楊梅花色苷提取及其抗氧化性研究

李 濤，趙 云，吳曉琳

1.揭陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程系 (揭陽 522000)2.揭陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)與信息中心 (揭陽 522000)

楊梅花色苷提取及其抗氧化性研究

李 濤1，趙 云2，吳曉琳1

1.揭陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程系 (揭陽 522000)2.揭陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)與信息中心 (揭陽 522000)

以楊梅為原料，利用超聲波輔助提取其花色苷。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)優(yōu)化，結(jié)果表明，超聲波提取楊梅花色苷的主要因素為料液比，其次為乙醇濃度、提取時(shí)間和提取溫度。楊梅花色苷提取的最佳條件如下：乙醇濃度為25%，料液比為1∶14，提取時(shí)間為25 min，提取溫度40 ℃。在此條件下，楊梅花色苷的平均含量為0.687 5 mg/g。通過體外抗氧化實(shí)驗(yàn)，表明該花色苷具有顯著的DPPH自由基清除能力。

楊梅；花色苷；提?。豢寡趸?/p>

花色苷(Anthocyanin)是一類廣泛存在于植物的花、果實(shí)和葉中的水溶性天然色素，是花和果實(shí)呈現(xiàn)靚麗顏色(紅、橙、藍(lán))的主要物質(zhì)基礎(chǔ)[1]?；ㄉ詹坏梢宰鳛樘烊簧兀以诳寡趸痆2]、抗炎癥、抗突變、抗腫瘤[3]、改善視力、預(yù)防和治療心血管疾病等方面具有良好的作用[4]?；ㄉ赵跅蠲?Myrica rubra Sied et Zucc．)中的含量非常豐富，達(dá)45.31 mg/100 g(以鮮果計(jì))。楊梅是雙子葉植物綱楊梅科楊梅屬喬木，廣泛分布于我國南方各地。其成熟果實(shí)呈紫紅色，顏色鮮艷誘人，果味酸甜，汁液豐富，并含有大量的花色素，是天然食用色素非常好的來源[5]。

本研究以廣東省潮汕地區(qū)楊梅為原料，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)對(duì)楊梅花色苷的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，通過DPPH自由基清除試驗(yàn)考查了其體外抗氧化能力，以期為楊梅深加工和活性成分開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要儀器

KH3200V型超聲波清洗器(昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司)；JA2003型電子天平(上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司)；SHB-ⅢA型循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長城科工貿(mào)有限公司)；S22型可見分光光度計(jì)(上海棱光技術(shù)有限公司)。

1.2 材料與試劑

楊梅：購于廣東省潮州市金灶；鹽酸緩沖液(pH 1.0)，將0.2 mol/L KCl和0.2 mol/L HCl按體積比25:67混合；醋酸緩沖液(pH 4.5)，將1 mol/L NaAc、1 mol/L HCI與H2O以100∶60∶90的比例配制；DPPH購自Sigma公司；甲醇、乙醇、鹽酸，均為分析純。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1工藝路線

楊梅→清洗晾干→搗碎→稱重→超聲波輔助提取→抽濾→定容→測(cè)定

操作工藝如下：

(1) 清洗晾干：取完整、無破損、無病變的楊梅，用清水沖洗，晾干至表面無水分。

(2) 超聲波輔助提取：稱取經(jīng)攪拌均勻的楊梅汁5.000 g于250 mL錐形瓶中，置于超聲波清洗器中超聲(功率為300 W)提取。

(3) 抽濾：經(jīng)提取后的楊梅提取液進(jìn)行抽濾，并用少量水沖洗兩次，合并濾液。

要使學(xué)生掌握抽象數(shù)學(xué)對(duì)象、發(fā)現(xiàn)和提出數(shù)學(xué)問題的方法，要將此作為教學(xué)的關(guān)鍵任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)從“知其然”到“知其所以然”再到“何由以知其所以然”的跨越.

