 提取溶劑種類對圓葉葡萄總酚（A）和鞣花酸（B）含量的影響Fig.1 Effects of different solvents on the yield of total phenols and ellagic acid from muscadine

圖1表明，不同提取溶劑對圓葉葡萄總酚和鞣花酸含量有較大影響。甲醇、丙酮和乙醇的提取量顯著高于乙酸乙酯、正丁醇和三氯甲烷。其中，丙酮提取皮和籽中總酚含量分別為16.03 mg/g和49.77 mg/g，皮中鞣花酸含量為635.53μg/g，顯著高于甲醇和乙醇提取時(shí)的含量，而籽中鞣花酸含量三者差異不顯著，與已有研究[22-23]結(jié)果一致。單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，選用丙酮作為提取溶劑效果更好。

2.1.2溶劑體積分?jǐn)?shù)對圓葉葡萄總酚和鞣花酸含量的影響

在料液比1∶30、丙酮為提取溶劑（含1%鹽酸）、超聲功率600 W、提取時(shí)間30 min、25℃條件下進(jìn)行不同丙酮體積分?jǐn)?shù)單因素試驗(yàn)。

圖2 丙酮體積分?jǐn)?shù)對圓葉葡萄總酚（A）和鞣花酸（B）含量的影響Fig.2 Effects of acetone concentration on the yield of total phenols and ellagic acid from muscadine

由圖2可知，皮和籽中總酚及鞣花酸含量在丙酮體積分?jǐn)?shù)為60%～80%之間差異不顯著，但皮中鞣花酸含量顯著高于丙酮體積分?jǐn)?shù)為50%時(shí)的含量，籽中鞣花酸含量在不同體積分?jǐn)?shù)條件下均差異不顯著。丙酮體積分?jǐn)?shù)過高時(shí)，會使某些脂溶性物質(zhì)和醇溶性的雜質(zhì)溶出增多，這些成分往往同丙酮-水分子競爭結(jié)合，干擾因素隨之增大，不僅導(dǎo)致多酚含量的下降，還可能給后續(xù)工作帶來不便[24]。綜合考慮以上因素，后期試驗(yàn)選擇體積分?jǐn)?shù)為70%的丙酮水溶液。

2.1.3料液比對圓葉葡萄總酚和鞣花酸含量的影響

在70%丙酮（含1%鹽酸）為提取溶劑、超聲功率600 W、提取時(shí)間30 min、25℃條件下進(jìn)行不同料液比單因素試驗(yàn)。

圖3 料液比對圓葉葡萄總酚（A）和鞣花酸（B）含量的影響Fig.3 Effects of different ratios of solid to liquid on the yield of total phenols and ellagic acid from muscadine

圖3表明，在料液比1∶10～1∶30范圍內(nèi)，籽中總酚含量在不同條件下差異不顯著，而皮中總酚含量及皮與籽中鞣花酸含量均隨提取溶劑用量增加而增大；但料液比在1∶30之后，各指標(biāo)含量均趨于下降。綜合認(rèn)為，選擇1∶30的料液比效果最好。

2.1.4提取時(shí)間對圓葉葡萄總酚和鞣花酸含量的影響

在料液比1∶30、70%丙酮（含1%鹽酸）為提取溶劑、超聲功率600 W、25℃條件下進(jìn)行不同提取時(shí)間單因素試驗(yàn)。

圖4 提取時(shí)間對圓葉葡萄總酚（A）和鞣花酸（B）含量的影響Fig.4 Effects of extraction time on the yield of total phenols and ellagic acid from muscadine

提取時(shí)間對總酚和鞣花酸含量影響較大（圖4）。皮與籽中總酚和鞣花酸含量均在20～30 min內(nèi)隨提取時(shí)間的延長顯著增大，隨后均隨時(shí)間的延長而顯著降低。一般提取時(shí)間越長，含量越高，但提取時(shí)間大于30 min后其含量反而降低，這可能是由于時(shí)間過長有較多的其他脂溶性成分隨之溶出，因此后續(xù)選擇30 min繼續(xù)研究。

2.1.5超聲功率對圓葉葡萄總酚和鞣花酸含量的影響

在料液比1∶30、70%丙酮（含1%鹽酸）為提取溶劑、提取時(shí)間30 min、25℃條件下進(jìn)行不同超聲功率單因素試驗(yàn)。

圖5 超聲功率對圓葉葡萄總酚（A）和鞣花酸（B）含量的影響Fig.5 Effects of ultrasonic power on the yield of total phenols and ellagic acid from muscadine

