超声耦合双水相体系提取茶皂素的工艺优化与机制探讨

摘要：

[目的]茶皂素是一种具有广阔应用前景的天然活性物质,纯度是限制其应用和价值的关键因素.探究超声耦合双水相提取(Ultrasound-assisted two-phase aqueous extraction,UAATPE)油茶粕茶皂素的工艺条件及其提取机制,以开发纯度高且高效的提取技术,为油茶粕高值化利用提供技术指导.[方法]以油茶粕为原料,在单因素基础上,利用Plackett-Burman设计筛选影响得率的关键因素,经Box-Behnken设计优化提取工艺;通过比较传统乙醇提取法和水提法的提取物得率和纯度,评价UAATPE法茶皂素提取效果;结合扫描电子显微镜分析油茶粕微观结构,初步探讨UAATPE法提取机制.[结果]影响茶皂素得率的关键因素为乙醇质量分数、硫酸铵质量分数和超声时间,经Box-Behnken设计优化的最佳工艺参数为:乙醇质量分数27.50％(w/w),硫酸铵质量分数19.60％(w/w),液固比50﹕1,超声时间32 min,超声功率300 W,提取温度60℃,在此条件下茶皂素得率为(26.21±0.54)％.与传统乙醇提取法相比,UAATPE法的茶皂素得率虽差异不显著,但其纯度提高了6.57％(P<0.05).相较于传统水提法,UAATPE法提取的茶皂素得率和纯度分别提升了17.74％和40.23％(P<0.01).微观结构显示UAATPE法处理的油茶粕因超声波空化效应,加剧了油茶粕组织破坏,产生大量空洞和强烈表面收缩,有效促进油茶粕茶皂素释放.UAATPE提取过程,茶皂素在双水相系统中首先经过固液提取进入电导率高的底相,然后经液液萃取迁移至极性较大的顶相,从而达到初级纯化,提升茶皂素纯度的效果.[结论]采用UAATPE法可以显著提高茶皂素得率和纯度,为油茶粕的高效利用提供了新方法.

关键词：油茶粕;茶皂素;超声波;双水相提取;Plackett-Burman设计;响应面设计

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资助基金：广东省本土创新创业团队项目;广东省现代农业产业技术体系创新团队建设专项;广东省农业科学院农业优势产业学科团队建设项目

在线出版日期：2022-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：167-183