番茄果实中总酚提取工艺的优化

张恩平，段瑜，张淑红*
（沈阳农业大学园艺学院，辽宁沈阳110866）

摘　要：以番茄果实为研究对象，用总酚提取率作为衡量提取工艺的指标。以乙醇为提取液超声辅助提取番茄总酚，通过单因素试验与正交试验相结合，研究提取时间、提取温度、料液比等对番茄总酚提取率的影响。结果表明，番茄总酚的最佳提取工艺为：70 %乙醇，提取时间40 min，提取温度50℃，料液比为1∶50（g/mL）。在最佳条件下，番茄总酚的提取率为676.95 mg/100 g。

番茄是全世界栽培最为普遍的果菜之一，在中国各地普遍种植，栽培面积仍有扩大趋势[1]。番茄营养丰富，既可生食又可熟食，还可用作加工原料，是我国人民喜食的一种重要果菜[2]。植物多酚是一类含有酚羟基结构的化合物，是植物体内最重要的次生代谢产物，具有独特的生理和药理活性，在抗肿瘤、抗病毒以及延缓组织和人体衰老等方面都具有良好的作用[3-5]。在番茄果实营养成分的研究中，番茄果实的抗氧化特性在近年来逐渐受到关注。番茄中主要抗氧化物质包括番茄红素、总酚类物质、黄酮类物质。

本试验采用单因素试验结合正交试验的方法，探求番茄中总酚的最佳超声辅助提取工艺，以期为番茄中总酚类物质的提取和番茄资源的合理利用提供参考依据。

1　材料与方法

1.1　材料与仪器

番茄定植于2013年8月23日，沈阳农业大学蔬菜种植基地21号棚，常规变温管理成熟后采摘第二穗果。洗净后切片，真空冻干成粉末过60目筛备用。

芦丁标准品：购自上海源叶科技有限公司；乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠等均为分析纯。

Power Dry ll3000真空浓缩冻干系统：丹麦Heto公司；Cary-100紫外可见分光光度计：美国瓦利安公司；万分之一电子天平：北京塞多利斯天平有限公司；DK-8D数显电热恒温水槽：上海森信实验仪器有限公司；KQ2500DB型数控超声波清洗器：昆山市超声仪器有限公司。

以没食子酸作对照品，采用Folin-Ciocalteu法测定番茄果实总酚的提取率[6-7]。

1.2.1　福林试剂的配制

精确称取20.0 g钨酸钠和5.0 g钼酸钠于烧瓶中，用140 mL蒸馏水溶解，加入85 %的磷酸溶液10 mL 和20 mL浓盐酸，文火回流1 h，后加入3.0 g硫酸锂及15 mL过氧化氢，加热15 min到亮黄色，不带蓝和绿色。冷却，移入250 mL容量瓶中定容，贮于棕色瓶中待用。

1.2.2　标准曲线的建立

精确称取没食子酸标准品5.0 mg，置50 mL量瓶中，用蒸馏水溶解并稀释至刻度，摇匀，即得标准液。精确量取标准液0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL于10 mL量瓶中，加5 mL蒸馏水，摇匀，再加0.5 mL福林试剂，摇匀，加入20 % Na2CO3溶液1.5 mL，混匀定容。在75℃水浴下反应12 min，于765 nm测定吸光度，同时以空白试剂作对照，以吸光度为纵坐标，溶液浓度为横坐标，绘制标准曲线。

1.2.3　样品的测定

称取番茄冻干粉末（过60目筛）1.0 g，加入提取液，提取后，取上清液至100 mL量瓶中，加提取液至刻度。精确量取样品溶液0.1 mL，置10 mL量瓶中，加入6 mL蒸馏水，再加入0.5 mL福林试剂，再加入1.5 mL 20 % Na2CO3溶液，定容，在75℃下水浴12 min，冷却后在765 nm处测定吸光度。

