李新原，李 斌，顏廷才，劉素穩(wěn)，孫希云，史依沫，張 琦，孟憲軍,*

超高壓與超聲波對(duì)藍(lán)靛果多酚提取及抗氧化活性的影響

李新原1，李 斌1，顏廷才1，劉素穩(wěn)2，孫希云1，史依沫1，張 琦1，孟憲軍1,*

（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽 110866；2.河北科技師范學(xué)院食品科技學(xué)院，河北 秦皇島 066004）

采用響應(yīng)面法對(duì)藍(lán)靛果多酚超高壓提取條件進(jìn)行優(yōu)化，并從提取量、提取條件和提取多酚抗氧化活性等因素綜合比較超高壓和超聲波提取藍(lán)靛果多酚的差異。結(jié)果表明：響應(yīng)面優(yōu)化超高壓提取條件為料液比1∶19（g/mL）、提取溫度30 ℃、提取壓力406 MPa、超高壓時(shí)間11.5 min、乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，此條件下多酚提取量最高，為（778.23±3.45） mg/100 g果漿；超聲波輔助提取條件為料液比1∶25（g/mL）、提取溫度40 ℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、超聲功率500 W、提取時(shí)間90 min，此條件下多酚提取量為（785.74±3.89） mg/100 g果漿，略高于超高壓提取?？寡趸瘜?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過超高壓提取的藍(lán)靛果多酚對(duì)1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力、2,2’-聯(lián)氨-雙-（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二胺鹽自由基清除能力、Fe3＋還原能力顯著高于同質(zhì)量濃度條件下超聲波提取的藍(lán)靛果多酚和VC對(duì)照組。綜上，雖然超高壓提取縮短了藍(lán)靛果多酚提取時(shí)間，且提取的多酚活性高，但受到容器大小的限制，在大批量提取藍(lán)靛果多酚的情況下，超高壓提取的效率和提取量仍然不及超聲波提取，因此，從多酚提取量和提取效率的角度考慮，超聲波提取藍(lán)靛果多酚優(yōu)于超高壓提取。

藍(lán)靛果多酚；超高壓提??；超聲波提??；抗氧化

藍(lán)靛果忍冬（Lonicera enulis Turcz）簡(jiǎn)稱藍(lán)靛果，屬被子植物門忍冬科忍冬屬。在中國華北、東北、四川、西北等地山區(qū)都有分布。果實(shí)中含多種維生素如VB1、VB2、Vpp等，還富含黃酮類多酚、花青素、蕓香苷等抗氧化成分[1-2]。近年來多酚因?yàn)槠渚哂锌寡趸钚栽絹碓绞艿疥P(guān)注，根據(jù)呂聞明[3]的報(bào)道，藍(lán)靛果忍冬多酚具有較強(qiáng)的2,2′-聯(lián)氨-雙-（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二胺鹽自由基（2,2′-azino-bis(3-ehtylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt radical，ABTS+·）清除率、羥自由基清除率、超氧陰離子自由基（O2－·）清除率、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-d i p h e n y l-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除率、還原能力優(yōu)于VC。此外還有研究表明黃酮類多酚物質(zhì)具有預(yù)防癌癥、心血管、神經(jīng)性疾病等多種慢性疾病[4-7]。目前常用多酚提取方法有溶劑提取法、酶解法、微波輔助提取法以及超聲波輔助提取法等[8-10]，溶劑提取法和酶解法提取雖然操作簡(jiǎn)單，但溶劑提取法得到的多酚色價(jià)和純度均較低，酶解法受酚類物質(zhì)在植物中存在形態(tài)的影響，提取量受到限制。微波浸提法成本高，且長(zhǎng)時(shí)間微波輻射對(duì)操作人員身體產(chǎn)生不良影響。超聲波輔助提取雖然提取量較高，但耗時(shí)長(zhǎng)，且噪音較大。

超高壓（ultra-high pressure，UHP）技術(shù)是將液體或氣體加壓到100 MPa以上壓力的技術(shù)。超高壓提取或超高壓萃取是將UHP應(yīng)用在生物活性成分提取的過程中，通常提取的壓力范圍在100～600 MPa之間。與其他提取方法對(duì)比超高壓提取具有諸多優(yōu)點(diǎn)，有研究表明超高壓提取具有提取時(shí)間短、提取量高、對(duì)生物活性物質(zhì)影響小等特點(diǎn)[11-13]。目前超高壓提取被視為生物活性物質(zhì)最具潛力的提取方式之一，已經(jīng)成功地被應(yīng)用到番茄紅素、花色苷、茶多酚等活性成分的提取[14-15]，但是利用UHP提取藍(lán)靛果多酚鮮見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)利用響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化了超高壓提取藍(lán)靛果多酚的工藝條件，并且與超聲波提取法作對(duì)比，從多酚提取量和抗氧化活性的角度探討了超高壓提取與超聲波提取的差異，為以后藍(lán)靛果深加工提供了技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮野生藍(lán)靛果采自吉林省白山市，待完全成熟，采摘后12 h送達(dá)實(shí)驗(yàn)室，保存于－80 ℃冰箱中備用。

