CN112782330B - 一种提取枳椇子风味物质的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提取枳椇子风味物质的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤2，将a克枳椇子加入b升水进行浸泡c小时，之后使用水蒸气蒸馏d小时，收集产物；步骤3，选择提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间(c)三个因素对所述步骤2进行单因素实验；步骤4，对所述步骤2中的提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间三个因素进行响应面分析，得到提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间(c)三个因素的最佳工艺参数；本发明所列举的提取枳椇子风味物质的方法，通过对提取时间、料液比、温度的单因素实验考察出响应面设计所需要的中心点数据，以此进行相应面分析，以获得提取枳椇子风味物质的最佳工艺参数。

Description

一种提取枳椇子风味物质的方法
技术领域
本发明属于药食同源风味物提取领域，尤其是涉及一种提取枳椇子风味物质的方法。
背景技术
枳椇子，为鼠李科植物枳椇带有肉质果柄的果实或种子。枳椇子始载于《唐本草》，李时珍称它为金果树，并收载于《本草纲目》，是我国卫生部首批公布的新资源食品，除少数地区外，我国各省区均有分布。枳椇子不仅可食亦可入药，属养阴、生津、润燥、止渴、凉血类药物，中医认为其有清热利尿，解酒毒之功效，主治酒毒、烦热、口渴、呕吐、二便不利等症。作为国家卫生健康委员会公布的既是药品又是食品的物品，枳椇子具有良好的食用保健价值。
随着人们生活水平的逐步提升，“食以味为先”逐渐成为了消费者对于餐食追求的要素之一。良好的风味感官能够引起人的食欲，令人产生精神上的愉悦感。所以，风味作为食品感官四大功能之一，受到越来越多科学研究者的重视。近年来，针对食品风味成分的研究范围也愈广，研究方式也愈深入。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种方法简单的提取枳椇子风味物质的方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种提取枳椇子风味物质的方法，其特征在于，其特征在于，包括如下步骤：
一种提取枳椇子风味物质的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将阴干的枳椇子进行粉碎，得到a克枳椇子粉末；
步骤2，将a克枳椇子加入b升水进行浸泡c小时，之后使用水蒸气蒸馏d小时，收集产物。
步骤3，选择提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间(c)三个因素对所述步骤2进行单因素实验，确定提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间(c)响应面的中心点；
步骤4，根据所述步骤3中单因素试验结果，结合响应面的中心组合设计试验原理，对所述步骤2中的提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间三个因素进行响应面分析，得到提取时间(d)和料液比(a：b)产物含量的响应面、提取时间(d)和浸泡时间(c)产物含量的响应面、料液比(a：b)和浸泡时间(c)产物含量的响应面；
步骤5，对所述步骤4所获得数据用Design-Expert.V8.0.6软件进行响应面分析，得到影响枳椇子挥发性风味物质数的提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间(c)这三个因素与响应面的多元回归方程，并通过对所获得多元回归方程的得到提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间三个因素的最佳工艺参数。
优选的，所述步骤3中，提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间(c)三个因素响应面的中心点为，提取时间d＝3，料液比a：b＝1：20，浸泡时间c＝2.5。
