微波辅助法提取紫甘薯中的原花青素及含量的测定

2011-01-11蔡吉清李秀玲

浙江化工 2011年2期

蔡吉清李秀玲

（浙江大学化学系，浙江杭州 310058）

食用色素是用于食品工业，以改善色泽，促进食欲，提高商品价值的一类食品添加剂。近年来，随着人们对人工合成色素危害性的认识，许可使用的人工合成色素种类趋于减少。与合成色素相比，天然色素一般从植物组织中提取出来的，因而它比较安全，色泽浅淡。植物食用天然色素分为脂溶性和非脂溶性两类，其中仅植物非脂溶性天然色素就达10余种。紫甘薯中所含有的紫甘薯色素是一种天然食用非脂溶性红色素。［1～3］许多天然色素本身就是人体需要的物质并兼有营养的效果，有的还有一定的药理作用。

国外研究表明，原花青素有强抗氧化能力，对心血管疾病疗效显著。原花青素还具有预防高血压、防止动脉粥样硬化、抗血栓、抗菌、抗炎、抗肿瘤、抗突变，保护肾脏及皮肤保健及美容等功能，对糖尿病及视网膜病也有一定疗效，是一种颇具开发前景的保健品［4～5］。微波提取具有设备简单、适用范围广、萃取效率高、重现性好、节省时间、节省试剂、污染小等特点。而用微波辅助法提取的紫甘薯花青素作为一种天然食用色素，安全、无毒、无异味、色彩鲜艳、资源丰富，与其它同类色素相比性质较稳定，而且具有一定的营养和药理作用，在食品、饮料、化妆品、医药方面有着较大的应用潜力［5］。本实验采取微波辅助法提取紫甘薯中的原花青素，并对其含量进行了测定。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

（1）材料：甘薯粉，苋菜红，盐酸（HCl），乙醇（CH3COOH）

（2）仪器：P7023TP-KT型格兰仕微波炉（中国格兰仕电器公司），722型可见分光光度计（上海光谱仪器有限公司），pHS-3C型数字酸度计（杭州东星仪器设备厂），SHB-B95型循环水式多用真空泵（郑州长城科教仪器有限公司），恒温水浴锅。

1.2 方法

（1）称取1.00g（准确至0.01g）甘薯粉。按1：70（g：mL）的料液，加入体积分数为50％的乙醇溶液，加入6mol·L-1盐酸0.75mL，微波功率设置为中低火，处理70s后，趁热抽滤浸提液，定容至100mL。在520nm处测定滤浸提液的吸光度。

（2）称取1.000g（准确至0.001g）苋菜红，稀释至1000mL。从中分别移取0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、2.50mL、3.00mL、3.50mL，移至100mL容量瓶中，定容。再在λ=520nm处测定吸光度值。

2 结果与分析

2.1 提取剂的选择

提取花青素有多种方法，一般使用纯水、无机酸、有机酸、酸的醇溶液为提取剂。在相同条件下，酸化甲醇提取效果最好，但甲醇挥发性强，又有一定毒性，不宜用作天然色素提取剂。稀盐酸和稀柠檬酸提取效果次之，它们对应的产率相近，但柠檬酸作为提取剂时，在微波加热下提取效果较差。由于介电常数大的体系更适宜于用微波处理，而盐酸的介电常数大于柠檬酸，所以以柠檬酸作为提取剂的效果较明显。本实验体系选用盐酸的乙醇溶液为提取液。

2.2 乙醇体积分数的确定

在微波处理条件下，乙醇的浸提效果优于纯水溶剂。以50％的乙醇浸提原花青素量最高。这是因为乙醇对原花青素的溶解度比水大，在浸泡过程中，乙醇等有机溶剂对细胞的破坏作用也比水强，在微波场中这种差异更加明显。

2.3 料液比的确定

按实验方法，取1：40、1：50、1：60、1：70、1：80、1：90、1：100的料液比（g：mL）加入体积分数50％的乙醇。随着料液比的增大，原花青素浸提量逐渐增大，但到一定程度时，浸提量有所下降，最佳料液比为1：70。这是由于大量溶剂吸收了微波致使提取温度降低导致的。

2.4 微波处理时间的确定

微波处理时间加长，加速了紫色甘薯原花青素的浸提。但是，随着时间的增加，微波的高效加热使提取剂温度迅速接近易使花青素分解的温度（温度在70℃～80℃）。目前花青素的各种提取方法，提取温度均控制在70℃以下。微波处理70s后提取液温度略高于70℃，超过70s，糊化现象出现机率很高，使提取剂和废渣难以通过抽滤分离，浸提量反而下降，这可能是随着微波处理时间的延长，使料液温度增高，低聚原花青素被破坏。因此，确定微波处理时间为70s。

2.5 标准曲线的绘制

根据国内外常用做法，以合成苋菜红为基准物质来计算其绝对含量。具体方法是：取1.000g（准确至0.001g）苋菜红，稀释至1000mL。从中分别移取0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、2.50mL、3.00mL、3.50mL，移至100mL容量瓶中，定容。依据紫色甘薯花青素和苋菜红的最大吸收波长都为520nm，在λ=520nm处测吸光度值，标准曲线见图1。得到回归方程Y=41.78X+1.2272（Y：ppm浓度；X：吸光度值）。