由圖5可知，在200～600 W范圍內(nèi)，隨著超聲功率的提高，皮中總酚含量相應(yīng)提高，籽中總酚含量雖在400 W時(shí)略低于200 W，但兩者之間差異不顯著，且皮和籽中總酚含量均在600 W時(shí)達(dá)到最大值，隨后顯著下降。而皮與籽中鞣花酸含量在不同條件下差異不顯著，但趨勢線反映出鞣花酸變化趨勢與總酚相一致，從而選擇600 W進(jìn)行后續(xù)研究。

2.2響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1回歸方程的建立與方差分析

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Experimental design and results for response surface analysis

由單因素試驗(yàn)結(jié)果可知，不同單因素對圓葉葡萄皮和籽的影響規(guī)律大致相同，但皮中差異顯著性總體高于籽，因此響應(yīng)面分析只在皮中進(jìn)行。綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇料液比、提取時(shí)間和超聲功率3個因素為變量，以總酚和鞣花酸含量作為響應(yīng)值，對超聲波輔助提取圓葉葡萄皮中總酚和鞣花酸的參數(shù)進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化分析。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果（表2），經(jīng)Design-Expert 8.0.5軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析（表3、4），二次回歸擬合后，得到超聲輔助溶劑提取圓葉葡萄皮中鞣花酸及總酚的二次多項(xiàng)回歸方程：Y鞣花酸=622.04-10.81A-19.88B+4.90C+6.70AB+25.20AC+8.17BC-55.43A2-49.51B2-30.36C2；Y總酚=15.09+0.040A-0.11B+0.23C+0.092AB+0.57AC+0.075BC-0.34A2-0.62B2-1.11C2。

表3 鞣花酸含量回歸方程各項(xiàng)方差分析Table 3 Analysis of variance for the fitted quadratic polynomial regression model of ellagic acid content

表4 總酚含量回歸方程各項(xiàng)方差分析Table 4 Analysis of variance for the fitted quadratic polynomial regression model of total phenol

從表3方差分析可知，以鞣花酸含量為響應(yīng)值建立的回歸模型極顯著，模型相關(guān)系數(shù)校正決定系數(shù)表明模型實(shí)際值與預(yù)測值吻合度較好，失擬項(xiàng)P=0.698 2＞0.05，失擬不顯著，說明其他不可忽略的因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響很小。一次項(xiàng)中提取時(shí)間對鞣花酸含量的線性效應(yīng)極顯著；二次項(xiàng)中料液比、提取時(shí)間和超聲功率均對鞣花酸含量的曲面效應(yīng)極顯著；交互項(xiàng)中，料液比和超聲功率相互作用極顯著。該方程對試驗(yàn)擬合較好，因此可用該模型對鞣花酸提取試驗(yàn)進(jìn)行分析和預(yù)測。由F檢驗(yàn)得到因素影響大小順序?yàn)椋禾崛r(shí)間＞料液比＞超聲功率。

同理，以總酚含量為響應(yīng)值的回歸模型極顯著（表4），模型的相關(guān)系數(shù)校正決定系數(shù)，失擬項(xiàng)失擬不顯著。一次項(xiàng)中超聲功率對總酚含量的線性效應(yīng)顯著；二次項(xiàng)中料液比對總酚含量曲面效應(yīng)顯著，提取時(shí)間和超聲功率極顯著；交互項(xiàng)中，料液比和超聲功率間極顯著。同樣證明了此模型與試驗(yàn)擬合較好，自變量與響應(yīng)值之間線性關(guān)系顯著，也可用于對總酚提取試驗(yàn)的理論推測。由F檢驗(yàn)得到的因素影響大小順序?yàn)椋撼暪β剩咎崛r(shí)間＞料液比。

2.2.2響應(yīng)面分析

通過Box-Behnken試驗(yàn)得到的多元二次回歸模型所作的響應(yīng)面圖及其等高線圖，可用于評價(jià)試驗(yàn)因素對圓葉葡萄皮總酚及鞣花酸含量影響的兩兩交互作用以及確定各個因素的最佳水平范圍。

圖6 各因素交互作用對鞣花酸含量影響的響應(yīng)面圖Fig.6 Response surface plots showing the interactive effects of three extraction parameters on ellagic acid content

圖7 各因素交互作用對總酚含量影響的響應(yīng)面圖Fig.7 Response surface plots showing the interactive effects of three extraction parameters on total phenol content