1.2.4　标准曲线的建立

以总酚质量浓度（C）为横坐标，吸光度（A）为纵坐标建立标准曲线，回归方程A = 0.046 59 + 109.89C（r = 0.999 4）。

1.2.5　试验设计

在采用超声波辅助法提取番茄中总酚类物质的过程中，提取液种类及浓度、料液比、提取时间、提取温度和提取次数是影响番茄中总酚提取率的主要因素。采用单因素和正交试验优选提取番茄总酚的最佳提取工艺。为确定最佳工艺参数，以提取液、提取时间、提取温度和料液比为考察因素设计L9（34）正交试验，以番茄总酚提取率（以番茄冻干粉计）为指标。提取工艺的因素及水平见表1。

1.2.6　单因素试验

提取液影响试验：称取12份番茄冻干粉末，每份1 g，分别加入浓度为50 %、60 %、70 %的乙醇，50 %、60 %、70 %的甲醇，在提取时间20 min，超声波功率为250 W，料液比为1∶20（g/mL），提取温度70℃条件下按总酚测定方法进行测定，重复3次，总酚提取率以番茄冻干粉计。

料液比影响试验：以70 %乙醇为提取液，在提取时间20 min，超声波功率为250 W，提取温度为70℃分别考察不同料液比[1∶20、1∶30、1∶40、1∶50（g/mL）]对番茄总酚提取率的影响，重复3次。

提取温度影响试验：以70 %乙醇为提取液，在提取时间20 min，超声波功率为250 W，料液比为1∶20（g/mL），条件下分别考察不同提取温度（40、50、60、70℃）对番茄总酚提取率的影响。

提取时间影响试验：以70%乙醇为提取液，提取温度为70℃，超声波功率为250 W，料液比为1∶20（g/mL），条件下分别考察不同提取时间（20、30、40、50 min）对番茄总酚提取率的影响，重复3次。

提取次数影响试验：以70 %乙醇为提取液，提取温度为70℃，超声波功率为250W，料液比为1∶20（g/mL），提取时间为20 min条件下，分别考察不同提取次数（1、2、3、4次）对番茄总酚提取率的影响。

2　结果与分析

2.1　提取液种类、浓度对番茄果实总酚提取率的影响提取液种类、浓度对番茄果实总酚提取率的影响见表2。

由表2可知，甲醇为提取液时，对总酚提取率影响较大。乙醇为提取液时，总酚提取率明显高于甲醇，乙醇浓度在50 %～70 %时，总酚提取率随乙醇浓度的增加而减小，但变化不大。说明随着乙醇浓度的增加，不有利于酚的提取，但是当乙醇浓度到达一定高度时，酚提取率变化不明显[8]。

2.2料液比对番茄果实总酚提取率的影响

料液比对番茄果实总酚提取率的影响见表3。

由表3可知，料液比从1∶20（g/mL）增加到1∶50（g/mL）时，总酚提取率不断上升，当料液比达到1∶50（g/mL）时，总酚提取率达到最大值541.16 mg/100 g （md）。提取液在20到30倍时总酚提取率增加缓慢。从30到40倍时，总酚提取率大量增加。这可能是因为提取液的增加可以提高番茄果实与提取液之间酚类化合物的浓度差，有利于酚类化合物向提取液中扩散。

2.3　提取温度对番茄果实总酚提取率的影响

提取温度对番茄果实总酚提取率的影响见表4。

由表4可知，当温度低于50℃时，总酚提取率随提取温度的升高明显上升。提取温度为50℃时，总酚的提取率为597.85 mg/100（md），当温度高于50℃时，总酚提取率随提取温度的升高开始下降。其原因是：温度过高对提取液中的酚类化合物造成破坏，同时高温提取耗能也较大，因此提取温度最好不超过50℃。2.4提取时间对番茄果实总酚提取率的影响

提取时间对番茄果实总酚提取率的影响见表5。

由表5可知，提取时间在20 min～40 min时，总酚的提取率随提取时间的增加明显上升，但超过40 min后，总酚提取率开始下降。这可能是因为长时间的高温高频提取影响了酚类物质的结构。因此在实际操作中，提取时间选择40 min较好。

