超聲波輔助提取藍(lán)莓果渣中花色苷的工藝研究

郭婷婷，焦淑清*，鐘銀歡，溫馨，唐杰

(1.佳木斯大學(xué)藥學(xué)院，黑龍江省生物藥制劑重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江佳木斯154007；2. 廣東宏遠(yuǎn)藥業(yè)有限公司，廣州523000)

超聲波輔助提取藍(lán)莓果渣中花色苷的工藝研究

郭婷婷1，焦淑清1*，鐘銀歡2，溫馨1，唐杰1

(1.佳木斯大學(xué)藥學(xué)院，黑龍江省生物藥制劑重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江佳木斯154007；2. 廣東宏遠(yuǎn)藥業(yè)有限公司，廣州523000)

目的：確定超聲波輔助提取藍(lán)莓果渣中花色苷的最佳工藝。方法：采用正交試驗(yàn)確定超聲波輔助提取藍(lán)莓花色苷的最佳工藝條件。結(jié)果：超聲波輔助提取藍(lán)莓果渣中花色苷的最佳工藝條件為提取劑為酸性乙醇，固液比1∶60(g/mL)，超聲波功率350W，萃取時(shí)間40min，提取溫度75℃。在此條件下，確定的藍(lán)莓果渣花色苷含量3.122mg/g。結(jié)論：超聲波輔助提取技術(shù)對充分利用藍(lán)莓資源獲取高附加值的花色苷是可行的。

藍(lán)莓果渣；花色苷；超聲波輔助提取

藍(lán)莓(Blueberry)是杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(Vacciniumspp.)植物,在我國野生藍(lán)莓主要分布于大小興安嶺，近年人工培育的藍(lán)莓在東北地區(qū)被廣泛種植。藍(lán)莓果實(shí)是少有的藍(lán)色植物之一，因其含有豐富的具有生理活性的花色苷物質(zhì)而受到關(guān)注，以藍(lán)莓果為原料形成了藍(lán)莓果汁等一系列的藍(lán)莓功能性產(chǎn)品。在生產(chǎn)藍(lán)莓果汁等飲品的過程中，大量產(chǎn)生的的果渣常被作為飼料或被廢棄。藍(lán)莓果渣中以果皮為主，藍(lán)莓果實(shí)中的42%的花色苷殘留于果皮中[1],因此，充分利用藍(lán)莓果渣獲得高附加值的天然花色苷具有重要的研究價(jià)值和經(jīng)濟(jì)意義。超聲波技術(shù)在天然產(chǎn)物活性物質(zhì)提取的應(yīng)用提高了天然活性物質(zhì)的提出量，是目前廣泛應(yīng)用一種輔助提取技術(shù)，其用于藍(lán)莓果渣中花色苷提取的研究已見報(bào)道[2],但因藍(lán)莓果渣的來源不同，其研究結(jié)果差異較大。本文以黑龍江省尚志綠野漿果有限責(zé)任公司生產(chǎn)藍(lán)莓濃汁的廢棄果渣為原料，研究超聲波輔助技術(shù)提取果渣中花色苷的工藝條件，旨在為利用廉價(jià)的天然資源獲取高附加值的花色苷的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)奠定研究基礎(chǔ)，為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展提供一條實(shí)用的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藍(lán)莓果渣來源于黑龍江省尚志綠野漿果有限責(zé)任公司2013年生產(chǎn)藍(lán)莓濃汁產(chǎn)生的廢棄凍果渣。經(jīng)解凍、晾干、粉碎，得20目粉末備用。乙醇，鹽酸。80-2型低速離心機(jī)、FZ120微型植物粉碎機(jī)、Gold S54紫外-可見分光光度計(jì)、KQ-500DE 型數(shù)控超聲波清洗器(頻率 40KHz)、UV-2550 、PHS-3C精密pH計(jì)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 正交試驗(yàn)

稱量3.0g藍(lán)莓果渣粉末置于三角燒瓶中，在設(shè)定的不同條件下(提取溫度、提取時(shí)間、超聲波功率、料液比)，以萃取液中總花色苷含量為考察指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，因素水平見表1。用pH示差法測定花色苷質(zhì)量，每組測量2次，結(jié)果取平均值?；ㄉ蘸堪聪率接?jì)算。

花色苷含量

1.2.2 完全提取實(shí)驗(yàn)

稱取3.0g藍(lán)莓果渣，在料液比1∶50g/mL，超聲波功率為350W，提取時(shí)間為50min，提取溫度為75℃的條件下提取花色苷，抽濾，測定花色苷吸光值，直至吸光值保持穩(wěn)定，果渣出現(xiàn)泛白，即停止提取，得到果渣中花色苷的總含量，以此確定合理的提取次數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取溫度對花色苷提取量的影響

固定其它萃取條件，不同提取溫度下對花色苷的提取量的影響如圖1所示。

由圖1可見，隨著溫度的升高，花色苷的含量呈現(xiàn)上升趨勢。80℃時(shí)，花色苷含量出現(xiàn)最高點(diǎn)。

由于花色苷受溫度的影響較大[3]，而本文選取的溫度范圍較大，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，提取溫度對花色苷含量的影響結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道不符，多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在一定范圍(20～80℃)內(nèi)花色苷的含量與提取溫度呈現(xiàn)正比關(guān)系，但到達(dá)90℃略微下降[4]，其原因有待于進(jìn)一步研究。