各因素交互作用的響應(yīng)面立體分析見圖6、7。由圖6可較直觀地看出各因素交互作用對圓葉葡萄皮中鞣花酸含量的影響，提取時(shí)間對鞣花酸影響最大，表現(xiàn)為曲線較陡；料液比和超聲功率影響較小，表現(xiàn)為曲線較平滑，隨其數(shù)值的變化，響應(yīng)值變化較小。從圖6b可以看出，響應(yīng)面線較陡，說明料液比和超聲功率交互作用對鞣花酸含量的影響較明顯，這與方差分析的結(jié)果相一致。圖7中交互作用表現(xiàn)更為明顯，超聲功率曲線陡峭度相比其他因素大很多，其次是提取時(shí)間，料液比曲線平滑度最高。圖7b響應(yīng)曲面線較陡，圖7c次之，圖7a最為平緩，說明超聲功率和料液比間交互作用對 總酚含量影響最為明顯，同樣符合方差分析結(jié)果。

2.2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果

采用Design-Expert軟件，根據(jù)所建立的模型進(jìn)行參數(shù)最優(yōu)化分析，得到的最佳工藝條件為料液比1∶29.61、提取時(shí)間28.52 min、超聲功率615.07 W，此條件下，鞣花酸含量為624.31μg/g，總酚含量為15.10 mg/g。為了便于實(shí)際操作，確定提取圓葉葡萄皮的條件為料液比1∶30、提取時(shí)間28 min、超聲功率616 W，在此條件下進(jìn)行3組平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，鞣花酸及總酚含量分別為（616.21±25.62）μg/g和（15.06±0.37）mg/g，實(shí)際結(jié)果與理論預(yù)測吻合度很高，因此響應(yīng)面優(yōu)化得到的最佳提取條件可靠且有應(yīng)用價(jià)值。

3 討 論

葡萄多酚受原料預(yù)處理、測定方法等多因素共同影響，且前處理遠(yuǎn)大于測定方法對結(jié)果造成的影響。葡萄多酚的常用提取溶劑包括丙酮、甲醇、乙醇、乙酸乙酯和水等。由于溶劑間的極性不同，其多酚的提取效果及提取后的抗氧化能力存在較大差異。Yilmaz等[23]將幾種常用溶劑最佳提取體積分?jǐn)?shù)時(shí)的提取效率進(jìn)行了對比分析，指出以50%～75%的丙酮溶液提取圓葉葡萄多酚，其提取效果要優(yōu)于60%乙醇及70%甲醇。Xu Baojun等[24]研究了6種常用溶劑系統(tǒng)對8種主要豆類食品中多酚物質(zhì)的提取效率差異，表明酸化的70%的丙酮（含0.5%的乙酸）或80%的丙酮對多酚物質(zhì)有最佳的提取效率，這均與本研究結(jié)果相一致。

在提取實(shí)驗(yàn)中，提取次數(shù)與料液比存在交互作用，通常溶劑用量越大，提取效果越好，提取等量酚類化合物所需次數(shù)也越少，但過大的溶劑用量一方面會造成能源浪費(fèi)，另外也會對后續(xù)過濾、濃縮的進(jìn)一步處理帶來麻煩。本研究基于大量前人實(shí)驗(yàn)結(jié)果，即重復(fù)提取3次開展實(shí)驗(yàn)[21,25-26]，最終結(jié)果也表明取得了較好效果。

超聲功率對鞣花酸及總酚含量的影響趨勢不同，可能由于當(dāng)超聲波功率較低時(shí)，超聲強(qiáng)度不足以產(chǎn)生空化作用，隨著超聲功率的增加，超聲波在液體介質(zhì)中不斷產(chǎn)生無數(shù)內(nèi)部壓強(qiáng)達(dá)到上千個大氣壓的微氣穴，微氣穴不斷爆破產(chǎn)生強(qiáng)大沖擊，此時(shí)空化作用明顯，超聲提取率增加[27]。但當(dāng)超聲強(qiáng)度過大，導(dǎo)致壓強(qiáng)突增產(chǎn)生的空氣氣泡過多，沒有充分的時(shí)間潰陷，超聲空化作用降低，也達(dá)不到使葡萄皮與籽細(xì)胞破壁的強(qiáng)度，故有效成分的溶出也不充分。在空化作用與機(jī)械作用的最佳結(jié)合點(diǎn)上，有效成分溶出最完全，提取率最大。

