紫山藥中花青素的提取及復(fù)配菊花飲料研制

張凱文 何 萱 張?zhí)鹛?余意萍 張慧沖

（黃山學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，安徽黃山 245041）

紫山藥是薯蕷科山藥屬植物，果肉為紫紅色，口感軟糯。其富含多種營養(yǎng)成分，有益于人體健康，也可作為保健品的原材料。其塊根中含有多種蛋白質(zhì)、碳水化合物、各類維生素等，具有較高的食用價(jià)值[1]。另外，其塊根中還含有花青素[2]、薯蕷皂苷（天然的DHEA），具有較高的藥用價(jià)值。其中，紫山藥花青素屬于花色苷范疇，如果處于酸性環(huán)境中可呈紅色、深紅色，如若處于中性、堿性環(huán)境下難以被提取且存在較大的波動(dòng)，因而花青素的顏色存在差異[3]。有學(xué)者指出，花青素存在較多的生理學(xué)功能，在清除自由基、抗氧化等方面具有一定的功效，且能夠有效保護(hù)肝臟、視力、心血管等[3-6]。

菊花是菊科植物菊的干燥頭狀花序，性微寒，味甘苦，同時(shí)具備良好的觀賞價(jià)值和醫(yī)用價(jià)值，是我國公布的第一批藥食同源植物[7-8]?！侗静菥V目》中提到，菊花能除風(fēng)熱，清肝明目。目前，大量的醫(yī)學(xué)試驗(yàn)證實(shí)，菊花中起有效保健作用的主要是黃酮類、萜類、脂肪酸類和微量元素等物質(zhì)[9]。

隨著時(shí)代的發(fā)展，開發(fā)利用天然色素資源已成為目前食品行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。本文旨在從天然健康、簡便高效的角度出發(fā)，制造出顏色鮮艷具有菊花清香風(fēng)味的復(fù)合型天然飲料。

1 材料與設(shè)備

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為紫山藥，購于黃山市農(nóng)戶；干制白菊，購于屯溪老街；蜂蜜，由福建百花化學(xué)股份有限公司提供。

試驗(yàn)試劑包括無水乙醇、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸，均為分析純。試驗(yàn)用水為去離子水。

儀器設(shè)備包括破壁機(jī)（荷蘭皇家飛利浦公司）、抽濾泵（鞏義市瑞德儀器設(shè)備有限公司）、加熱超聲波清洗機(jī)（上海聲彥超聲波儀器有限公司）、高速離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器有限公司）、恒溫水浴鍋（江蘇杰瑞爾電器有限公司）、真空冷凍干燥機(jī)（寧波新芝生物科技股份有限公司）、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（鄭州長城科工貿(mào)有限公司）、紫外分光光度計(jì)（上海奧譜勒儀器有限公司）、均質(zhì)機(jī)（上海高致精密儀器有限公司）、開水壺（浙江蘇泊爾股份有限公司）、冰箱（浙江蘇泊爾股份有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 原料預(yù)處理。取表皮無損傷腐爛組織、大小適中、新鮮的紫山藥塊莖，清洗后帶皮切塊；反復(fù)用清水洗滌減少黏液，瀝干水分后全部用刀切成2～3mm薄片，并置于-20℃環(huán)境下保存；12 h后取出，借助真空冷凍干燥器進(jìn)行干燥處理，經(jīng)破壁機(jī)粉碎后過65目篩。在上述步驟的基礎(chǔ)上可初步獲得紫山藥干制粉末，密封放置在冰箱保存[10]。

1.2.2 花青素最佳提取條件。采用超聲波輔助有機(jī)溶劑提取的方法，超聲功率為150W，選擇乙醇溶液（含1%檸檬酸溶液）為本次試驗(yàn)的提取劑。為確定花青素提取的最優(yōu)條件，測(cè)定不同酸（1%檸檬酸溶液、1%酒石酸溶液、1%蘋果酸溶液）、水浴時(shí)間（0.5、1.0、1.5、2.0 h）、水浴溫度（40、50、60、70 ℃）、料液比（g/mL）（1∶30、1∶40、1∶50、1∶60）、乙醇濃度（30%、40%、50%、60%）5個(gè)因素對(duì)紫山藥花青素提取效果的影響。