圖1 提取溫度對花色苷含量的影響

2.2 提取功率對花色苷含量的影響

固定其它萃取條件，不同提取功率對花色苷的提取量的影響如圖2所示。

圖2 提取功率對花色苷含量的影響

由圖2可見，最高點(diǎn)分別在200W和450W處，最低點(diǎn)在500 W處，在250～400W范圍內(nèi)，花色苷含量變化差異不大；而且，最高點(diǎn)與最低點(diǎn)處的花色苷含量相差不超過0.2g，在誤差允許的范圍內(nèi)。

2.3 提取時(shí)間對花色苷含量的影響

固定其它萃取條件，不同提取時(shí)間對花色苷含量的影響如圖3所示。

圖3 提取時(shí)間對花色苷含量的影響

由圖3可知，小于10～30min時(shí)，隨著提取時(shí)間增加，花色苷含量不斷升高，30min達(dá)到最大值，然后開始出現(xiàn)下降趨勢，整體趨勢是花色苷含量隨著時(shí)間而略增加。

2.4 提取料液比對花色苷含量的影響

固定其它萃取條件，不同料液比對花色苷提取量的影響如圖4所示。

圖4表明，花色苷含量隨料液比的增大呈直線上升，在料液比為1∶70時(shí)達(dá)到最大值，隨后下降，但是最小值不小于在料液比為1∶30是的值，最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之差不大于0.3。

圖4 料液比對花色苷含量的影響

2.5 提取次數(shù)的確定

完全提取實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。每克果渣中花色苷的總含量3.354mg，隨提取次數(shù)增多提出率增加值趨緩。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度綜合考慮，確定提取2次為宜。

表2 藍(lán)莓果渣中花色苷的完全提取結(jié)果

注： *表示某次所得含量與累計(jì)總含量的比率。

2.6 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

極差值R表明，料液比對花色苷含量影響最顯著，影響順序?yàn)榱弦罕?提取溫度>提取功率>提取時(shí)間。各因素不同水平的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明超聲波輔助提取藍(lán)莓果渣中花色苷的最優(yōu)組合為A3B2C2D3，即提取溫度75 ℃、提取時(shí)間40min、超聲波功率350 W、料液比1∶60(g/mL)。按最佳工藝條件重復(fù)實(shí)驗(yàn)4次，花色苷平均含量為3.122 mg/g(花色苷質(zhì)量/果渣投料量)，可見最佳條件下得到的提取物中花色苷含量高于表3中各組實(shí)驗(yàn)所得含量值。研究表明，藍(lán)莓果渣中的花色苷在食品加工或儲(chǔ)藏過程中，會(huì)因高溫褐變, 降解產(chǎn)物和花色苷具有相同的能量吸收范圍，從而干擾化合物的特征光譜。因此，這類花色苷總量的測定, 通常采

用pH示差法[5]來提高準(zhǔn)確度。本實(shí)驗(yàn)原料為放置一段時(shí)間的藍(lán)莓果渣，可能存在褐變降解等問題，為減小誤差，選擇最穩(wěn)定的車菊花素-3-葡萄糖苷作為pH示差法的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。

表3 L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果表

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用超聲波輔助提取藍(lán)莓果渣中的花色苷，得到最佳工藝條件為提取溫度75℃，提取時(shí)間40 min，超聲波功率350 W，料液比1∶60(g/mL)，此工藝條件下可得到較高的花色苷提取量，本實(shí)驗(yàn)操作簡便、安全無毒，所用設(shè)備簡單經(jīng)濟(jì)，該工藝可達(dá)到廢棄藍(lán)莓果渣再利用的目的。

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Study on Extraction Process of Anthocyanins from BlueberryPomace by Ultrasonic-assisted Extraction

Guo Tingting1, Jiao Shuqing1*, Zhong Yinhuan2,Wen Xin1,Tang Jie1

(1 .College of Pharmacy ,Jiamusi University , Heilongjiang province the Key Laboratory of Biological Medicine Formulation ,Jiamusi , Heilongjiang 154007；2 .Guangdong Winnerway Pharmaceutical Company Ltd. Guangzhou 523000)

Object: To definite the optimum experimental condition for ultrasonic-assisted extraction anthocyanins from blueberry pomace. Methods: The optimum conditions for ultrasonic-assisted extraction were selected by orthogonal test. Results: The optimal experimental conditions were as follow: solvent acidic ethyl alcohol , ratio of raw material to solvent 1∶60 (g/mL), ultrasonic power 350W, extraction time 40 min, temperature 75℃,extraction times 2 . Under optimum experimental condition the anthocyanins quantity from blueberry pomace was 3.122 mg/g. Conclusion: Extracting anthocyanins quantity from blueberry pomace by ultrasonic-assisted extraction was feasible.

Blueberry pomace ；Anthocyanins; Ultrasonic-assisted extraction

2014-10-08

黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目(201310222025)

郭婷婷(1991-)，女，學(xué)生，E-mail：769286767@ qq .com；*通訊作者：焦淑清(1960-)，女，教授，碩士生導(dǎo)師，從事新型分離技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用研究，E-mail：Shuqingjiao60@163.com

TS202.3

A

doi.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.01.008