藍莓花色苷的提取工藝優(yōu)化

Optimization of Extraction Technology of Blueberry Anthocyanins

JIANG Yi

（Sichuan Institute of Industrial Technology， Deyang 6180oo， China）

Abstract： Using blueberries as the research object， ultrasound asisted ethanol extraction method was used to extract anthocyanins from blueberries.On the basis of single factor experiments，the extraction processof blueberry anthocyanins was optimized through orthogonal experiments with anthocyanin yield as the evaluation criterion.The results showed that when the ethanol concentration was 70% ， the ultrasound time was 50min ，the solid-liquid ratio was 1：15（g：mL） ， and the ultrasound power was 300W ，the yield of blueberry anthocyanins was the highest， at 9.37mg^.g^-1 ：

Keywords： blueberry; anthocyanins; extraction technology

藍莓是杜鵑花科越橘屬藍果類型植物的果實，其富含花色苷、多酚、黃酮等生理活性物質(zhì)，具有清除體內(nèi)自由基、減緩細胞老化和預防癌癥等功效?；ㄉ羰怯苫ㄉ嘏c糖分子經(jīng)過糖苷鍵連接而成的一種水溶性天然色素，其不僅安全無害，還具有卓越的著色性能[]。這種天然色素的獨特價值，使其成為許多行業(yè)中的優(yōu)選原料之一。目前，花色昔主要的提取方法有溶劑法、酶法、發(fā)酵法以及超臨界 CO₂ 提取法等。此外，超聲波輔助提取、微波輔助提取、液態(tài)靜高壓法輔助提取和高壓脈沖電場輔助提取等輔助提取方法能進一步提高花色苷的提取效率和純度。本文以藍莓為原料，采用超聲輔助乙醇提取法提取藍莓中的花色昔，旨在利用藍莓漿果資源開發(fā)出更高附加值的色素產(chǎn)品，為藍莓漿果產(chǎn)業(yè)化奠定基礎。

1材料與方法

藍莓，永輝超市。乙醇，天津康科德科技有限公司；醋酸鈉，濟南啟辰化工有限公司；鹽酸、氯化鉀，四川宏建鑫一科技有限公司。FW-100高速萬能粉碎機、GZX-9140MBE電熱鼓風干燥箱，上海滬粵明科學儀器有限公司；TD5低速離心機，上海昔今實驗儀器有限公司；KQ2200超聲波清洗器，上海楚定分析儀器有限公司；HWS-26電熱恒溫水浴鍋，廣州滬瑞明儀器有限公司；UV1700紫外分光光度計，湖南創(chuàng)特科技發(fā)展有限公司。

1.2 緩沖溶液配制

①pH=1.0 的緩沖液配制。準確稱取 用蒸餾水定容至 100mL 。準確量取 1.7mL 鹽酸，用蒸餾水定容至 100mL ，配成 0.2mol?L^-1 鹽酸溶液，將KC1溶液與鹽酸溶液以 25：67 的體積比混合。用KCI溶液調(diào)pH值為 1.0±0.1 。 ②pH=4.5 的緩沖液配制。準確稱取 1.64gNaAc ，用蒸餾水定容至100mL ，用鹽酸調(diào) pH 值為 4 . 5± 0 . 1 "。

1.3樣品預處理

選用新鮮無腐爛的藍莓，經(jīng)自來水洗凈后用蒸

1.1材料、試劑與儀器

餾水潤洗一遍，除去表面水分。將清洗晾干后的藍莓試樣均勻切成 3～5mm 的薄片，放入設定溫度為40°C 的干燥箱中，直至藍莓達到恒定質(zhì)量。將干燥后的藍莓樣品粉碎過65目篩，放人瓶中密封，置于冰箱中 5°C 保鮮備用。

1.4藍莓花色苷的提取工藝

準確稱取 1.0g （精確值至 0.001g ）經(jīng)預處理的試樣，放人干凈干燥的三角瓶中。采用超聲輔助乙醇提取法進行提取。用 70% 的乙醇，調(diào)節(jié)料液比為1：15（g：mL ），超聲功率為 300W ，置于 40°C 恒溫水浴鍋中提取 40min 。待提取液降至室溫后，放入離心機中以 5000r?min^-1 離心 10min 后取上層清液，置于冰箱中 5°C 保鮮備用。

1.5藍莓花色苷的測定方法

采用 pH 示差法[測定花色苷的得率。將 9mL pH=1.0 和 pH=4.5 的緩沖溶液分別單獨加入 1mL 提取液中并混勻，將待測溶液稀釋，放置到操作臺上靜置 15min 。使用紫外分光光度計分別在其最大波長處和 700nm 處測定吸光度?；ㄉ盏寐视嬎愎綖?/p>