福林-酚試劑、沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品、ABTS、DPPH美國Sigma公司；無水乙醇、95%乙醇、鹽酸、氫氧化鈉、無水碳酸鈉 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

JYL-C012九陽榨汁機(jī)、電子分析天平、PHS-3C型pH計(jì) 北京賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；真空泵鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；UV-1600型紫外-可見分光光度儀 北京瑞利分析儀器公司；BCD-186KB型冰箱 青島海爾電器有限公司；全制動(dòng)超高壓殺菌機(jī) 溫州濱一機(jī)械科技有限公司；離心機(jī) 日本日立公司；酶標(biāo)儀 美國博騰儀器有限公司；LG0.2真空冷凍干燥機(jī) 沈陽新陽航空速凍設(shè)備制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 藍(lán)靛果多酚超高壓提取工藝優(yōu)化

1.3.1.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

精確稱取30.00 g解凍后打漿的藍(lán)靛果果漿，無損失地轉(zhuǎn)移到塑料瓶中，加入酸化乙醇溶液（0.1% HCl、50%乙醇），在超高壓輔助提取條件下，分別考察料液比（1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，g/mL）、提取壓力（200、300、400、500、600 MPa）、提取時(shí)間（6、8、10、12、14 min）和提取溫度（20、30、40、50、 60 ℃）對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量的影響。

1.3.1.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用Box-Behnken數(shù)據(jù)處理軟件，以藍(lán)靛果多酚提取量為響應(yīng)值，選取對(duì)影響較為顯著的條件：料液比、提取壓力、超高壓時(shí)間3 個(gè)因素，進(jìn)行響應(yīng)面分析，對(duì)工藝條件進(jìn)行三因素三水平的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化超高壓輔助提取藍(lán)靛果多酚工藝參數(shù)。響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平Table1 Factors and levels used in response surface analysis

1.3.2 藍(lán)靛果多酚超聲波輔助提取

藍(lán)靛果多酚超聲波輔助提取參考李斌等[16]的方法，提取工藝條件為：料液比1∶25（g/mL）、提取溫度40 ℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、超聲功率500 W、提取時(shí)間90 min。在此條件下提取獲得藍(lán)靛果多酚樣品與超高壓提取多酚樣品作比較。

1.3.3 多酚含量的測(cè)定

采用福林-酚法[16]進(jìn)行測(cè)定，取經(jīng)過不同條件超高壓提取的樣品1 mL，加入福林試劑2 mL，混勻，在0.5～8 min內(nèi)加入3 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.5%的Na2CO3溶液，充分混合，30 ℃避光放置2 h后，測(cè)在波長(zhǎng)765 nm處吸光度。以沒食子酸為標(biāo)樣，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，所得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為：y=0.081 07＋5.011 50x（R2=0.999 8）。沒食子酸在0.005～0.05 mg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程求出提取液中多酚質(zhì)量濃度?？偡雍堪词剑?）計(jì)算：

式中：X為樣品中總酚的質(zhì)量濃度/（mg/mL）；ρ為根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算出待測(cè)液中多酚的質(zhì)量濃度/（mg/mL）；V為待測(cè)液體積/mL；N為稀釋倍數(shù)；m為樣品質(zhì)量/g。最后將含量轉(zhuǎn)換為mg/100 g。

1.3.4 藍(lán)靛果提取物體外抗氧化活性的測(cè)定

按照確定的最佳超高壓和超聲波提取藍(lán)靛果多酚工藝條件提取藍(lán)靛果提取物，并對(duì)其進(jìn)行抽濾、真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后得到多酚提液進(jìn)行真空冷凍干燥處理，對(duì)獲得的凍干粉末進(jìn)行抗氧化活性評(píng)價(jià)分析。