优选的，所述步骤5中提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间三个因素的最佳工艺参数为，提取时间d＝3.5，料液比a：b＝1:25，浸泡时间c＝2.5。
优选的，所述步骤3中，所述单因素实验包括如下步骤,
S1:将提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间(c)的数值设置为多组，分别对所述步骤2进行重复试验，以获取多组产物；
S2：将S1中所获得多组产物分别进行预处理；
S3：将S3中经过预处理的多组产物分别通过色谱柱进行测试，得到枳椇子挥发性风味物质气相色谱图；
S4：设计评分标准，选择多个测试人员进行在评分标准的指导下，对S1中所获得的多组产物分别进行感官评判；
S5：对S3和S4所获得结果进行对比和分析。
优选的，所述S1中,提取时间(d)设计：1、1.5、2、2.5、3、3.5；料液比(a：b)设计：5、10、15、20、25、30；浸泡时间(c)设计：0.5、1.0、1.5、2、2.5、3。
优选的，所述S2中多组产物分别进行预处理的具体操作为，取S1中所获得样品加入到正己烷中进行稀释，将稀释后的样品溶液涡旋之后进行离心获得离心溶液，吸取所述离心溶液中的正己烷层。
优选的，所述S3中，进行色谱柱测试的方式为，选用HP-5MS(30×0.25×0.25μm)色谱柱，将氦气作为载气，将S2中所获得产品通入到色谱注重，然后进样口温度设置为280℃，检测器温度设置为300℃，在开始往色谱柱内通入样品之后，用程序控制色谱柱升温，色谱柱的初始温度为50℃，以20℃/min升温至100℃，以4℃/min升温至140℃，维持5min，以1℃/min升温至155℃，维持1min，最后以20℃/min升温至280℃。
优选的，所述评分标准为，将测试人员对枳椇子风味物质通过嗅觉感受到的枳椇子风味物质的评价细化为五个档次。
优选的，所述S5的结论为，S3中所获得枳椇子挥发性风味物质气相色谱峰数目与S4所获得风味评价结果呈正相关。
优选的，所述步骤5中，所述影响枳椇子挥发性风味物质数的三个因素与响应面的多元回归方程为：
Y=46.6-2.25X1-0.62X2-0.13X3+2.75X1X2+0.25X1X3-3.5X2X3-5.05X1 2-2.30X2 2-3.30X3 2。
综上所述，本发明所列举的提取枳椇子风味物质的方法，通过对提取时间、料液比、浸泡时间的单因素实验考察，以挥发性风味物质数量及风味评价得分为指标，选用响应面法中心组合设计进行3因素3水平实验，获得最优条件。
附图说明
图1为枳椇子挥发性风味物质气相色谱图。
图2为提取时间的影响。
图3为料液比的影响。
图4为浸泡时间的影响。
图5为峰数的残次正概率分布。
图6为提取时间和料液比峰数的响应面。
图7为提取时间和料液比峰数的等高线图。
图8为提取时间和浸泡时间峰数的响应面。
图9为提取时间和浸泡时间峰数的等高线图。
图10为料液比和浸泡时间峰数的响应面。
图11为料液比和浸泡时间峰数的等高线图。
图12为BOX图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
一种提取枳椇子风味物质的方法，包括如下步骤：
步骤1，将枳椇子阴干之后进行粉碎，并将该粉末通过通过40目筛，以获得粒径小于40目的枳椇子粉末。
步骤2，量取a克枳椇子粉末，放入到圆底烧瓶中进行，在圆底烧瓶中继续加入b升水进行浸泡c小时，之后使用水蒸气蒸馏d小时，收集产物。
步骤3，选择提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间(c)三个因素对所述步骤2进行单因素实验，所述步骤3具体包括S1、S2、S3、S4、S5五个步骤；
S1，将提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间(c)的数值设置为多组，分别对所述步骤2进行重复试验，以获取多组产物，具体的，将提取时间(d)设计为：1、1.5、2、2.5、3、3.5；料液比(a：b)设计为：5、10、15、20、25、30；浸泡时间(c)设计为：0.5、1.0、1.5、2、2.5、3进行单因素的实验，可以得到多组不同的产物。