本實(shí)驗(yàn)采用響應(yīng)面法優(yōu)化圓葉葡萄中鞣花酸類多酚化合物提取工藝，在響應(yīng)面法優(yōu)化所得的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，所測得的鞣花酸與總酚含量與預(yù)測值十分接近，參數(shù)準(zhǔn)確可靠，可用于實(shí)際操作。

4 結(jié) 論

本研究采用超聲輔助溶劑提取法針對圓葉葡萄皮和籽中鞣花酸進(jìn)行提取工藝研究。根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇料液比、提取時(shí)間和超聲功率3 個因素對圓葉葡萄皮的提取工藝進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化分析，得到的最佳工藝條件為：料液比1∶29.61（g/mL）、提取時(shí)間28.52 min、超聲功率615.07 W。在料液比1∶30、提取時(shí)間28min、超聲功率616W條件下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，鞣花酸及總酚含量分別為（616.21±25.62）μg/g和（15.06±0.37） mg/g，實(shí)際結(jié)果與理論預(yù)測擬合度高。

[1]黃羽,彭宏祥,林玲,等.美國圓葉葡萄引種表現(xiàn)及栽培技術(shù)要點(diǎn)[J].福建果樹, 2010(2): 40-42.

[2] YI Weiguang, FISCHER J, AKOH C C. Study of anticancer activities of muscadine grape phenolicsin vitro[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53(22): 8804-8812.

[3] KIM T J, SILVA J L, JUNG Y S. Antibacterial activity of fresh and processed red muscadine juice and the role of their polar compounds onEscherichia coliO157: H7[J]. Journal of Applied Microbiology, 2009, 107(2): 533-539.

[4] PARK Y J, BISWAS R, PHILLIPS R D, et al. Antibacterial activities of blueberry and muscadine phenolic extracts[J]. Journal of Food Science, 2011, 76(2): M101-M105.

[5] BROWN J C, JIANG Xiuping. Activities of muscadine grape skin and polyphenolic constituents againstHelicobacter pylori[J]. Journal of Applied Microbiology, 2013, 114(4): 982-991.

[6] NORATTO G D, ANGEL M G, TALCOTT S T, et al. Polyphenolics from Ac?aí (Euterpe oleraceaMart.) and red muscadine grape (Vitis rotundifolia) protect human umbilical vascular endothelial cells (HUVEC) from glucose- and lipopolysaccharide (LPS)-induced inflammation and target microRNA-126[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011, 59(14): 7999-8012.

[7] YOU Qi, CHEN Feng, WANG Xi, et al. Inhibitory effects of muscadine anthocyanins onα-glucosidase and pancreatic lipase activities[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011, 59(17): 9506-9511.

[8] GOURINENI V, SHAY N F, CHUNG S, et al. Muscadine grape (Vitis rotundifolia) and wine phytochemicals prevented obesity-associated metabolic complications in C57BL/6J mice[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2012, 60(31): 7674-7681.

[9] MERTENS T S U, LEE J H, PERCIVAL S S, et al. Induction of cell death in Caco-2 human colon carcinoma cells by ellagic acid rich fractions from muscadine grapes (Vitis rotundifolia)[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2006, 54(15): 5336-5343.

[10] HUDSON T S, HARTLE D K, HURSTING S D, et al. Inhibition of prostate cancer growth by muscadine grape skin extract and resveratrol through distinct mechanisms[J]. C ancer Research, 2007, 67(17): 8396-8405.

[11] KIM S, NISHIMOTO S K, BUMGARDNER J D, et al. A chitosan/β-glycerophosphate thermo-sensitive gel for the delivery of ellagic acid f or the treatment of brain cancer[J]. Biomaterials, 2010, 31(14): 4157-4166.

[12]陸晶晶,丁軻,楊大進(jìn).保健品功能因子鞣花酸研究進(jìn)展[J].食品科學(xué), 2010, 31(21): 45 1-454.

[13] MAZZONE G, TOSCANO M, RUSSO N. Density functional predictions of antioxidant activity and UV spectral features of nasutin A, isonasutin, ellagic acid, and one of its possible derivatives[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2013, 61 (40): 9650-9657.

[14] LARROSA M, GARCIA G T, ESPIN J C, et al. Ellagitannins, ellagic acid and vascular health[J]. Molecular Aspects of Medicine, 2010, 31(6): 513-539.

[15] BINDON K A, MADANI S H, PENDLETON P, et al. Factors affecting skin tannin extractability in ripening grapes[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2014, 62(5): 1130-1141.