1.3.4.1 ABTS＋·清除能力測(cè)定

取兩種方法提取的多酚凍干粉末樣品和VC用磷酸鹽溶液配制成不同質(zhì)量濃度溶液待測(cè)[17]。取96孔板，在每個(gè)檢測(cè)孔中加入200 μL ABTS工作液后將10 μL不同質(zhì)量濃度待測(cè)液或梯度濃度VE標(biāo)準(zhǔn)液放入檢測(cè)孔中，輕輕混勻。在酶標(biāo)儀中，室溫孵育2～6 min后測(cè)定其在734 nm波長(zhǎng)處吸光度，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線y = －0.602 9x＋0.667 3（R2= 0.999 4），式中：y為樣品對(duì)應(yīng)的吸光度；x為VE標(biāo)準(zhǔn)品濃度/（mmol/L）。以VE當(dāng)量表示待測(cè)樣品的ABTS＋·清除能力。

1.3.4.2 Fe3＋還原能力（ferric reducing ability of plasma，F(xiàn)RAP）測(cè)定

取兩種方法提取的多酚凍干粉末樣品和VC用磷酸鹽溶液配制成不同質(zhì)量濃度溶液待測(cè)[18]。取96孔板，在每個(gè)檢測(cè)孔中加入180 μL FRAP工作液。后將5 μL待測(cè)液或梯度濃度FeSO4標(biāo)準(zhǔn)液放入檢測(cè)孔中，輕輕混勻。37℃孵育2～6 min后測(cè)定其在593 nm波長(zhǎng)處吸光度，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線y = 0.043 8x＋0.015 8（R2= 0.999 1），式中：y為樣品對(duì)應(yīng)的吸光度；x為FeSO4標(biāo)準(zhǔn)品濃度/（mmol/L）。以FeSO4當(dāng)量表示待測(cè)樣品的FRAP值。

1.3.4.3 DPPH自由基清除能力測(cè)定

取兩種方法提取的多酚凍干粉末樣品和VC用磷酸鹽溶液配制成不同質(zhì)量濃度溶液待測(cè)。參照呂春茂等[19]的方法略作改動(dòng)，配制0.2 mmol/L DPPH乙醇溶液，放在避光低溫條件處保存，在96 孔板中加入100 μL DPPH乙醇溶液及100 μL樣品溶液，在室溫避光放置30 min，于517 nm波長(zhǎng)處用測(cè)定吸光度（A1）；將DPPH乙醇溶液用等體積的無水乙醇代替，其他操作相同，測(cè)定吸光度（A2）；將樣品溶液用等體積無水乙醇溶液代替，其他操作相同，測(cè)定吸光度（A0）。按公式（2）計(jì)算DPPH自由基清除能力：

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次，采用Excel 2007軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理繪圖，用SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，并進(jìn)行Duncans’差異顯著性分析，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 超高壓輔助提取藍(lán)靛果多酚的單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 料液比對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量的影響

圖1 料液比對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量的影響Fig. 1 Effect of solid-to-liquid ratio on the yield of polyphenols

提取壓力為400 MPa、超高壓時(shí)間10 min、提取溫度30 ℃的條件下，考察料液比對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量的影響。由圖1可知，料液比在1∶5～1∶20的范圍內(nèi)，隨著溶劑用量的增大，藍(lán)靛果多酚提取量有明顯的提高，且不同料液比之間藍(lán)靛果多酚提取量存在顯著性差異（P＜0.05）。當(dāng)料液比為1∶20時(shí)，多酚含量達(dá)到最大值707.09 mg/100 g，繼續(xù)增大溶劑用量，多酚提取量有下降的趨勢(shì)，表明此條件下多酚物質(zhì)已不再溶出。另外溶劑用量過大導(dǎo)致分離純化困難增加，且造成資源的浪費(fèi)，因此，料液比選擇在1∶15～1∶25范圍內(nèi)，進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

圖2 提取溫度對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量的影響Fig. 2 Effect of extraction temperature on the yield of polyphenols

2.1.2 提取溫度對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量的影響提取壓力在400 MPa、超高壓時(shí)間10 min、料液比

1∶20條件下，考察提取溫度對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量的影響。由圖2可知，隨著提取溫度的升高，藍(lán)靛果多酚提取量并沒有呈現(xiàn)出逐漸增加后再下降的趨勢(shì)，而是呈現(xiàn)出不規(guī)律的折線狀態(tài)，但總體上隨溫度升高，藍(lán)靛果提取量呈下降趨勢(shì)，且差異顯著（P＜0.05）。這可能是由于溫度過高和多酚熱不穩(wěn)定性，使得多酚提取量有所下降[20]。因此，將提取溫度的范圍確定在30 ℃，進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