S2,将S1中所获得的多组产物分别进行相同的预处理操作，预处理操作具体的方式如下，量取S1中某一组实验所获得的10μL样品溶液，在10μL样品溶液中加入1ml正己烷进行稀释，涡旋1min获得混合样品溶液，将混合样品溶液以以2200r/min离心5min，吸取正己烷层，其中正己烷层为预处理之后的样品。
S3,将经过S2预处理的多组样品通过色谱柱进行测试，得到枳椇子挥发性风味物质气相色谱图；其中色谱柱测试的条件为，色谱柱选择HP-5MS(30×0.25×0.25μm)，载气为氦气，流速为1.47mL/min，进样口温度为280℃，检测器温度为300℃，程序升温，初始温度为50℃，已20℃/min升温至100℃，以4℃/min升温至140℃，维持5min，以1℃/min升温至155℃，维持1min，最后以20℃/min升温至280℃，进样量为1μL。
S4，设计评分标准，并选择多个测试人员在评分标准的知道下，对S1中所获得的多组产物分别进行感官评定；其中测试人员需要进行培训，年龄需要控制在20-40岁，男女比例要保证1:1。设计的评分标准为，采取百分制计分，每个测试人员在不知道样品制备的具体参数下，以主观意愿对样品进行打分，并剔除最高分和最低分，之后计算出所有有效数据的平均值。其中评分标准主要以如下五个标准进行划分，有浓郁枳椇子清香，香味层次丰富，宜人，回味无穷、果香稍淡，具有枳椇子香味，无异味、具有果香，但辨别不出枳椇子香味、香味不协调，无异味果、香不协调，有异味。
S5,将S4和S3所获得结果进行对比，并进行验证S3中色谱图峰柱的数量变化趋势和S4中测试人员评分的变化趋势是否相同，进而验证出色谱柱峰柱数量越多，产物中枳椇子风味物质越多，同时得出提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间(c)三个因素响应面的中心点，提取时间d＝3，液料比a：b＝1：20，浸泡时间c＝2.5。
步骤4，以步骤3中单因素试验结果，根据响应面中心组合设计试验原理设计出响应面设计水平表，对响应面设计结果进行分析，进而得出对所述步骤2中的提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间三个因素进行响应面分析，得到提取时间(d)和料液比(a：b)产物含量的响应面、提取时间(d)和浸泡时间(c)产物含量的响应面、料液比(a：b)和浸泡时间(c)产物含量的响应面；
步骤5，对所述步骤4所获得数据用Design-Expert.V8.0.6软件进行响应面分析，得到影响枳椇子挥发性风味物质数的提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间(c)这三个因素与响应面的多元回归方程，并通过对所获得多元回归方程，得到提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间三个因素的最佳工艺参数为，提取时间d＝3.5，料液比a：b＝1:25，浸泡时间c＝2.5。
下面结合实际情况，一种提取枳椇子风味物质的方法进行验证。
1实验方案
1.1风味评价
挑选40名(20女20男)经过培训的人员组成评审小组，年龄在20～40岁。样品随机放置，品评者嗅觉、主观喜爱程度方面对样品打分，剔除最高与最低分后取平均值，满分100分。五个标准以如表1-1的方式进行设计，以保证评审小组的人员在对气味的评定上有层次性，能够在评分依据的帮助下，更加准确的进行不同气味的分辨。
表1-1感官品质综合评分标准
Figure DEST_PATH_IMAGE002
1.2枳椇子挥发性风味物质提取
枳椇子经过阴干后进行粉碎，过40目筛备用。称取50g粉末，置圆底烧瓶中，加入水1L，充分浸泡1h，使用水蒸气蒸馏法提取1h，收集产物，备用。
1.3色谱条件优化
1.3.1样品前处理
取1.2中所获得的产物的10μL样品溶液，并将10μL样品溶液加入1mL正己烷中稀释，稀释后的样品溶液涡旋1min。涡旋之后的混合样品溶液以2200r/min离心5min，吸取正己烷层，备用。
1.3.2色谱条件优化
将1.3.1中吸取的正己烷层通入到色谱中进行色谱检测，在实验开展之前，经优化得到，正己烷层通入到色谱中进行色谱检测获得最佳检测效果的方式是：选用HP-5MS(30×0.25×0.25μm)色谱柱，载气选择氦气，并将1.3.1中所获得正己烷层选用11μL在载气的引导下通入到色谱柱中，流速控制在1.47mL/min，进样口温度为280℃，检测器温度为300℃，程序升温，初始温度为50℃，已20℃/min升温至100℃，升温至100℃之后以4℃/min升温至140℃，维持140℃5min，然后以1℃/min升温至155℃，维持155℃1min，最后以20℃/min升温至280℃。可以得到色谱图，如图1所示。
