啤酒花多酚类化合物提取方法的研究 摘要：本实验以确定酒花中多酚类化合物的最佳提取工艺为目的。通过单因素实验分析了浸提剂---丙酮的浓度、料液比、浸提时间、浸提温度四个因素对酒花多酚提取量的影响，通过正交实验确定出酒花中多酚类化合物的最佳提取条件为：浸提剂---丙酮浓度为70 %，料液比1︰25（g/mL），回流温度45℃，回流时间1h，在此提取条件下提取量达到最大为47.36mg/g。 关键词：啤酒花 多酚 The research of a method in distilling the polyphenol of humulus lupulus Abstract: The aim is to ascertain the optimum distilling condition of polyphenol from humulus lupulus. Single factor trail showed that impregnant’s type、distilling temperature、time、impregnant’s concentration have infection to humulus lupulus，distilling ratio． Hand over experiment ascertain the optimum condition of the polyphenol of humulus lupulus：impregnant’s concentration 70%、the ratio of materiel and impregnant 1：25(g/mL) 、temperature 45℃、time 1h and distilling quantity achieve crest：47.36mg/mL． Key words：humulus lupulus；polyphenol
酚类化合物广泛地存在于植物中，具有多种保健功能，其中最重要的是它的抗氧化功能。它不仅对活性氧自由基具有很强的捕捉能力，而且可以对由氧自由基诱发的生物大分子损伤起到保护作用。具有明显的抗突变、抗诱变、抗肿瘤、抗病毒、抗微生物、抗衰老等功能[1-3]。 啤酒是一种受消费者欢迎的低醇饮料，它含有多种对人体有益的化学物质，酚类化合物是其中最重要的一类[4-5]。啤酒中的酚类化合物部分来源于啤酒花[6]。酚类化合物不仅与啤酒的风味和口感有关，而且与啤酒的化学特性及货假期有很大的关系[6-7]。所以，以往人们对酒花的研究主要集中在它对啤酒质量及风味的影响上[8-9]，对其提取条件的研究报道甚少。本文先通过单因素实验确定出最佳的提取溶剂、温度、料液比、提取液浓度、时间，再以提取剂、浓度、时间、料液比、温度设计四因素三水平正交试验确定出酒花多酚的最佳提取工艺。以开发其在医药、食品、保健品、饮料、化妆品等行业中的应用。 1.实验部分 1.1材料与仪器 材料： 啤酒花 由天龙啤酒厂提供 主要试剂： 丙酮 酒石酸钾钠 硫酸亚铁 Na2HPO4 NaH2PO4 单宁酸等均为分析纯 主要试验仪器： sp-2102uvpc紫外分光光度计（上海光谱仪器有限公司），AL204型电子天平（Mettler Toledo Group ） 回流加热装置 恒温水浴锅 1.2实验方法 1.2.1实验样品处理方法 酒花经粉碎后，取出部分测定水分，其余小量分装于离心管中，密封后置冰箱保存备用。 1.2.2酒花多酚总量的测定 标准曲线的绘制 酒花多酚测定用酒石酸亚铁法[10]，以单宁酸为标样，测定波长为540nm，具体方法如下： 标准曲线绘制：精确配制0.1mg/mL的单宁酸标准溶液，分别精确吸取0，1，2，3，4，5，6mL的单宁酸标准溶液，置于25mL的容量瓶中，各加水4mL，酒石酸亚铁试剂5mL，用PH7.5的磷酸缓冲液定容至25mL，混匀后，在540nm的波长处测其光密度，然后以单宁酸标准液的浓度为横坐标，以光密度为纵坐标作标准曲线如图1。 酒花中总多酚的测定：称取样品1g，先用石油醚加热回流1h，以70%的丙酮20mL为溶剂，45℃浸提1h后过滤，以62%的丙酮定容为50mL，取样液1mL测定，从上述标准曲线计算相应的多酚含量。 1.2.3酒花多酚的提取工艺 1.2.3.1酒花多酚提取的单因素实验 1.2.3.1.1浸提剂的选择 有机溶剂浸提：准确称取1g啤酒花样品2份，分别用无水丙酮、无水乙醇20mL在45℃加热回流1h后过滤，溶液定容至50mL。用1.2.2中的方法测定多酚的含量。如表2所示。 