黑米花色苷提取方法的研究進(jìn)展

趙麗艷 董 岳 王 磊 劉長姣

(吉林工商學(xué)院，糧油食品深加工吉林省高校重點實驗室 吉林 長春 130507)

花色苷屬黃酮多酚類的化合物，是花青素與各種的糖以糖苷鍵結(jié)合而形成的一種糖苷，具有清除自由基、抗氧化、改善視力、延緩衰老、抗炎等功效。目前，國內(nèi)研究黑米的高校和機(jī)構(gòu)有40余所(以廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、福建農(nóng)林大學(xué)、中山大學(xué)為代表)，研究方向涉及黑米花色苷的組成與含量、黑米花色苷的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性、黑米花色苷的生理功能、黑米花色苷的提取與純化、黑米花色苷的降解及其產(chǎn)物等。

花色苷是黑米皮的主要成分[1]，提取常受到溫度、pH、浸提時間、溶劑、料液比的影響。常采用溶劑提取法、酶解法、超臨界CO2萃取法、超聲波萃取法等技術(shù)破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁，提高細(xì)胞滲透性，縮短提取時間，改善產(chǎn)物質(zhì)量，提高花色苷的提取率。本文綜述了黑米花色苷提取方法，以期深度開發(fā)利用黑米花色苷，挖掘其在食品制造業(yè)、醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)等不同領(lǐng)域的巨大潛力，發(fā)揮其作為天然色素的重大應(yīng)用價值。

一、黑米花色苷提取的研究

(一)溶劑提取法

溶劑提取法是依據(jù)相似相溶原理，根據(jù)原料中被提取物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)選取合適的溶劑進(jìn)行提取，盡量避免其他成分溶出。黑米花色苷提取多使用溶劑提取法，溶劑以乙醇為主。劉靜雪等[2]采用乙醇浸提法提取黑米花色苷，研究結(jié)果表明，乙醇體積分?jǐn)?shù)77.67%、提取時間81min、料液比1:20是黑米花色苷提取最佳工藝參數(shù)，在此條件下，測得黑米花色苷提取率為5.14%；蔡文韜等[3]采用乙酸水溶液浸提法，以黑米為主要原料，提取其中的花色苷，確定最佳工藝參數(shù)為乙酸濃度20%、料液比1:10、提取時間56min、提取溫度45℃，在此條件下，測得黑米花色苷含量為0.055482mg/g；侯召華等[4]提取黑米花色苷，確定提取最優(yōu)條件為乙醇:水:鹽酸體積比50:50:0.5、提取溫度50℃、料液比1:10、提取時間60min，此條件下，黑米花色苷含量34.48mg/g。此提取方法溶劑消耗量較大、提取時間過長、回收成本高，現(xiàn)有許多新技術(shù)應(yīng)用于花色苷提取。

(二)酶解法

酶解法是選擇適當(dāng)?shù)拿阜纸夂诿捉M織，促使其釋放花色苷，此方法較為溫和，能有效提高黑米花色苷提取得率。趙月等[5]用復(fù)配生物酶法確定提取黑米花色苷最佳工藝條件為α-淀粉酶52U/g、纖維素酶480U/g、料液比1:30、pH6.5，酶解溫度50℃，酶解時間65min，在此條件下測得黑米花色苷含量209.06mg/100g。劉永吉等[6]利用響應(yīng)曲面法對纖維素酶輔助乙醇浸提黑米皮花色苷提取工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究，確定黑米花色苷的工藝條件為纖維素酶2.0%、酶解溫度38.7℃、酶解時間128.8min、料液比為1:10、提取時間40min、提取溫度50℃，乙醇浸提液濃度80%，在此條件下，黑米花色苷提取量為21.9mg/g。

(三)超臨界CO2萃取法

超臨界CO2萃取法是對溫度和壓力均高于臨界點的流體進(jìn)行物質(zhì)分離的方法，擁有優(yōu)良的滲透性與溶解能力。劉妍[1]預(yù)熱萃取釜和解析釜至38℃后，將黑米粉后置于超臨界萃取釜中，通入20kg/h CO2流，在壓力45MPa下超臨界萃取，3h后加入乙醇取出，得到了純度為86.8%的黑米花色苷原液。

(四)超聲波萃取法

超聲波提取法是利用超聲的熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)與“空化效應(yīng)”，加速有效組分的釋放擴(kuò)散，進(jìn)而實現(xiàn)提取目的，此法在黃酮、多酚等成分的提取應(yīng)用較多，具有時間短、效率高的優(yōu)點。張吉祥等[7]通過超聲輔助提取法提取黑米花色素，確定最佳工藝條件為超聲時間50min、超聲功率250W、乙醇濃度80%，最優(yōu)提取率4.5%，相較于索氏提取法，超聲波提取法提取率高出了近3倍。張志輝等[8]確定黑米色素的最優(yōu)條件為超聲波功率280W、提取時間20min、乙醇濃度70%、溫度50℃、固液比1:20，在此條件下，測得黑米花色苷的含量為12.56mg/g。

二、黑米花色苷分離純化方法的研究

由于溶劑法提取黑米花色苷仍含有較多雜質(zhì)、產(chǎn)品質(zhì)量低、穩(wěn)定性差，采用大孔樹脂分離純化黑米花色苷的方法已經(jīng)成為主流。侯召華等[4]研究發(fā)現(xiàn)AB-8型大孔樹脂對黑米皮花色苷具有較好的吸附和解吸能力，洗脫劑為80%乙醇溶液，上樣流速為1BV/h，解吸流速為2BV/h；張晴[9]通過大孔吸附樹脂精制后，黑米花色苷純度遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)，純化后黑米花色苷含量可達(dá)23.7%。陸海蓮等[10]利用AB-8大孔樹脂對黑米色素的粗提液進(jìn)行純化，通過動態(tài)實驗和靜態(tài)實驗的吸附性能得出花色苷含量由原來的16.90mg/g提高到131.77mg/g。張名位等[11]通過靜態(tài)實驗與動態(tài)實驗的吸附性能比較，從8種吸附樹脂中篩選出來的對黑米皮中抗氧化活性物質(zhì)的吸附性最好的是NKA-Ⅱ型樹脂，經(jīng)NKA-Ⅱ型樹脂吸附分離后的總花色苷含量提高了4.01倍。

三、結(jié)語

黑米花色苷無毒、安全，具有良好的藥理和營養(yǎng)作用，在食品、藥品、化妝品等方面有著巨大的應(yīng)用潛力，但國內(nèi)對于黑米花色苷的應(yīng)用還不成熟。提高黑米花色苷的提取率，能夠為黑米花色苷功能性產(chǎn)品開發(fā)利用提供基礎(chǔ)參考，對于花色苷生理功能、穩(wěn)定性和降解特性的研究也具有深遠(yuǎn)意義。