苹果多酚的提取工艺及应用研究
苹果多酚是苹果中含有苯环和多个羟基的化学结构物质的总称。苹果中的多酚主要包括黄烷-3-醇、黄酮醇、羟基苯甲酸、二氢查尔酮和花青素。苹果多酚为淡黄褐色粉末，略带苹果味，微苦，易溶于水和乙醇。苹果中多酚类物质的组成和含量往往因品种、成熟度、种植条件、贮藏条件、时间、组织部位不同而差异很大。未成熟的苹果与成熟的苹果相比，成分相似，但含量差异很大。成熟苹果中的多酚主要是绿原酸、儿茶素和原花青素，而未成熟苹果中的多酚多为二氢查尔酮、槲皮苷等化合物。
1苹果多酚提取技术的研究进展
苹果多酚主要是用有机溶剂提取的，大致可以分为两类。
1.1有机溶剂直接萃取法
由于苹果多酚结构中含有的羟基具有一定的极性，根据相似配伍原则，通常选择水、低碳醇、乙酸乙酯、丙酮等溶剂进行提取。齐向阳等人以乙醇-水为溶剂从新鲜苹果中提取原花青素，取得了较好的提取效果。易忠才等人以水和甲醇为溶剂，从我国112种中药材中提取多酚并进行比较，为多酚的提取提供了依据。孟京燕等人以不同pH值的水为溶剂，研究了物料粒度、料液比、pH值等不同因素对苹果多酚提取效率的影响。郝还以乙醇为溶剂，考察了不同因素对苹果渣多酚提取率的影响，得出最佳提取条件，提取量为1072.438+05 mg/kg。
1.2有机溶剂结合其他提取方法
1.2.1超声波辅助提取法
超声波辅助提取法是利用超声波辐射产生的强烈空化效应、扰动效应、机械振动、高加速度、破碎和搅拌，增加物质分子运动和溶剂渗透的频率和速度，从而加速目标成分进入溶剂。超声波强化提取植物有效成分是一种物理粉碎过程。具体工艺流程为:苹果渣→超声波辅助有机溶剂萃取→真空浓缩→干燥。
刘征利用超声波提取银杏叶中的黄酮类化合物，探索出一种快速、简便、产率高的提取方法，为苹果多酚的提取提供了科学依据。Grey等人以乙醇为溶剂，用超声波提取苹果渣中的酚类化合物，并确定了最佳工艺条件。栾燕等人比较了有机溶剂提取和超声波辅助提取苹果多酚的异同，发现在相同的提取条件下，超声波辅助提取的得率要高得多；采用李涛PlackettBurman试验设计，筛选出显著影响苹果多酚超声波提取的因素，包括温度、乙醇体积分数和提取次数。
与有机溶剂直接提取相比，超声波提取大大提高了提取效率，节约了溶剂，避免了高温对提取成分的影响。
1.2.2微波辅助提取法
微波辅助萃取是一种利用微波能提高萃取效率的新技术。微波能量用于加热提取溶剂，将样品基质中的目标化合物分离到溶剂中。具体工艺流程如下:苹果渣→微波辅助有机溶剂萃取→离心→真空浓缩→干燥。
在1986中，Ganzler等人首先报道了微波用于提取天然产物的成分。20多年来，该技术已广泛用于食品、生物样品和环境样品的分析和提取。艾等人首次将微波技术引入苹果渣中提取苹果多酚，并对微波辅助提取工艺进行了优化。苹果多酚的提取率为11.41mg/g，明显高于直接提取法和超声波辅助提取法，提取时间明显缩短。金学元等人采用微波辅助提取和索氏提取法提取苹果多酚，再次证明了微波辅助提取具有提取时间短、效率高的优点，进一步表明微波辅助提取在苹果多酚提取工艺中具有广阔的应用前景。
1.2.3加压溶剂萃取法