[16] LU Zhongwei, LIU Yajun, ZHAO Lei, et al. Effect of low-intensity white light mediated de-etiolation on the biosynthesis of polyphenols in tea seedlings[J]. Plant Physiology and Biochemistry, 2014, 80( 7): 328-336.

[17] XU Changmou, YAGIZ Y, BOREJSZA-WYSOCKI W, et al. Enzyme release of phenolics from muscadine grape (Vitis rotundifoliaMichx.) skins and seeds[J]. Food Chemistry, 2014, 157(8): 20-29.

[18] SAND HU A K, GU Liwei. Antioxidant capacity, phenolic content, and profiling of phenolic compounds in the seeds, skin, and pulp ofVitis rotundifolia(muscadine grapes) as determined by HPLC-DADESI-MSn[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58(8): 4681-4692.

[19] YOU Qi, CHEN Feng, WANG Xi, et al. Analysis of phenolic composition of Noble Muscadine (Vitis rotundifolia) by HPLC-MS and the relationship to its antioxidant capacity[J]. Journal of Food Science, 2012, 77(10): C1115-C1123.

[20] ARAPITSAS P. Hydrolyzable tannin analysis in food[J]. Food Chemistry, 2012, 135(3): 1708-1717.

[21] XU Changmou, ZHANG Yali, CAO Lei, et al. Phenolic compounds and antioxidant properties of different grape cultivars grown in China[J]. Food Chemistry, 2010, 119(4): 1557-1565.

[22] SINGLETON V L, ROSSI J A. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents[J]. American Journal Enology and Viticulture, 1965, 16(3): 144-158.

[23] YILMAZ Y, TOLEDO R T. Oxygen radical absorbance capacities of grape/wine industry byproducts and effect of solvent type on extraction of grape seed polyphenols[J]. Journal of Food Composition and Analysis, 2006, 19(1): 41-48.

[24] XU Baojun, CHANG S K C. A comparative study on phenolic profiles and antioxidant activities of legumes as affected by extraction solvents[J]. Journal of Food Science, 2007, 72(Suppl 2): 159-166.

[25]劉洋,劉婷婷,于鑫,等.蒙古櫟葉片多酚的超聲提取、優(yōu)化及抗氧化能力[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 38(1): 70-73.

[26]孫玉霞,史紅梅,蔣錫龍,等.響應(yīng)面法優(yōu)化葡萄枝條中多酚化合物提取條件的研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào), 2011, 27(7): 466-471.

[27]于明,朱文學(xué),郭菡,等.響應(yīng)面分析法優(yōu)化超聲提取槐豆膠工藝[J].食品科學(xué), 2013, 34(2): 114-11 8.

Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Ellagic Acid and Total Phenols from Muscadine (Vitis rotundifolia) by Response Surface Methodology

WEI Zheng1, ZHAO Yajiao1, HUANG Yu2, ZHANG Yali1, LU Jiang1,*
(1. College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 2. Grape and Wine Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530000, China)

The extraction conditions of ellagic acid and total phenols from the skin and seeds of the Noble muscadine using acetone/water/hydrochloric acid (70:29:1,V/V) by ultrasonic-assisted extraction (UAE) were optimized employing a combination of single-factor experiments and response surface methodology through mathematical modeling. The analysis of two-factor interactions was carried out. The results indicated the ratio of solid to liquid, extraction time and ultrasonic power to be the most significant factors affecting the extraction efficiencies of ellagic acid and total phenols. The optimum extraction conditions for ellagic acid an d total phenols from muscadine skin were determined as follows: ratio of solid to liquid, 1:30; extraction time, 28 min; and ultrasonic power, 616 W. The predicted contents of ellagic acid and total phenols under these conditions were 616.21μg/g and 15.06 mg/g (using gallic acid equivalent, fresh weight), respectively, agreeing with the experimental values. In conclusion, UAE can be applied to the extraction of ellagic acid.

muscadine; ellagic ac id; ultrasonic-assisted e xtraction; response surface methodology

S663.1；TS255.3

A

1002-6630（2015）12-0029-07

10.7506/spkx1002-6630-201512006

2014-11-25

國家高?？蒲谢痦?xiàng)目（2012RC019）；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-30-yz-2）

魏征（1984—），男，博士研究生，研究方向?yàn)槠咸巡珊笊砼c分子生物學(xué)。E-mail：weizheng76096@sina.com

*通信作者：盧江（1962—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槠咸压δ芑蚪M與分子營養(yǎng)、葡萄種質(zhì)資源收集、評價(jià)及鑒定。E-mail：j.lu.cau@gmail.com