精確稱取1.0 g紫山藥干制粉末放置于錐形瓶中，加入20 mL 50%乙醇溶液（含1%檸檬酸溶液）。充分混合后，在60℃溫水浴下浸提1 h，然后于4 000 r/min離心處理，依次進(jìn)行抽濾、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)操作。提取液在50mL容量瓶中定容后，于525 nm下測(cè)定吸光值[11]。

1.2.3 花青素復(fù)配菊花飲料制備。參考文獻(xiàn)[12-15]的方法制備白菊浸提液，將白菊破碎后浸提，然后將多次提取的浸提液合并過濾，取清液密封放置于冰箱避光保存?zhèn)溆?。白菊浸提液與純凈水以1∶10的比例混合，同時(shí)加入0.5%蜂蜜、0.2%檸檬酸、4%蔗糖以增添風(fēng)味，加入0.3%紫山藥花青素提取液后均質(zhì)，使料液混合均勻顏色一致，如液體渾濁可以二次過濾。采用巴氏消毒法，以防止花青素受高熱變色。待料液冷卻至50℃后裝罐密封。

1.2.4 花青素復(fù)配菊花飲料感官評(píng)定。從色澤質(zhì)地、產(chǎn)品風(fēng)味、口感等方面對(duì)成品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，滿分10分?？偡?.5～10.0分，評(píng)價(jià)等級(jí)為優(yōu)；總分6.0～8.5分，評(píng)價(jià)等級(jí)為良；總分≤6.0分，評(píng)價(jià)等級(jí)為差。具體感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel2017軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 花青素最佳提取條件確定

2.1.1 不同酸對(duì)花青素提取效果的影響。以檸檬酸、酒石酸、蘋果酸3種酸來做比較，通過試驗(yàn)可知，檸檬酸的效果最好，可能是由于檸檬酸中含有3個(gè)羧基能更好地參與反應(yīng)；同時(shí)檸檬酸具有抑制細(xì)菌和護(hù)色的作用，能更好地穩(wěn)定紫山藥中的花青素。加之檸檬酸在食品工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。因此，本試驗(yàn)選取加入1%檸檬酸溶液作為提取劑。

2.1.2 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)花青素提取效果的影響。從圖1可以看出，乙醇體積分?jǐn)?shù)能在一定程度上決定著花青素的提取量。其中：當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為40%～60%時(shí)，花青素吸光值呈現(xiàn)隨乙醇體積分?jǐn)?shù)增加而不斷增大的趨勢(shì)；60%時(shí)達(dá)到最理想的狀態(tài)；但超出60%時(shí)，花青素吸光值有所降低。

2.1.3 料液比對(duì)花青素提取效果的影響。從圖2可以看出，料液比在 1∶30、1∶40、1∶50 范圍內(nèi)，其吸光值不斷增大。當(dāng)料液比為1∶50時(shí)，吸光值達(dá)峰值，花青素提取效果最好。

2.1.4 水浴溫度對(duì)花青素提取效果的影響。從圖3可以看出：水浴溫度低于60℃時(shí)，隨溫度升高吸光值呈不斷增長趨勢(shì)；60℃時(shí)，提取效果最佳；在超出60℃后，吸光值大幅度減小，可能是因?yàn)殚L時(shí)間高溫造成花青素部分分解從而導(dǎo)致數(shù)值變化。

2.1.5 水浴時(shí)間對(duì)花青素提取效果的影響。從圖4可以看出：當(dāng)水浴時(shí)間在1 h時(shí)，其吸光值最高；當(dāng)水浴時(shí)間繼續(xù)增加，吸光值顯著降低，可能是因?yàn)殚L時(shí)間水浴造成花青素氧化和分解。

2.2 花青素復(fù)配菊花飲料感官評(píng)定

從色澤質(zhì)地、產(chǎn)品風(fēng)味、口感等方面對(duì)成品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，成品得分在8分左右。

3 結(jié)論

紫山藥中花青素的最佳提取條件：1%檸檬酸、乙醇體積分?jǐn)?shù) 60%、料液比（g/mL）1∶50、水浴溫度60℃、水浴時(shí)間1 h。在白菊浸提液中添加0.3%紫山藥花青素提取液，同時(shí)加入0.5%蜂蜜、0.2%檸檬酸、4%蔗糖以增添風(fēng)味，得到的花青素復(fù)配菊花飲料感官評(píng)分為8分左右。