超聲波法提取藍(lán)靛果中紅色素的條件研究

高冷，李寧，韓雪

（長春工業(yè)大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130012）

超聲波法提取藍(lán)靛果中紅色素的條件研究

高冷，李寧，韓雪

（長春工業(yè)大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130012）

通過正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法，探討了超聲波提取藍(lán)靛果中紅色素的工藝條件，確定了最佳提取條件為：酶解45℃，3 h，乙醇濃度60%，超聲溫度20℃，超聲功率200 W，料液比1∶20，時(shí)間50 min。在此條件下藍(lán)靛果紅色素的得率為9.28%。

藍(lán)靛果紅色素；超聲波提??；正交實(shí)驗(yàn)

藍(lán)靛果（Lonicera edulis）別稱藍(lán)靛果忍冬，是一種純天然、無污染的優(yōu)質(zhì)野生果。其產(chǎn)量極低，被世界糧農(nóng)組織定為世界稀有珍貴野生漿果。藍(lán)靛果中所含的紅色素具有清除氧自由基、抗氧化功能［1］，是一種值得研究和開發(fā)的天然食用色素資源。

本實(shí)驗(yàn)以超聲波技術(shù)為基礎(chǔ)，探討了超聲波功率、料液比、溫度、時(shí)間等因素對藍(lán)靛果紅色素提取率的影響，采用正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法確定了最佳工藝條件，旨在對藍(lán)靛果紅色素的開發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料、藥品及儀器

藍(lán)靛果全果，蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品，RAPIDASE①INTENSE 果膠酶，甲醇（色譜純），乙醇（AR），檸檬酸，磷酸氫二鈉。

DK-S26型電熱恒溫水浴鍋；SCIENT2-HF2000超聲波循環(huán)提取機(jī)；GL-21LM型離心機(jī)；R501型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀；LGJ-30冷凍干燥機(jī)；UV1100紫外-可見分光光度計(jì)；Agilent 1100高效液相色譜儀。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 紅色素的制備

藍(lán)靛果全果加入酸化乙醇在酶解最適條件下酶解，經(jīng)超聲波、離心、抽濾、濃縮、干燥得紅色素成品。

1.2.2 藍(lán)靛果紅色素的吸收光譜

取藍(lán)靛果紅色素溶液在200～700 nm波長內(nèi)用紫外-可見分光光度計(jì)進(jìn)行掃描，在520 nm處有吸收峰。而520 nm處正是紅色素主要成分花色苷的特征吸收峰。

1.2.3 色譜條件

色譜柱：Agilent C18（5 μm，150 mm×4.6 mm）；柱溫：25℃；流動(dòng)相：甲醇-水（40∶60）；流速：1.0 mL·min-1；進(jìn)樣量：10 μL；檢測波長：520 nm；保留時(shí)間：10 min。

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確稱取于120℃下干燥至恒重的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品0.20 g置100 mL量瓶中，加入60%乙醇溶液70～80 mL，置于 50℃水浴上加熱 5 min，冷卻后加入60%乙醇溶液至刻度。吸取25 mL置50 mL量瓶中用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻即可得到1mg·mL-1的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液。

精確吸取標(biāo)準(zhǔn)液 0.0、1.0、2.0、3.0、4.0 和5.0 mL，分別置于10 mL量瓶中，加入檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖溶液稀釋至刻度，搖勻，在520 nm處做HPLC檢測，測定峰面積，計(jì)算回歸方程為：y＝11423x＋636.71，R2＝0.9983。

1.2.5 紅色素含量的測定

精確稱取0.1000 g提取物，甲醇溶液溶解，搖勻定容于10 mL容量瓶中，取10 μL注入液相色譜儀中，測得峰面積，按回歸方程計(jì)算紅色素的含量，并計(jì)算其提取率。

1.2.6 紅色素的HPLC圖譜

圖1、2分別為紅色素標(biāo)準(zhǔn)品和提取物的HPLC圖譜，可以看出提取物與標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間相同，證明所提物質(zhì)是紅色素。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)品的HPLC圖譜Fig.1 HPLC chromatogram of standard sample