(4)定容：將濾液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，定容。

1.3.2單因素試驗(yàn)

取楊梅汁5 g，按不同料液比，加入用0.1% HCl酸化的不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇或甲醇，在不同溫度條件下，超聲(功率為300 W)提取不同時(shí)間，抽濾得到浸提液。比較溶劑及其濃度、料液比、提取溫度、提取時(shí)間等因素對(duì)花色苷提取率的影響。

1.3.3楊梅花色苷提取的工藝優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇乙醇濃度、料液比和提取時(shí)間作為考察因素，進(jìn)行L9(34)正交實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化楊梅花色苷提取的工藝。

1.3.4花色苷含量測(cè)定

參照宋德群等[6]的pH示差法測(cè)定提取花色苷的含量進(jìn)行測(cè)定，略有改動(dòng)。將提取的溶液定容至100 mL，從中取2 mL提取液分別用pH值1.0和pH值4.5緩沖液定容至25 mL，測(cè)其含量，計(jì)算公式為：

(1)

式中：ρ為花色苷含量，mg/g；A0、A1分別為pH 1.0、pH 4.5時(shí)花色苷在520 nm波長處的吸光度；V為提取液總體積，mL：n為稀釋倍數(shù)；M為矢車菊色素-3-葡萄糖苷的相對(duì)分子質(zhì)量，取值449；ε為矢車菊色素-3-葡萄糖苷的消光系數(shù)，取值29 600；m為樣品質(zhì)量，g。

1.3.5楊梅花色苷DPPH·自由基清除能力測(cè)定

參考徐金瑞等[7]抑制DPPH·能力的方法。用無水乙醇配制2×10-4mol/L的DPPH·溶液，在10 mL具塞試管中加入2 mL DPPH·溶液(2×10-4mol/L)和2 mL一定濃度的樣品液，總體積4 mL。混合均勻，黑暗下室溫避光反應(yīng)30 min后，以無水乙醇調(diào)零點(diǎn)，于光徑1 cm比色皿中測(cè)定DPPH·混合溶液在517 nm處的吸光度。

(2)

式中，Ai為2 mL DPPH·溶液+2 mL樣品液的吸光度；Aj為2 mL樣品液+2 mL無水乙醇的吸光度；Ac為2 mL DPPH·溶液+2 mL無水乙醇的吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1提取溶劑濃度對(duì)花色苷含量的影響

取楊梅汁5 g，按料液比1:8，加入用0.1% HCl酸化的體積分?jǐn)?shù)分別為10%、25%、40%、55%、70%的乙醇(甲醇)超聲(功率為300 w)提取10 min，提取溫度為40 ℃，抽濾得到乙醇(甲醇)浸提液，定容至100 mL，測(cè)定花色苷含量，結(jié)果見圖1。

圖1 提取溶劑對(duì)花色苷含量的影響

由圖1可以看出，不同提取溶劑對(duì)楊梅花色苷含量影響不大，基于安全性和成本考慮，選擇乙醇作為提取溶劑；楊梅花色苷含量隨著乙醇濃度的增大呈先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)乙醇濃度為25%時(shí)，花色苷含量達(dá)到最大，所以選擇乙醇濃度為25%。

2.1.2料液比對(duì)花色苷含量的影響

取楊梅汁5 g，加入按料液比分別為1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶14，用0.1% HCl酸化的體積分?jǐn)?shù)為25%的乙醇超聲提取10 min，提取溫度為40 ℃，抽濾得到乙醇浸提液，定容至100 mL，測(cè)定花色苷含量，結(jié)果見圖2。

圖2 料液比對(duì)花色苷含量的影響

由圖2可知，含量隨料液比的增加基本呈先升高后下降的趨勢(shì)，但當(dāng)料液比達(dá)到1∶12時(shí)，含量達(dá)到最大值，選擇料液比為1∶12。

2.1.3提取時(shí)間對(duì)花色苷含量的影響

取楊梅汁5 g，加入料液比為1∶12，用0.1% HCl酸化的體積分?jǐn)?shù)為25%的乙醇超聲分別提取5 min、10 min、15 min、20 min、25 min、30 min，提取溫度為40 ℃，抽濾得到乙醇浸提液，定容至100 mL，測(cè)定花色苷含量，結(jié)果見圖3。

圖3 提取時(shí)間對(duì)花色苷含量的影響

由圖3可知，含量隨提取時(shí)間的增加呈先升高后下降的趨勢(shì)，當(dāng)提取時(shí)間達(dá)到15 min時(shí)，含量達(dá)到最大值，選擇提取時(shí)間為15 min。