2.1.3 提取壓力對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量的影響

圖3 提取壓力對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量的影響Fig. 3 Effect of extraction pressure on the yield of polyphenols

超高壓時(shí)間10 min、料液比1∶20、提取溫度30 ℃的條件下，考察提取壓力對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量的影響。由圖3可知，提取壓力對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量有顯著性的影響（P＜0.05）。在提取壓力在200～400 MPa范圍內(nèi)，多酚提取量隨提取壓力的增大而顯著增大（P＜0.05），當(dāng)提取壓力達(dá)到400 MPa時(shí)，多酚含量達(dá)到最大值710.76 mg/100 g，此后繼續(xù)增加提取壓力，多酚提取量呈極具下降趨勢(shì)。一般來說壓力越大植物細(xì)胞受到壓力的破壞作用越大，越有利于植物多酚物質(zhì)的提取[18]，但試驗(yàn)中提取壓力高于400 MPa時(shí)多酚含量下降，造成這種現(xiàn)象的原因可能為當(dāng)提取壓力在400～600 MPa時(shí)使藍(lán)靛果中蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)改變，位于分子折疊結(jié)構(gòu)中易于接近的反應(yīng)位點(diǎn)得到充分暴露并與小分子多酚結(jié)合，從而降低了多酚的含量[21-22]。

2.1.4 超高壓時(shí)間對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量的影響

圖4 超高壓時(shí)間對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量的影響Fig. 4 Effect of ultra-high pressure processing time on the yield of polyphenols

提取壓力在400 MPa、料液比1∶20、提取溫度30 ℃的條件下，考察超高壓時(shí)間對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量的影響。由圖4可知，當(dāng)超高壓時(shí)間為6～12 min時(shí)，藍(lán)靛果多酚提取量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，超高壓時(shí)間12 min時(shí)提取量為707.09 mg/100 g，顯著高于其他時(shí)間（P＜0.05），隨著超高壓時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)，多酚提取量降低，因此，選擇最佳的時(shí)間范圍為10～14 min進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)。

2.2 超高壓提取藍(lán)靛果多酚的響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)模型的建立與分析

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table2 Experimental design and results for response surface analysis

利用Box-Behnken設(shè)計(jì)響應(yīng)面分析，優(yōu)化并找出多因素系統(tǒng)中尋找最佳測(cè)試條件[23]。利用Design-Expert 8.0軟件對(duì)表2中各個(gè)條件下試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸擬合，得到多酚提取量對(duì)超高壓時(shí)間（A）、提取壓力（B）、料液比（C）的回歸模型方程為：多酚提取量/（mg/100 g）=777.45＋10.58A＋11.12B－16.26C＋16.28AB＋42.17AC－6.27BC－61.49A2－106.55B2－24.40C2。從表3可以看出，回歸模型具有高度的顯著性（P＜0.001），失擬項(xiàng)不顯著（P =0.645 4＞0.05），校正決定系數(shù)（R2Adj）為0.99 66，R2為0.993 3，表明此模型試驗(yàn)誤差小，擬合度好，能夠反映響應(yīng)值的變化，可以用此方程模型對(duì)超高壓輔助提取藍(lán)靛果多酚的工藝參數(shù)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。對(duì)回歸模型顯著性檢驗(yàn)可知，A、B、AB對(duì)多酚提取量有顯著影響（P＜0.05），C、AC、A2、B2、C2對(duì)多酚提取量有極顯著影響（P＜0.01），BC影響不顯著。根據(jù)F值各個(gè)因素對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量影響的大小順序?yàn)椋毫弦罕龋–）＞提取壓力（B）＞超高壓時(shí)間（A）。

表3 回歸方程方差分析Table3 Analysis of variance and statistical parameters of the regression mooddeell

2.2.2 響應(yīng)面優(yōu)化

圖5 各因素交互作用對(duì)多酚提取量影響的響應(yīng)面和等高線圖Fig. 5 Response surface and contour plots showing the effects of extraction parameters on the yield of polyphenols

通過觀察圖5中響應(yīng)面和等高線的變化情況可直觀得出超高壓時(shí)間（A）、提取壓力（B）、料液比（C）之間交互作用對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量的影響，當(dāng)?shù)雀呔€呈橢圓形或馬鞍形時(shí)則表示兩因素交互作用，而呈顯著圓形時(shí)表示兩因素交互作用不顯著[23]。由圖5a可知，提取壓力的變化曲面和超高壓時(shí)間變化曲面均較陡峭，說明壓力和超高壓時(shí)間對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量影響均較顯著，與方差分析結(jié)果相符。由圖5b可知，料液比的變化曲面比超高壓時(shí)間的變化曲面陡峭，說明料液比對(duì)多酚提取量的影響更顯著一些，與方差分析結(jié)果相符。圖5等高線圖均呈明顯的橢圓形，說明提取壓力和超高壓時(shí)間、料液比和超高壓時(shí)間之間交互作用均較為顯著，對(duì)藍(lán)靛果多酚提取量影響較大。

