藍(lán)莓花色苷提取工藝研究

郎春田

摘要：為優(yōu)化溶劑法提取藍(lán)莓花色苷的工藝參數(shù)，以藍(lán)莓鮮果為試驗(yàn)對(duì)象，采用單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)的方法，探討提取劑濃度、溫度、提取時(shí)間、pH值對(duì)花色苷提取效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，藍(lán)莓花色苷最佳提取條件為：乙醇濃度60%，提取溫度50 ℃，提取時(shí)間60 min，提取劑pH值3.0。

關(guān)鍵詞：花色苷；提取工藝；溫度；提取時(shí)間；pH

中圖分類號(hào)：TS264.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2017）05-0049-03

藍(lán)莓花色苷屬于黃酮類化合物，是一種很好的天然食用色素，具有很強(qiáng)的抗氧化活性，可以清除自由基，延緩衰老，抑制血小板聚集，有效預(yù)防大腦病變、動(dòng)脈硬化，有抑菌、殺菌、抗腫瘤、抗輻射等功效。藍(lán)莓花色苷的提取方法有溶劑萃取法、酶法提取法、超聲波輔助提取法、超臨界提取法等，其中溶劑萃取法是目前使用最多的方法，其優(yōu)點(diǎn)是投資少、設(shè)備簡單。生產(chǎn)試驗(yàn)及實(shí)踐表明，乙醇量、溫度、浸提時(shí)間、pH都會(huì)對(duì)藍(lán)莓花色苷的提取產(chǎn)生影響。

為優(yōu)化溶劑法提取藍(lán)莓花色苷的工藝參數(shù)，以沈陽市雙翼果業(yè)生產(chǎn)示范基地提供的藍(lán)莓果為原料，探討提取劑濃度、溫度、提取時(shí)間、pH值對(duì)花色苷提取效果的影響，以期為藍(lán)莓花色苷系列產(chǎn)品的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，促進(jìn)藍(lán)莓精深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

藍(lán)莓果采自沈陽市雙翼果業(yè)生產(chǎn)示范基地，7月中旬采收，置于-20 ℃保存。

無水乙醇、鹽酸、甲醇、檸檬酸、檸檬酸鈉均為分析純。

1.2 儀器及設(shè)備

7200型可見分光光度計(jì)：上海尤尼柯有限公司；UV-1600型紫外可見分光光度計(jì)：北京瑞利分析儀器公司；pHS-25型酸度計(jì)：上海理達(dá)儀器廠；電子天平：北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；TDL-5000B型離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 提取溶劑濃度的選擇 稱取5 g藍(lán)莓果，分別加入濃度為40%，60%，80%，100%的乙醇溶液（pH 3）30 mL，按l g︰15 mL的比例混合均勻，在40 ℃水浴浸提60 min，抽濾，定容至200 mL，測定吸光度。

1.3.2 提取溫度的選擇 稱取5 g藍(lán)莓果，加入濃度為60%的乙醇溶液（pH 3）30 mL，按l g：15mL的比例混合均勻，分別在溫度30，40，50，60 ℃下浸提60 min，抽濾，定容至200 mL，測定吸光度。

1.3.3 提取時(shí)間的選擇 稱取5 g藍(lán)莓果，加入濃度為60%的乙醇溶液（pH 3）30 mL，按l g：15 mL的比例混合均勻，在40 ℃水浴分別浸提60，90，120，180 min后，抽濾，定容至200 mL，測定吸光度。

1.3.4 pH值的選擇 稱取5 g藍(lán)莓果，分別加入pH為2.0，3.0，4.0，5.0的濃度60%的乙醇溶液30 mL，按l g︰15 mL的比例混合均勻，在40 ℃水浴浸提60 min，抽濾，定容至200 mL，測定吸光度。

1.3.5 正交試驗(yàn) 以提取劑濃度、提取溫度、提取時(shí)間、提取次數(shù)為因素，進(jìn)行4因素4水平L16（45）正交試驗(yàn)。每個(gè)處理3次重復(fù)，各因素及水平設(shè)置詳見表1。

1.3.6 藍(lán)莓花色苷含量的測定 稱取5 g藍(lán)莓果，破碎，在一定條件下加入濃度為60%的乙醇浸提，真空抽濾，定容，在520 nm波長下分別測定吸光度，采用pH示差法計(jì)算花色苷提取量。