2.1.4提取溫度對(duì)花色苷含量的影響

取楊梅汁5 g，加入料液比為1∶12，用0.1% HCl酸化的體積分?jǐn)?shù)為25%的乙醇分別在30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃下超聲提取15 min，抽濾得到乙醇浸提液，定容至100 mL，測(cè)定花色苷的含量，結(jié)果見圖4。

圖4 提取溫度對(duì)花色苷含量的影響

由圖4可知，含量隨提取溫度的增加基本呈逐漸增大的趨勢(shì)，但當(dāng)提取溫度達(dá)到40 ℃時(shí)，隨著溫度的升高含量變化較小，基于成本考慮，選擇提取溫度為40 ℃。

2.2 楊梅花色苷提取的工藝優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，因提取溫度對(duì)楊梅花色苷含量無明顯影響，選擇乙醇濃度、料液比和提取時(shí)間作為考察因素，進(jìn)行L9(34)正交實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)因素和水平見表1，結(jié)果與分析見表 2。

表1 因素水平表

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，影響楊梅花色苷含量的因素主次順序?yàn)椋毫弦罕?B)>乙醇濃度(A)>提取時(shí)間(C)，楊梅花色苷提取的最佳工藝條件為：A2B3C3，即乙醇濃度為25%，料液比為1∶14，提取時(shí)間為25 min。按此最優(yōu)組合平行試驗(yàn)3次，楊梅花色苷的平均含量為0.687 5 mg/g。

2.3 楊梅花色苷DPPH·自由基清除作用

以楊梅花色苷提取的最佳工藝條件制得的提取液，按2.4方法測(cè)定其對(duì)DPPH·自由基的清除作用，得出其對(duì)DPPH·自由基清除率為98.98%～99.32%。

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，結(jié)果表明，影響楊梅花色苷含量的因素主次順序?yàn)椋毫弦罕?乙醇濃度>提取時(shí)間>溫度，超聲波輔助提取楊梅花色苷的最佳條件如下：乙醇濃度25%，料液比1∶14，提取時(shí)間25 min，提取溫度40 ℃。按此最優(yōu)組合平行試驗(yàn)3次，楊梅花色苷的平均含量為0.687 5 mg/g。通過體外抗氧化實(shí)驗(yàn)得出其對(duì)DPPH·自由基清除率為98.98%～99.32%，表明該花色苷具有顯著的DPPH自由基清除能力。

[1] 賴劍峰，楊榮玲，林耀盛，等．楊梅花色苷分離純化制備矢車菊素-3-葡萄糖苷的研究[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)，2013，34(7):1354-1358.

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[3] 唐傳核，彭志英．天然花色苷類色素的理化功能及應(yīng)用前景[J].冷飲與速凍食品，2000 (1)：26-28.

[4] 代小梅，李 沆，姜 麗．超聲波輔助法對(duì)紫甘薯花色苷提取效果的研究[J].中國調(diào)味品，2016， 41(9):141-144.

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[7] 徐金瑞，張名位，劉興華，等．黑大豆種皮花色苷的提取及其抗氧化作用研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2005,21(8)：161-164.

ExtractionandantioxidantactivityofanthocyaninfromMyricarubra

Li Tao1, Zhao Yun2, Wu Xiaolin1

1.Department of Biological Engineering, Jieyang Vocational and Technical College (Jieyang 522000) 2.Training and Information Center, Jieyang Vocational and Technical College (Jieyang 522000)

Ultrasonic-assisted extraction was used to extract anthocyanin from Myrica rubra. On the basis of single factor experiments, the orthogonal test was used. The results show that the orders of parameters affecting extraction efficiency are the ratio of material and liquidal, cohol content, extraction time and extraction temperature. The optimal conditions of extraction are obtained as follows: alcohol content 25%， the ratio of material and liquid 1∶14， extraction time 25 min and extraction temperature 40 ℃. In this case, the content of extraction is 0.687 5 mg/g. The anthocyanin of Myrica rubra shows strong ability of scavenging DPPH free radicals through antioxidant tests in vitro.

Myrica rubra; anthocyanin; extraction; antioxidant activity

2017-07-10

2017年度廣東大學(xué)生科技創(chuàng)新培育(攀登計(jì)劃)項(xiàng)目(pdjh2017b0782)。

李 濤，男，1981年出生，碩士，講師，研究方向?yàn)槭称贩治鰴z測(cè)與質(zhì)量安全。

TS201

A

1672-5026(2017)06-070-03