水浸提：准确称取1g样品置于100mL的三角瓶中，用70mL的蒸馏水置沸水浴中浸提1h后趁热过滤，滤液定容至100mL，测定多酚的含量。 1.2.3.1.2最佳浸提剂浓度的选择 准确称取1g酒花样品5份，分别用10%、30%、50%、70%、90%的丙酮液20mL45℃下加热回流1h后过滤，滤液定容至50mL，测定多酚含量。如图2所示。 1.2.3.1.3浸提料液比的确定 准确称取1g酒花样品3份，分别用70%的丙酮液10mL、20mL、30mL在45℃水浴中加热回流1h后过滤，滤液定容至50mL，测定多酚含量。如表3所示。 1.2.3.1.4浸提温度的确定 准确称取1g酒花样品4份，用70%的丙酮液20mL分别在30℃、40℃、50℃、60℃下加热回流1h后过滤，滤液定容至50mL，测定多酚含量。如图3所示。 1.2.3.1.5浸提时间的确定 准确称取1g酒花样品4份于四个锥形瓶，分别用70%的丙酮液20mL，在45℃下分别加热回流1h、2h、3h、4h后过滤，滤液定容至50mL，测定多酚含量。如图4所示。 1.2.3.2酒花多酚提取的正交试验 根据1.2.3.1实验所得结果，按表1所列的因素水平设计L9(34)正交实验。 确定酒花多酚的最佳提取条件。 2.试验结果： 2.1单宁酸标准曲线
图1：单宁酸标准曲线y = 12.125xR2 = 0.9989
00.050.1
0.15
0.20.250.30.35
00.0040.0080.0120.0160.020.0240.028单宁酸浓度（mg/mL）
吸光度
2.2多酚提取的单因素实验 2.2.1提取溶剂的选择
表2：提取溶剂对多酚提取率的影响
溶剂 水 无水丙酮 无水乙醇 提取量（mg/g） 7.629 19.897 15.361 表2表明，酒花多酚可以溶于水、无水丙酮和无水乙醇中，提取率关系为无水丙酮＞无水乙醇＞水，从而确定出最佳的提取溶剂为丙酮。 2.2.2提取液浓度的选择
图2 提取液浓度对多酚提取量的影响01020304050
0%20%40%60%80%100%提取液浓度（％）
提取量（ｍｇ／ｇ｝
图2显示浸提剂浓度对酒花多酚的提取率有一定的影响，酒花多酚的最佳浸提液----丙酮的最佳浸提浓度为70%。原因是洒花多酚是一个简单多酚、聚醅酸酯类和聚黄烷醇类多酚的混合体，故丙酮和水组成的复合体系最适合酒花多酚的提取。当浓度超过70%时，酒花的溶解度减少：同时一些杂质、色素等成分溶出量增加，这些成分与酒花多酚类化合物竞争同丙酮-水分子结合，从而导致酒花多酚类化合物的提取量下降。 2.2.3料液比的选择 表3：料液比对多酚提取率的影响 料液比（g/mL） 1：10 1：20 1：30 1：40 提取量（mg/g） 34.57 47.11 49.86 49.92
由表3可以看出，随着料液比的增大，提取量逐渐增大。这是因为增加溶剂容量，有利于酒花多酚由原料向浸提液扩散，增大酒花多酚的浸出率。当溶剂用量继续增大时，原料表面与浸提液之间的浓度差不再是影响酒花浸出率的主要因素，这时酒花浸出率增加趋于平缓。溶剂溶解的蛋白质、碳水化合物、果胶等物质也增多，会影响后续工作的进行。同时从节约提取记得角度考虑，选择1：20为酒花多酚提取的最佳料液比。 2.2.4浸提温度的选择 图3提取温度对多酚提取量的影响01020304050203040506070温度（℃）
提取量（ｍｇ／ｇ）
在料液比为1：20，丙酮浓度为70%，提取时间为1h的条件下，考察温度对酒花多酚类化合物提取的影响，如图3所示。从图3中可以看出，温度在30℃~40℃之间时，随着温度的升高酒花多酚的浸出量逐渐增大，这是因为升高温度有利于酒花多酚溶解度的增大。但温度过高，由于多酚类物质性质不稳定，受热易被破坏，且杂质的溶出量增加，使提取量下降。从而，确定出酒花多酚的最佳浸提温度为40℃。 2.2.5提取时间的选择
图4：浸提时间对酒花浸提率的影响3035404550
0246时间（h）
浸提量（mg）
在料液比为1：20，丙酮浓度为70%，温度为40℃的条件下，考察时间对酒花多酚浸提率的影响，如图4所示。由图4可以看出，提取时间在1h左右时效果最好。时间过长，原料中的多酚向溶液中扩散的速度与溶液中多酚向原料中扩散的速度达到平衡，同时多酚发生氧化或降解。所以选定最佳的浸提时间为1h。 2.3酒花多酚提取的正交实验 表1：酒花多酚提取工艺的因素---水平
水平 因素 提取液浓度（%） 料液比（g/ml） 时间（h） 温度（℃） 1 2 3 65 70 71：15 0.5 1：20 1 1：25 1.5 35 40 45