花色苷含量（mg/g）=C×V/m （1）

C=（ApH1-ApH4.5）×484.82×1 000×DF/24 825 （2）

式中：ApH1為被測樣品溶液pH為1時(shí)在520 nm處的吸光值；ApH4.5為被測樣品溶液pH為4.5時(shí)在520 nm處的吸光值；484.82為矢車菊-3-葡萄糖苷的相對(duì)分子質(zhì)量；24 825為矢車菊-3-葡萄糖苷溶液pH為1時(shí)在520 nm處的摩爾吸光值；DF為稀釋因子；V為被測樣品溶液體積，mL；m為藍(lán)莓果質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取劑濃度對(duì)花色苷提取的影響

提取劑濃度對(duì)花色苷提取的影響見圖1。

由圖1可以看出：隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加，花色苷吸光度增加；乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%時(shí)，花色苷吸光度最大；乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%時(shí)，花色苷吸光度略有下降，但與60%乙醇的差異不顯著；乙醇體積分?jǐn)?shù)為100%時(shí)，吸光度下降，與60%乙醇之間的差異顯著（P<0.05）。

這是因?yàn)樗{(lán)莓中除含有花色苷外，還含有大量的糖、果膠和其他水溶性色素。在高濃度乙醇體系中，花色苷的溶解性較好，而極性較強(qiáng)的糖、果膠和其他水溶性色素則不溶，因此花色苷提取效果好；相反，在低濃度乙醇體系中，糖、果膠和其他水溶性色素溶解性好，導(dǎo)致花色苷提取效果差。綜合考慮，選取濃度為60%的酸性乙醇作為花色苷提取溶劑。

2.2 提取溫度對(duì)花色苷提取的影響

提取溫度對(duì)花色苷提取的影響見圖2。

由圖2可以看出：在60 ℃以內(nèi)，隨著提取溫度的升高，花色苷吸光度增加；提取溫度為30，40，50，60 ℃時(shí)的花色苷吸光度之間無顯著差異。一方面，溫度升高有利于花色苷溶出；另一方面，花色苷在溫度較高時(shí)容易發(fā)生氧化降解，且溫度越高，降解速度越快。因此，提取溫度以50 ℃為宜。

2.3 提取時(shí)間對(duì)花色苷提取的影響

提取時(shí)間對(duì)花色苷提取的影響見圖3。

由圖3可知：提取時(shí)間為60 min時(shí)，花色苷吸光度為最大值；當(dāng)提取時(shí)間超過60 min時(shí)，花色苷的吸光度逐漸減少。這是因?yàn)樗{(lán)莓花色苷穩(wěn)定性差，易氧化，長時(shí)間提取會(huì)增加其損失。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定最佳提取時(shí)間為60 min。

2.4 pH值對(duì)花色苷提取的影響

pH對(duì)花色苷的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性影響很大。一般情況下，花色苷在酸性條件下比較穩(wěn)定。在pH 0.5～5.0范圍內(nèi)，其在最大吸收波長處的吸光度隨pH的升高而減少。提取劑pH值對(duì)花色苷提取的影響見圖4。

由圖4可以看出：隨著提取液pH值升高，花色苷吸光度提高；提取液pH為4.0和5.0時(shí)，花色苷吸光度相對(duì)pH 2.0，3.0顯著降低。

提取劑的pH過高，會(huì)影響花色苷穩(wěn)定性，使其吸光度降低；提取劑的pH過低，可能使花色苷的糖基水解，導(dǎo)致花色苷的穩(wěn)定性下降。因此，提取液的最適pH值為3.0。

2.5 正交試驗(yàn)分析

正交試驗(yàn)結(jié)果見表2。

從表2中的R值可以看出：影響花色苷提取效果的因素排序?yàn)锳>C>B>D；最佳組合為A3B3C1D2，即乙醇濃度為60%，提取溫度50 ℃，提取時(shí)間60 min，提取劑pH值3.0。在此條件下，藍(lán)莓果中的花色苷得率約為326.84 mg/100 g。

3 結(jié)論

采用溶劑萃取法提取藍(lán)莓中花色苷類物質(zhì)，能夠提高花色苷提取率、縮短提取時(shí)間、避免高溫對(duì)花色苷的破壞。通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定的藍(lán)莓花色苷最佳提取工藝條件為：乙醇濃度為60%，提取溫度50 ℃，提取時(shí)間60 min，提取劑pH值3.0。提取1次，藍(lán)莓果中的花色苷含量約為326.84 mg/100 g。

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