2.2.3 最佳條件的確定和回歸模型的驗(yàn)證

通過響應(yīng)面法得到超高壓取藍(lán)靛果多酚最佳工藝條件為料液比1∶18.6（g/mL）、提取壓力405.9 MPa、超高壓時(shí)間11.92 min條件下得到的多酚含量為780.519 mg/100 g。實(shí)際操作中稍作調(diào)整確定的最佳工藝條件為料液比1∶19（g/mL）、提取壓力406 MPa、超高壓時(shí)間11.5 min、提取溫度30 ℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到的多酚含量為（778.23±3.45） mg/100 g，與理論值非常接近。

2.3 超聲波提取藍(lán)靛果多酚的結(jié)果

超聲波提取試驗(yàn)條件采用李斌等[16]優(yōu)化后的提取條件，保證試驗(yàn)場(chǎng)地和設(shè)備等因素相同，在料液比為1∶25（g/mL）、提取溫度為40 ℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%、超聲功率為500 W、提取時(shí)間為90 min條件下，進(jìn)行3 次平行提取實(shí)驗(yàn)，得到的藍(lán)靛果多酚的提取量為（785.74±3.89） mg/100 g。

通過兩種方法的條件及試驗(yàn)結(jié)果可以看出超高壓提取藍(lán)靛果多酚過程需要的時(shí)間短，但受到容器大小的限制，在大批量提取藍(lán)靛果多酚的情況下，超高壓提取的效率和提取量仍然不及超聲波提取，因此，從多酚提取量和提取效率的角度考慮，利用超聲波提取藍(lán)靛果多酚比超高壓更適合。

2.4 兩種方法提取藍(lán)靛果多酚的體外抗氧化活性分析2.4.1 清除DPPH自由基能力分析

圖6 兩種方法提取藍(lán)靛果多酚DPPH自由基清除率差異Fig. 6 Comparison of DPPH radical scavenging capacity of polyphenols extracted by two different methods

由圖6可知，經(jīng)過超高壓和超聲波提取的藍(lán)靛果多酚與VC對(duì)照組相比，對(duì)DPPH自由基的清除能力均較顯著（P＜0.05），且清除率隨著質(zhì)量濃度的增加而增強(qiáng)。整體而言，質(zhì)量濃度在0.7～1.1 mg/mL的范圍內(nèi)，三者對(duì)DPPH自由基清除能力大小順序?yàn)槌邏禾崛。境暡ㄌ崛。綱C且差異顯著（P＜0.05）。

2.4.2 清除ABTS＋·能力分析

由圖7可知，超高壓提取的藍(lán)靛果多酚和超聲波提取的藍(lán)靛果多酚對(duì)ABTS＋·均具有較強(qiáng)的清除能力，且清除率隨著質(zhì)量濃度的增加而增強(qiáng)，尤其當(dāng)質(zhì)量濃度在0.8～1.0 mg/mL范圍內(nèi)，超高壓提取的藍(lán)靛果多酚對(duì)ABTS＋·清除能力增強(qiáng)最明顯。當(dāng)質(zhì)量濃度為0.7～1.1 mg/mL時(shí)，超高壓提取藍(lán)靛果多酚與超聲波提取的藍(lán)靛果多酚和VC對(duì)照組相比對(duì)ABTS＋·清除能力存在顯著性差異（P＜0.05）。說明在相同質(zhì)量濃度條件下，超高壓提取藍(lán)靛果多酚比超聲波提取的藍(lán)靛果多酚清除ABTS＋·能力強(qiáng)且差異顯著（P＜0.05）。

圖7 兩種方法提取藍(lán)靛果多酚ABBTTSS＋·清除能力差異Fig. 7 Comparison of total antioxidant capacity of polyphenols extracted by two different methods

2.4.3 FRAP分析

圖8 兩種方法提取藍(lán)靛果多酚FRAP差異Fig. 8 Comparison of ferric reducing antioxidant power of polyphenols extracted by two different methods