2.5　提取次数对总酚提取率的影响

提取次数对番茄果实总酚提取率的影响见表6。

由表6可知，提取次数越多，总酚的提取率越高，提取2次时总酚提取率达610.71 mg/100 g，提取次数超过2次后总酚提取率增加的不大，随着提取次数的增加，整个操作的时间的消耗逐渐增加。因此，在实际操作过程中提取次数最好不宜超过2次。

2.6　正交试验结果

根据单因素试验可知，提取液种类、浓度、提取时间、提取次数和料液比等因素影响番茄果实的总酚提取情况。以总酚提取率为衡量指标，按L9（34）正交表进行正交试验确定最佳提取工艺条件。正交试验结果见表7。

由表7可知，超声波法提取番茄总酚的最佳工艺条件为A3B3C2D3，即提取液为70 %乙醇，提取时间为40 min，提取温度50℃，料液比为1∶50（g/mL）。在最佳条件下，番茄总酚的提取率达676.95 mg/100 g。提取时间、提取温度、料液比、提取液对番茄总酚提取率均有不同程度的影响，其中提取液对总酚提取率的影响最大，其次为提取温度，提取时间，料液比对总酚提取率的影响较小。各因素对番茄总酚提取率的影响依次为：A>C>B>D。试验方差分析表见表8。

2.7　工艺验证试验

为考察上述优选提取工艺的稳定性，按该最佳工艺提取3批产品，分别测定总酚的提取率。结果表明，番茄总酚的提取率达676.95 mg/100 g，RSD为0.96 %。说明该工艺稳定可靠。

3　　结论

试验结果表明，通过单因素结合正交试验的方法，优选的超声辅助提取番茄中总酚的最佳工艺条件，提取液为70 %乙醇，提取时间为40 min，提取温度50℃，料液比为1∶50（g/mL）。在最佳工艺下，番茄总酚的提取率为达676.95 mg/100 g。该方法与传统方法相比较大大缩短了提取时间，简化了提取过程，提高了番茄果实中总酚的提取率。

[1]杜娟,崔瑞峰,王春枝.不同施肥处理对番茄品质的影响[J].上海蔬菜,2011(3):73-75

[2]刘建辉,张春莲,肖永贤,等.番茄不同品种的品质分析[J].西北农林科技大学学报,2005, 33(4):43-46

[3]汪铁山,张生潭,陈莉婧,等.半枝莲总多酚含量测定与超声提取工艺研究[J].中药材,2010,33(11): 1808-1810

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[6]杨铭,周寅敏,陈佳蕾,等.综合主成分分析用于秦皮的质量评价[J].中成药,2010,32(5): 808-811

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ZHANG En-ping，DUAN Yu，ZHANG Shu-hong*
（College of Horticulture，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110866，Liaoning，China）

Abstract：This trial was to study the effects of extraction time，extraction temperature，and solid-liquid ratio on extraction rate of total phenolic in tomato through single factor experiment combined with orthogonal test，which took fruit of tomatoes as material，the extraction rate of phenolic indicators as the evaluation standard. The results showed that the optimum extraction process of total phenolic in tomato as follows：70 % ethanol，extraction time 40 min，extraction temperature 50℃，solid-liquid ratio of 1∶50（g/mL）. Under optimal conditions，the content of total phenolic in tomato reached 676.95 mg/100 g.

基金项目：国家星火计划课题项目（2012GA6500021）；国家科技成果转化课题项（2012GB2B000091）；国家科技支撑计划课题（2013BAD20B08）；辽宁省自然科学基金（2015020767）

作者简介：张恩平（1971—），男（汉），副教授，博士，研究方向：蔬菜栽培与生态。

番茄果实中总酚提取工艺的优化

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论

1　材料与方法

2　结果与分析

3　　结论