1.4单因素设计
以风味评价得分及枳椇子挥发性风味物质气相色谱检测所得峰数为共同评价指标，设计单因素实验。提取时间(d)设计：1、1.5、2、2.5、3、3.5。料液比(a：b)设计：5、10、15、20、25、30。浸泡时间(c)设计：0.5、1.0、1.5、2、2.5、3。
以上述设计的竖直分别通过1.2制作出多组样品，然后将这些样品分别送入评审组进行风味评定，或者送入到色谱柱中进行色谱检测。
1.5响应面试验设计
根据单因素试验结果，结合响应面中的中心组合设计试验原理，设计响应面水平表。
2实验结果
2.1单因素实验结果
2.1.1提取时间对枳椇子挥发性风味物质数量的影响及风味感官评价得分
表2-1 提取时间的影响
Figure DEST_PATH_IMAGE004
由图2可知，随着提取时间增加，枳椇子挥发性风味物质溶出增多，所检测得到的色谱峰数量增加，当提取时间为3h时达到最大，而风味评价分相对平稳上升，且在3-3.5h之间差距不大，因此响应面的时间中心点选取为3h。
2.1.2料液比对枳椇子挥发性风味物质数量的影响及风味感官评价得分
表2-2 料液比的影响
Figure DEST_PATH_IMAGE006
由图3的结果可知，在料液比为20时，枳椇子挥发性风味物质峰数上升快且后趋于平缓，风味评价分差距不大，因此响应面的固液比中心点选取20合适。
2.1.3浸泡时间对枳椇子挥发性风味物质数量的影响及风味感官评价得分
表2-3 浸泡时间
Figure DEST_PATH_IMAGE008
由图4可知，枳椇子挥发性风味物质提取随浸泡时间增长呈一直上升趋势，风味评价分总体上升，再2.5h时处于上升拐点。因此响应面的浸泡时间中心点选取2.5h合适。
根据单因素实验分析可大致表明，枳椇子挥发性风味物质气相色谱峰数目与风味评价结果大致呈正相关。
2.2响应面水平表
根据响应面中的中心组合设计试验原理。根据单因素的结果，响应面的设计水平表格如下：
表2-4 响应面水平表
Figure DEST_PATH_IMAGE010
2.3响应面设计结果
对响应面水平表，得到峰数的残次正概率分布，具体情况如图5所示和CCD设计和优化后实验结果以及峰数的回归方程方差分析表。
表2-5 CCD设计和优化后实验结果
Figure DEST_PATH_IMAGE012
表2-6 峰数的回归方程方差分析表
Figure DEST_PATH_IMAGE014
注：P<0.01表示极显著，P<0.05表示显著，P>0.05表示不显著
2.4响应曲面分析
由图6-7可知，提取时间对枳椇子风味物质的影响比料液比曲线变化大，因此可知在试验水平下提取时间对响应值的影响大于料液比。
由图8-9可知，提取时间曲线比浸泡时间曲线变化大，因此可知在试验水平下提取时间对响应值的影响大于浸泡时间。
由图10-11可知，浸泡时间曲线和料液比曲线变化大致相同，但浸泡时间曲线的响应值稍大于料液比。
回归方程的建立：如图12所示，对上述数据用Design-Expert.V8.0.6软件进行响应面分析，得到影响枳椇子挥发性风味物质数的三个因素与响应面的多元回归方程为：
Y=46.6-2.25X1-0.62X2-0.13X3+2.75X1X2+0.25X1X3-3.5X2X3-5.05X1 2-2.30X2 2-3.30X3 2
由表2-6可知，方差观察显著差异，说明提取时间对峰数的影响极具显著，是最显著的因子。浸泡时间和料液比对其提取不显著。残次的正概率分布分布在直线周围较好。回归方程的失拟差不显著，表明该方程与实际情况拟合情况好，运用其为枳椇子挥发性风味物质数量及其风味的优化合理。
结论
综上，提取时间是枳椇子挥发性风味物质提取过程中最显著的相关因素。模型预测下的最优条件为：提取时间3.5h，料液比25倍，浸泡时间2.5h。重复三次验证下，平均响应值达到48.3。建立此数学模型寻求最佳提取条件是科学可行的，通过色谱分析及、感官评价等指标，说明其风味被人主观接受的程度高，具有良好实用价值。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种提取枳椇子风味物质的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将阴干的枳椇子进行粉碎，得到a克枳椇子粉末；