由圖8可知，各質(zhì)量濃度超高壓提取的藍(lán)靛果多酚與超聲波提取的藍(lán)靛果多酚和VC相比，F(xiàn)RAP均較強(qiáng)，且能力隨著質(zhì)量濃度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)質(zhì)量濃度在0.7、0.8、1.0、1.1 mg/mL時(shí)，超聲波提取的藍(lán)靛果多酚與VC相比FRAP存在顯著性差異（P＜0.05）。說明在相同質(zhì)量濃度條件下，藍(lán)靛果多酚與VC對(duì)照組相比FRAP強(qiáng)，且經(jīng)過超高壓提取的各質(zhì)量濃度藍(lán)靛果多酚FRAP最強(qiáng)，且差異顯著（P＜0.05）。

雖然同為相同質(zhì)量濃度的藍(lán)靛果多酚，但是抗氧化活性卻不同，說明提取方法對(duì)藍(lán)靛果活性影響很大，這與葉新紅[24]研究結(jié)果相似，造成這種現(xiàn)象的原因可能是因?yàn)椴煌奶崛》椒ㄐ枰奶崛l件不同，對(duì)多酚抗氧化官能團(tuán)與其他分子結(jié)合的作用也不同，從而導(dǎo)致提取的抗氧化活性的差異。從以上抗氧化能力的測(cè)定結(jié)果來看，超高壓提取比超聲波提取更有利于藍(lán)靛果多酚抗氧化活性的保護(hù)。

3 結(jié) 論

在超高壓提取藍(lán)靛果多酚的單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件確定的最佳工藝條件為料液比1∶19（g/mL）、提取壓力406 MPa、超高壓時(shí)間11.5 min、提取溫度30 ℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，得到的多酚提取量為（778.23±3.45） mg/100 g。參考李斌等[16]方法，在料液比為1∶25（g/mL）、提取溫度為40 ℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%、超聲功率為500 W、提取時(shí)間為90 min條件下，得到的藍(lán)靛果多酚提取量為（785.74±3.89） mg/100 g。通過比較超高壓和超聲波提取的藍(lán)靛果多酚體外抗氧化活性發(fā)現(xiàn)，超高壓提取的藍(lán)靛果多酚對(duì)DPPH自由基、ABTS＋·和FRAP具有較強(qiáng)的清除能力，且差異顯著（P＜0.05）。結(jié)果表明：雖然超高壓提取藍(lán)靛果多酚過程需要的時(shí)間短，但受到容器大小的限制，在大批量提取藍(lán)靛果多酚的情況下，超高壓提取的效率和提取量仍然不及超聲波提取，因此，從多酚提取量和提取效率的角度考慮，利用超聲波提取藍(lán)靛果多酚比超高壓更適合；藍(lán)靛果多酚經(jīng)過超高壓提取，對(duì)DPPH自由基、ABTS＋·、FRAP清除能力比經(jīng)過超聲波提取強(qiáng)，說明超高壓提取對(duì)藍(lán)靛果多酚抗氧化活性具有一定的保護(hù)作用，因此，考慮多酚的抗氧化活性，超高壓提取優(yōu)于超聲波提取，這與Xi Jun等[25]研究的結(jié)果相似。猜測(cè)造成以上兩種現(xiàn)象的原因可能與超高壓處理對(duì)生物大分子的影響有關(guān)，多酚具有很高的活性，能與蛋白質(zhì)、多糖等生物大分子結(jié)合[26]，而超高壓可以改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，蛋白結(jié)構(gòu)上的改變很可能影響多酚與蛋白質(zhì)在提取過程中的結(jié)合，近而影響多酚的提取量及其抗氧化活性。

[1] 臧云. 藍(lán)靛果花色苷酶促衍生物的穩(wěn)定性及抗氧化研究[D]. 哈爾濱: 東北林業(yè)大學(xué), 2013: 1-3.

[2] 李淑芹, 李延冰, 姜福臣, 等. 野生植物: 藍(lán)靛果營(yíng)養(yǎng)成分研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 1994(4): 401-404.

[3] 呂聞明. 藍(lán)靛果忍冬酚類物質(zhì)提取及抗氧化性研究[D]. 長(zhǎng)春: 吉林大學(xué), 2012: 1-2.

[4] JURIKOVA T, ROP O, MLCEK J, et al. Phenolic profile of edible honeysuckle berries (Genus Lonicera) and their biological effects[J]. Molecules, 2011, 17(1): 61-79. DOI:10.3390/molecules17010061.

[5] JIN H L, PARK K H, LEE M H, et al. Identif cation, characterisation, and quantif cation of phenolic compounds in the antioxidant activitycontaining fraction from the seeds of Korean perilla (Perilla frutescens) cultivars[J]. Food Chemistry, 2013, 136(2): 843-852. DOI:10.1016/j.foodchem.2012.08.057.