式中： w 為花色苷得率， mg?g^-1 A 為吸光度， V 為提取液體積， mL ； n 為稀釋倍數(shù)； M 為矢車菊素 -3- 葡萄糖苷的摩爾質(zhì)量， M=449.2g?mol^-1 ： ε_ε 為矢車菊素 -3- 葡萄糖苷的消光系數(shù)， ε=29 600L?mol^-1?cm^-1 l 為光程， 1cm ; m 為樣品質(zhì)量，g。

1.6單因素試驗

以花色苷得率為評價指標，分別考察不同乙醇濃度（ 50% ！ 60% 1 70% 、 80% 和 90% ）、不同料液比 （1：5，1：10，1：15，1：20 和 1：25，g：mL ）不同超聲時間（20、30、40、 50min 和 60min ）和不同超聲功率（150、200、250、 300W 和 350W ）對藍莓花色昔得率的影響。

1.7 正交試驗

在單因素試驗結(jié)果的基礎上，以花色苷得率為評價指標，選擇乙醇濃度（A）、料液比 、超聲處理時間 （C） 和超聲功率 （D）4 個因素，進行 L₉（3⁴） 正交試驗，正交試驗因素水平見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1單因素試驗結(jié)果分析

2.1.1 乙醇濃度對藍莓花色苷得率的影響

由圖1可知，當乙醇濃度為 50%～70% 時，花色昔得率逐漸上升；當乙醇濃度為 70% 時，花色苷的得率最高，達到 8.51mg^.g^-1 。當乙醇濃度為70%～90% 時，花色昔得率呈下降趨勢。這是因為花色苷屬于親水性成分能溶于水和乙醇，乙醇濃度過高可能導致部分花色苷分解，從而使得率降低[3]。因此，選擇 70% 為最佳乙醇濃度。

2.1.2料液比對藍莓花色昔得率的影響

由圖2可知，當料液比為 1：5～1：10 （ g：mL ）時，花色昔的得率呈現(xiàn)上升的趨勢，而料液比為 1：10（g：mL ）時，花色苷的得率達到最高，為 8.52mgg^-1 。當料液比為 1：10～1：25（g：mL ）時，花色昔得率呈先下降后逐漸趨于平緩的趨勢。這說明適當增加提取劑，有助于加快花色苷的提取[4]。因此，選擇 1：10（g：mL ）為最佳料液比。

2.1.3超聲處理時間對藍莓花色苷得率的影響

由圖3可知，當超聲時間為 20～40min 時，花色苷得率呈上升趨勢，當超聲時間為 40min 時，花色苷的得率最高，達到 8.57mg?g^-1 。當超聲時間為40～60min 時，花色昔的得率開始下降。其原因可能是當超聲時間為 40min 時，提取物的細胞壁在超聲作用下已經(jīng)完全破裂，花色昔可以充分從細胞內(nèi)被提取，繼續(xù)延長超聲時間反而會造成花色昔分解或促使雜質(zhì)混入[5。因此，選擇 40min 為最佳超聲時間。

2.1.4超聲波功率對藍莓花色苷得率的影響

由圖4可知，當超聲功率為 150～300W 時，花色昔的得率呈上升趨勢。當超聲功率為 300W 時，花色苷的得率達到最大值，為 8.61mg^.g^-1 。當超聲功率為 300～350W 時，花色昔的得率呈下降趨勢。超聲波產(chǎn)生的能量會造成空化效應和熱量累積，從而使得率提高，但溫度也會隨著超聲波功率的增大而升高，進而破壞花色苷的結(jié)構(gòu)[。因此，選擇300W 為最佳超聲功率。

2.2 正交試驗結(jié)果與分析

由表2可知，以藍莓花色昔得率為評價指標，4個因素對藍莓花色苷提取效果的影響從大到小為Agt;Cgt;Bgt;D ，即乙醇濃度 gt; 超聲時間 gt; 料液比 gt; 超聲功率。由 k 值得最優(yōu)工藝條件為 A₂B₂C₃D₂ 花色苷得率為 9.37mg?g^-1 ，高于正交表中的任一組合。因此，確定藍莓中花色苷提取的最優(yōu)工藝條件為A₂B₂C₃D₂ ，即乙醇濃度為 70% ，超聲時間為 50min ，料液比為 ），超聲功率為 300W 。

3結(jié)論

研究表明，藍莓花色昔最優(yōu)提取工藝條件為乙醇濃度 70% ，超聲時間 50min ，料液比 1：15 中 Ψ_g：Ψ_mL ），超聲功率 300W ，此時花色昔的得率最高，達到 9.37mg?g^-1 。

參考文獻

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