步骤2，将a克枳椇子加入b升水进行浸泡c小时，之后使用水蒸气蒸馏d小时，收集产物；
步骤3，选择提取时间（d）、料液比（a：b）以及浸泡时间（c）三个因素对所述步骤2进行单因素实验，确定提取时间（d）、料液比（a：b）以及浸泡时间（c）响应面的中心点；
步骤4，根据所述步骤3中单因素试验结果，结合响应面的中心组合设计试验原理，对所述步骤2中的提取时间（d）、料液比（a：b）以及浸泡时间三个因素进行响应面分析，得到提取时间（d）和料液比（a：b）产物含量的响应面、提取时间（d）和浸泡时间（c）产物含量的响应面、料液比（a：b）和浸泡时间（c）产物含量的响应面；
步骤5，对所述步骤4所获得数据用Design-Expert.V8.0.6软件进行响应面分析，得到影响枳椇子挥发性风味物质数的提取时间（d）、料液比（a：b）以及浸泡时间（c）这三个因素与响应面的多元回归方程，并通过对所获得多元回归方程的得到提取时间（d）、料液比（a：b）以及浸泡时间三个因素的最佳工艺参数；
所述步骤3中，所述单因素实验包括如下步骤：
S1:将提取时间（d）、料液比（a：b）以及浸泡时间（c）的数值设置为多组，分别对所述步骤2进行重复试验，以获取多组产物；
S2：将S1中所获得多组产物分别进行预处理；所述S2中多组产物分别进行预处理的具体操作为，取S1中所获得样品加入到正己烷中进行稀释，将稀释后的样品溶液涡旋之后进行离心获得离心溶液，吸取所述离心溶液中的正己烷层；
S3：将S2中经过预处理的多组产物分别通过色谱柱进行测试，得到枳椇子挥发性风味物质气相色谱图;
S4：设计评分标准，选择多个测试人员进行在评分标准的指导下，对S1中所获得的多组产物分别进行感官评判；
S5：对S3和S4所获得结果进行对比和分析；并进行验证S3中色谱图峰柱的数量变化趋势和S4中测试人员评分的变化趋势是否相同，进而验证出色谱柱峰柱数量越多，产物中枳椇子风味物质越多，同时得出提取时间(d)、料液比(a：b)以及浸泡时间(c)三个因素响应面的中心点；S3中所获得枳椇子挥发性风味物质气相色谱峰数目与S4所获得风味评价结果呈正相关，通过对提取时间、料液比以及浸泡时间的单因素实验考察，以挥发性风味物质数量及风味评价得分为指标，选用响应面法中心组合设计进行3因素3水平实验，获得最优条件；
所述S3中，进行色谱柱测试的方式为，选用HP-5MS 30×0.25×0.25 μm色谱柱，将氦气作为载气，将S2中所获得产品通入到色谱柱中，然后进样口温度设置为280℃，检测器温度设置为300℃，在开始往色谱柱内通入样品之后，用程序控制色谱柱升温，色谱柱的初始温度为50℃，以20℃/min升温至100℃，以4℃/min升温至140℃，维持5 min，以1℃/min升温至155℃，维持1 min，最后以20℃/min升温至280℃。
2.根据权利要求1所述的一种提取枳椇子风味物质的方法，其特征在于，所述步骤3中，提取时间（d）、料液比（a：b）以及浸泡时间（c）三个因素响应面的中心点为，提取时间（d）=3，料液比（a：b）=1：20，浸泡时间（c）=2.5。
3.根据权利要求2所述的一种提取枳椇子风味物质的方法，其特征在于，所述步骤5中提取时间（d）、料液比（a：b）以及浸泡时间三个因素的最佳工艺参数为，提取时间（d）=3.5，料液比（a：b）=1:25，浸泡时间（c）=2.5。
4.根据权利要求3所述的一种提取枳椇子风味物质的方法，其特征在于，所述S1中,提取时间（d）设计：1、1.5、2、2.5、3、3.5；料液比（a：b）设计：5、10、15、20、25、30；浸泡时间（c）设计：0.5、1.0、1.5、2、2.5、3。
5.根据权利要求3所述的一种提取枳椇子风味物质的方法，其特征在于，所述评分标准为，将测试人员对枳椇子风味物质通过嗅觉感受到的枳椇子风味物质的评价细化为五个档次。
6.根据权利要求4所述的一种提取枳椇子风味物质的方法，其特征在于，所述步骤5中，所述影响枳椇子挥发性风味物质数的三个因素与响应面的多元回归方程为：
Y=46.6-2.25X1-0.62X2-0.13X3+2.75X1X2+0.25X1X3-3.5X2X3-5.05X1 2-2.30X2 2-3.30X3 2。
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