加压溶剂萃取是一种新发展起来的样品萃取技术。在温度50℃ ~ 200℃，压力1013 MPa ~ 2016 MPa的条件下，用常规溶剂提取固体或半固体样品的样品预处理技术。该技术起初主要用于环境分析中的样品制备，后被用于食品样品的前处理。国外学者Rosam Alon-so-Salces利用固液萃取和加压溶剂从苹果皮和果肉中提取多酚。结果表明，两种方法提取效果相似。ZulemaPineiro等人采用加压溶剂萃取法从葡萄籽和茶叶中提取儿茶素。结果表明，该方法优于简单溶剂萃取法和超临界流体萃取法。缬草孢子等人认为，在植物活性成分的提取中，加压溶剂提取法比溶剂提取法和超声波辅助提取法更简单高效。
与其他溶剂萃取技术相比，加压溶剂萃取具有自动化程度高、萃取时间短、溶剂用量少、萃取过程封闭、对人体危害小、环境污染小等优点。
1.2.4超临界流体萃取法
超临界流体萃取是一种新型的萃取技术，具有传统溶剂萃取无法比拟的优势。其原理是用高于临界温度和压力的超临界流体(通常是二氧化碳)将有效成分从目标物中萃取出来，然后超临界流体在常压和室温下变成气态，溶解在流体中的有效成分迅速分离出来，从而达到分离的目的。工艺流程为:苹果→粉碎→超临界流体萃取→喷雾干燥→取样。
超临界流体萃取新技术始于20世纪70年代。德国的Zosel博士成功地将超临界二氧化碳萃取工艺应用于工业生产脱去咖啡因的咖啡豆。结果表明，超临界二氧化碳脱咖啡因工艺明显优于传统的有机溶剂萃取工艺。国内学者冯耀生首次尝试超临界二氧化碳萃取茶多酚，得到相对纯度为95.45%的茶多酚和相对纯度为86.54%的咖啡因，为多酚的提取开创了新思路。魏福祥利用超临界二氧化碳从苹果渣中提取苹果多酚，得到最佳提取实验条件，得率为0.1%。等采用超临界萃取苹果籽油，张等采用超临界二氧化碳从苹果渣中萃取二十八烷醇，均取得了较好的效果。
苹果多酚常用的有机溶剂提取工艺生产周期长，环境污染严重。利用超临界二氧化碳提取苹果多酚，工艺条件简单，提取温度低，可有效避免对活性成分的破坏，二氧化碳安全无毒。
2苹果多酚的应用
2.1在食品中的应用
由于苹果多酚具有抗氧化和清除自由基的作用，在食品工业中可作为一种高效低毒的天然抗氧化剂，延长食品的贮藏期，改善食品的品质，增加食品的附加值。具体应用如下。
2.1.1功能食品的应用
苹果多酚具有预防高血压、抗肿瘤、抗衰老、抗突变、抗辐射、抗过敏、抗龋齿、增强肌肉力量等多种保健功能，可用于功能性食品的开发和生产，满足人们对食品保健功能的需求。
2.1.2在水产品中的应用
鱼的腥味主要是三甲胺。在气味抑制试验中，将三甲胺与苹果多酚混合，用气相色谱法测定挥发性三甲胺的量。结果表明，挥发性三甲胺的量随着苹果多酚浓度的增加而减少，当苹果多酚含量为200μg/mL时，挥发性三甲胺的量可减少50%。在水产品加工中，用苹果多酚处理的青鱼和红鱼在4℃下贮藏2d。结果表明，对照组鱼肉颜色变化明显，肉质变黄，而添加苹果多酚的鱼肉在10天后仍保持良好的新鲜度。
2.1.3在口香糖中的应用
口臭是由多种原因引起的，口臭的主要成分是含硫氨基酸产生的甲硫醇。脱臭实验以含硫蛋氨酸为底物，加入含有口腔细菌的人唾液，在37℃下产生甲硫醇。当苹果多酚以300μg/mL的浓度添加到底物中时，甲硫醇的产生减少了50%以上，当添加量达到1200μg/mL时，甲硫醇的产生被完全抑制。在人体实验中，是以口香糖的形式进行的。当咀嚼不含苹果多酚的口香糖时，咀嚼后口腔中甲硫醇的含量立即开始增加。含0.25%苹果多酚的口香糖，30min后甲硫醇开始增加；苹果多酚含量达到0.5%，咀嚼60分钟后甲硫醇开始增加。因此，苹果多酚具有良好的抑制口臭效果，可用于口香糖的生产。相应产品已在日本上市。