圖2 提取物的HPLC圖譜Fig.2 HPLC chromatogram of extraction

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素對藍(lán)靛果紅色素提取率的影響

2.1.1超聲功率對藍(lán)靛果紅色素提取率的影響

在物料比、超聲時(shí)間、提取溫度一定時(shí)，紅色素吸光度先隨功率的增大而增大，在200 W時(shí)達(dá)到最大，隨后功率增大吸光度反而降低。這是因?yàn)楣β侍〖?xì)胞破碎不夠完全，功率太大又會(huì)產(chǎn)生熱量使色素分解［2］。

2.1.2 提取時(shí)間對藍(lán)靛果紅色素提取率的影響

在物料比、功率、提取溫度一定時(shí)，紅色素吸光度隨提取時(shí)間的延長而增大，當(dāng)超過40 min時(shí)，吸光度逐漸減小。原因是超聲波產(chǎn)生的機(jī)械剪切作用使色素分子的某鍵斷裂［3］，從而使吸光度降低。

2.1.3 提取溫度對藍(lán)靛果紅色素提取率的影響

在物料比、功率、提取時(shí)間一定時(shí)，隨提取溫度的增大吸光度逐漸增大，當(dāng)提取溫度達(dá)30℃時(shí)，吸光度最大，超過30℃吸光度逐漸變小，原因是溫度的升高導(dǎo)致色素的分解。

2.1.4 料液比對藍(lán)靛果紅色素提取率的影響

在功率、提取時(shí)間、提取溫度一定時(shí)，料液比為1∶20時(shí)，提取率即達(dá)很大，繼續(xù)增加料液比，提取率提高甚微，而且料液比的加大，一方面增加生產(chǎn)成本［4］，另一方面使提取液的濃縮工作負(fù)荷增加。因此，從實(shí)際生產(chǎn)角度考慮，選用料液比為 1∶20。

2.2 提取條件的優(yōu)化

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)論設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化提取條件，見表 1，采用 L9（34）的設(shè)計(jì)方法，確定最佳的提取條件。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Tab.1 Level table of orthogonal factor

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析表Tab.2 Results of orthogonal test

實(shí)驗(yàn)中各因素影響大小順序?yàn)椋汗β剩緶囟龋咎崛r(shí)間＞料液比，通過正交實(shí)驗(yàn)確定藍(lán)靛果紅色素超聲波法最佳提取條件為：超聲功率200 W，料液比1∶20，提取溫度20℃，提取時(shí)間50 min，總紅色素提取率為9.28%。

3 結(jié)論

超聲波提取法具有實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡單、操作方便、提取時(shí)間短、產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。提取前加入果膠酶可以加速有效成分的釋放，從而提高提取率。

通過正交實(shí)驗(yàn)確定了超聲波法提取藍(lán)靛果紅色素的最佳工藝條件為:乙醇濃度60%，提取溫度20℃，超聲功率200 W，料液比 1∶20，時(shí)間50 min，提取率為9.28%。

［1］ 韓京振.藍(lán)靛果抗氧化作用的試驗(yàn)研究［J］.中國中醫(yī)藥科技，2002，9（1）：45-46.

［2］ 趙桂紅，王世平.藍(lán)靛果天然紅色素的提取及穩(wěn)定性研究［J］.食品研究與開發(fā)，2009，（6）：166-168.

［3］ 王振宇，趙鑫.超聲波提取大花葵色素的工藝研究［J］.林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)，2003，（6）：65-67.

［4］ 曾順德，漆巨容，張迎君.天然食用色素的提取、純化及應(yīng)用［J］.食品研究與開發(fā)，2004，29（6）：79-81.

Study on Technology of Enzyme-Ultrasonic Extraction of Pigment from Lonicera Edulis

GAO Leng，LI Ning，HAN Xue
（School of Chemistry and Life Science， Changchun University of Technology， Changchun 130012， China）

Through orthogonal design testing method， the optimum extraction conditions by ultrasonic was discussed.The conditions were as followed： hydrolysis 3h， temperature 45℃，extraction agent of 60%alcohol，temperature 20℃，ultrasonic power 200W， ratio of solid to liquid 1 ∶20， time 50min.Under these conditions，the extraction rate of pigment was 9.28%.

pigment；ultrasonic extraction；orthogonal

TS 202.3

A

1671-9905（2011）04-0009-02

高冷（1963-），男，吉林省，長春工業(yè)大學(xué)副教授，碩士學(xué)位，主要從事天然產(chǎn)物研究

李寧，電話：13756281967，地址：吉林省長春市延安大街2055號長春工業(yè)大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院104室，郵編：130012，E-mail：15108090＠qq.com

2010-11-26