[6] 連冠, 魚毛毛, 徐璐, 等. 葡萄籽多酚降血脂及抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用及機(jī)制[J]. 中國動(dòng)脈硬化雜志, 2015, 23(2): 121-126.

[7] 生守喜. 蘋果多酚的提取及對(duì)心臟保護(hù)作用的研究[D]. 泰安: 山東師范大學(xué), 2015: 57-65.

[8] 陳金玉, 曾健, 李春美. 龍眼核多酚提取工藝的正交試驗(yàn)優(yōu)化及其分離純化與結(jié)構(gòu)表征[J]. 食品科學(xué), 2015, 36(16): 31-37. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201516006.

[9] LI Jian, AN Ting, LIU Ning, et al. Optimization of the extraction of apple polyphenols by response surface-microwave methodology[J]. Journal of Food Safety & Quality, 2015, 6: 2029-2035. DOI:10.1002/ jssc.201000430.

[10] 李珍, 哈益明, 李安, 等. 響應(yīng)面優(yōu)化蘋果皮渣多酚超聲提取工藝研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 46(21): 4569-4577. DOI:10.3864/ j.issn.0578-1752.2013.21.020

[11] CORRALES M, GARC?A A F, BUTZ P, et al. Extraction of anthocyanins from grape skins assisted by high hydrostatic pressure[J]. Journal of Food Engineering, 2009, 90(4): 415-421. DOI:10.1016/ j.jfoodeng.2008.07.003.

[12] XI Jun, ZHANG Shouqi. Antioxidant activity of ethanolic extracts of propolis by high hydrostatic pressure extraction[J]. International Journal of Food Science & Technology, 2007, 42(11): 1350-1356.

[13] XI Jun. Application of high hydrostatic pressure processing of food to extracting lycopene from tomato paste waste[J]. High Pressure Research, 2006, 26(1): 33-41.

[14] CORRALES M, TOEPFL S, BUTZ P, et al. Extraction of anthocyanins from grape by-products assisted by ultrasonics, high hydrostatic pressure or pulsed electric fields: a comparison[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2008, 9(1): 85-91. DOI:10.1016/j.ifset.2007.06.002.

[15] KARAKASHOV B, GRIGORAKIS S, LOUPASSAKI S, et al. Optimisation of polyphenol extraction from Hypericum perforatum, (St. John’s Wort) using aqueous glycerol and response surface methodology[J]. Journal of Applied Research on Medicinal & Aromatic Plants, 2015, 2(1): 1-8. DOI:10.1016/j.jarmap.2014.11.002.

[16] 李斌, 雷月, 孟憲軍, 等. 響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化超聲波輔助提取藍(lán)靛果多酚工藝及其抗氧化活性[J]. 食品科學(xué), 2015, 36(22): 33-39. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201522006.

[17] ZHANG Dongyang, LUO Meng, WANG Wei, et al. Variation of active constituents and antioxidant activity in pyrola [P. incarnate Fisch.] from different sites in Northeast China[J]. Food Chemistry, 2013, 141(3): 2213-2219. DOI:10.1016/j.foodchem.2013.05.045.

[18] LUO Jiangguang, LI Lu, KONG Lingyi, et al. Preparative separation of phenylpropenoid glycerides from the bulbs of Liliumlancifolium by high-speed counter-current chromatography and evaluation of their antioxidant activities[J]. Food Chemistry, 2012, 131(3): 1056-1062. DOI:10.1016/j.foodchem.2011.09.112.

[19] 呂春茂, 王新現(xiàn), 包靜, 等. 越橘果實(shí)花色苷的體外抗氧化性[J].食品科學(xué), 2010, 31(23): 27-31.

[20] 石恩慧, 李紅, 谷明燦, 等. 響應(yīng)面法優(yōu)化超聲提取板栗總苞多酚工藝條件[J]. 中國食品學(xué)報(bào), 2013, 13(5): 69-76. DOI:10.16429/j.1009-7848.2013.05.021.

[21] 薛路舟, 陳淑花, 夏遠(yuǎn)景, 等. 超高壓處理對(duì)生物大分子的影響研究進(jìn)展[D]. 大連: 大連理工大學(xué), 2010: 27-54.

[22] 蘇丹, 李樹君, 趙鳳敏, 等. 超高壓處理對(duì)大豆分離蛋白結(jié)構(gòu)的影響[J].食品科技, 2009, 34(12): 51-55.