2.1.4在动物肉制品中的应用
猪肉在绞肉机中混合，并分成三份样品。依次加入质量分数为65，438±00%的水溶性多酚、质量分数为0.4%的油溶性多酚和质量分数为70%的合成生育酚，在70℃加热40分钟灭菌，然后在65，438±0℃保存。最后，测定了它们的外观和过氧化值。结果表明，多酚的效果优于生育酚，油溶性多酚对肉类的亲和力优于亲水性多酚。苹果多酚还可以用于红烧肉的保鲜。通过与其他抗氧化剂复配，制备了一种新型红烧肉保鲜剂，提高了红烧肉的抗氧化性，延长了货架期。
2.1.5在白酒和饮料中的应用
苹果多酚可作为酒精和饮料的澄清剂，通过氢键将蛋白质中的酚羟基和酰胺基连接起来，使明胶和单宁形成复合物而聚集沉淀，同时捕获和去除其他悬浮物。在质量分数为1×10E-3的维生素C溶液中添加0.05%的苹果多酚，能有效抑制维生素C的降解，对色素的褪色有较强的抑制作用，特别是对胡萝卜素色素。研究人员在含有β-胡萝卜素和辣椒素的清凉饮料中添加了1%的苹果多酚，可以在保质期内保持其鲜艳的颜色。
2.1.6水果和蔬菜中的应用
苹果多酚具有抗菌作用，对供试细菌如芽孢杆菌、大肠杆菌、假单胞菌的MIC为0.1%。苹果多酚提取物的抑菌活性具有良好的热稳定性，在pH值为5 ~ 6、小于0.3 mol/L的无机盐环境条件下抑菌效果最佳，在新鲜果蔬上喷洒低浓度苹果多酚溶液，可以抑制细菌繁殖，保持果蔬原有色泽，达到保鲜防腐的目的，不会污染果蔬。
苹果多酚还可以作为一种新的添加剂用于面包、蛋糕和油的生产。
2.2在化妆品中的应用
苹果多酚是一种具有独特生理活性和化学活性的天然产物，具有良好的收敛性和粘附性。能维持胶原蛋白的合成，抑制弹性蛋白酶，辅助身体保护胶原蛋白，提高皮肤弹性，从而避免或减少皱纹，保持皮肤娇嫩的外观。通常在化妆品、沐浴露、染发剂、牙膏、除臭剂等中作为活性成分添加。，具有抗氧化、抗衰老、抗辐射、美白保湿等多重功效，对各种因素引起的皮肤衰老、皱纹、色素沉着等有独特功效。此外，酚类化合物能抑制酪氨酸酶和过氧化氢酶的活性，清除活性氧，因此可用于制备维生素C或维生素E多酚类化合物增白剂。芬兰大学的学者曾经发现，当人体皮肤组织暴露在紫外线能量下仅30分钟时，阳光杀死了约50%的细胞，而随着低聚原花青素的加入，约80%的皮肤细胞受到保护，不受损害，并且与维生素C相比，它具有更好的紫外线吸收能力。
2.3其他方面的应用
苹果多酚连接到聚合物的分子上，使聚合物具有多酚的性质。比如用吸水树脂接枝多酚的抗菌滤网制成抗菌材料，在纸尿裤产品的抗菌方面有着广阔的市场。由于工业的发展，大量的苯酚进入水环境，与金属离子反应沉积在河底的淤泥中，对水生生物造成危害。如果将植物酚接枝到高分子链上，不仅可以减少植物加工过程中排放的含酚废弃物对环境的破坏，还可以作为处理含重金属离子废水的产品进一步开发利用。此外，多酚类物质对酶活性的抑制作用可以控制植物中多酚类物质的含量，可以防止害虫的食用，减少植物病虫害。
经过多年的研究、实验、开发和应用，苹果多酚以其优越的功能特性受到人们的青睐。苹果多酚产品已广泛应用于食品、医药、日化等领域。我国苹果资源丰富，年产量居世界第一，但苹果多酚的工业化生产仍处于起步阶段。因此，研究苹果多酚的提取、纯化和应用，对于加快苹果多酚商业化发展步伐，延长苹果加工链条，增加苹果加工企业利润，增加农民经济收入，减少环境污染，构建和谐文明社会具有深远的现实意义和社会意义。