[23] 王海燕, 李睿, 曾秀, 等. 響應(yīng)面優(yōu)化超聲波提取桑葉槲皮素工藝[J].食品科學(xué), 2014, 35(22): 56-62. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201422011.

[24] 葉新紅. 不同處理方法對(duì)葡萄汁中多酚類物質(zhì)溶出效果及抗氧化活性影響的研究[D]. 烏魯木齊: 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué), 2009: 25-31.

[25] XI Jun, SHEN Deji, YE Li, et al. Ultrahigh pressure extraction as a tool to improve the antioxidant activities of green tea extracts[J]. Food Research International, 2011, 44(9): 2783-2787. DOI:10.1016/ j.foodres.2011.06.001.

[26] TANG Lin, ZUO Huijin, SHU Li. Comparison of the interaction between three anthocyanins and human serum albumins by spectroscopy[J]. Journal of Luminescence, 2014, 153(3): 54-63. DOI:10.1016/j.jlumin.2014.03.004.

Comparative Effects of Ultra-High Pressure and Ultrasonic Treatment on the Extraction and Antioxidant Activity of Polyphenols from Lonicera caerulea Fruits

LI Xinyuan1, LI Bin1, YAN Tingcai1, LIU Sunwen2, SUN Xiyun1, SHI Yimo1, ZHANG Qi1, MENG Xianjun1,*
(1. College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China; 2. College of Food Science and Technology, Hebei Normal University of Science and Technology, Qinhuangdao 066004, China)

In the present study, response surface methodology was used to optimize the conditions for ultra-high pressure (UHP) extraction of polyphenols from Lonicera caerulea fruits and a comparison was performed with ultrasonic-assisted extraction (UAE) with respect to extraction eff ciency, processing conditions and antioxidant activity of polyphenols. The results showed that the optimal conditions for UHP-assisted extraction that provided the maximum yield of polyphenols of (778.23 ± 3.45) mg/100 g berries were determined as follows: 50% ethanol as the extraction solvent, a solid-to-liquid ratio of 1:19 (g/mL), an extraction temperature of 30 ℃, an extraction pressure of 406 MPa, and an extraction time of 11.5 min. The optimal conditions for ultrasonic-assisted extraction that gave the maximum yield of polyphenols of (785.74 ± 3.89) mg/100 g berries were determined to be 50% ethanol as the extraction solvent, a solid-to-liquid ratio of 1:25 (g/mL), an extraction temperature of 40 ℃, an ultrasonic power of 500 W, and an extraction time of 90 min. Antioxidant test results showed that the antioxidant activity of polyphenols from ultra-high pressure extraction was signif cantly higher in terms of 2,2’-azinobis(3-ehtylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt radical (ABTS+·) scavenging capacity, ferric reducing antioxidant power (FRAP), and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging capacity when compared with those from ultrasonic extraction and VC at the same concentration levels. Although the ultra-high pressure extraction took a shorter time and yielded polyphenols with higher antioxidant activity, its eff ciency in large-scale extraction of polyphenols was not as good as that of the ultrasonic-assisted extraction due to the limitation in the size of the container used. Therefore, considering extraction yield and extraction efficiency, the ultrasonic-assisted extraction was better than the ultra-high pressure extraction for Lonicera caerulea fruit polyphenols.

Lonicera caerulea fruit polyphenols; ultra-high pressure extraction; ultrasonic-assisted extraction; antioxidant activity

10.7506/spkx1002-6630-201702042

TS218

A

1002-6630（2017）02-0271-07

2016-06-05

遼寧省高等學(xué)校優(yōu)秀人才支持項(xiàng)目（LJQ2014068）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201303073-04）；沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)天柱山英才項(xiàng)目（2014）

李新原（1991—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)闈{果深加工及功能食品開發(fā)。E-mail：497084602@qq.com

*通信作者：孟憲軍（1961—），男，教授，博士，研究方向?yàn)樘烊换钚猿煞趾凸δ苄允称贰-mail：mengxjsy@126.com

李新原, 李斌, 顏廷才, 等. 超高壓與超聲波對(duì)藍(lán)靛果多酚提取及抗氧化活性的影響[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(2): 271-277. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201702042. http://www.spkx.net.cn

LI Xinyuan, LI Bin, YAN Tingcai, et al. Comparative effects of ultra-high pressure and ultrasonic treatment on the extraction and antioxidant activity of polyphenols from Lonicera caerulea fruits[J]. Food Science, 2017, 38(2): 271-277. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201702042. http://www.spkx.net.cn