超声波法提取蓝靛果中红色素的条件研究

高冷，李宁，韩雪

（长春工业大学化学与生命科学学院，吉林 长春 130012）

超声波法提取蓝靛果中红色素的条件研究

高冷，李宁，韩雪

（长春工业大学化学与生命科学学院，吉林 长春 130012）

通过正交设计实验的方法，探讨了超声波提取蓝靛果中红色素的工艺条件，确定了最佳提取条件为：酶解45℃，3 h，乙醇浓度60%，超声温度20℃，超声功率200 W，料液比1∶20，时间50 min。在此条件下蓝靛果红色素的得率为9.28%。

蓝靛果红色素；超声波提取；正交实验

蓝靛果（Lonicera edulis）别称蓝靛果忍冬，是一种纯天然、无污染的优质野生果。其产量极低，被世界粮农组织定为世界稀有珍贵野生浆果。蓝靛果中所含的红色素具有清除氧自由基、抗氧化功能［1］，是一种值得研究和开发的天然食用色素资源。

本实验以超声波技术为基础，探讨了超声波功率、料液比、温度、时间等因素对蓝靛果红色素提取率的影响，采用正交设计实验的方法确定了最佳工艺条件，旨在对蓝靛果红色素的开发利用提供理论基础和实验依据。

1 实验部分

1.1 主要原料、药品及仪器

蓝靛果全果，芦丁标准品，RAPIDASE①INTENSE 果胶酶，甲醇（色谱纯），乙醇（AR），柠檬酸，磷酸氢二钠。

DK-S26型电热恒温水浴锅；SCIENT2-HF2000超声波循环提取机；GL-21LM型离心机；R501型旋转蒸发仪；LGJ-30冷冻干燥机；UV1100紫外-可见分光光度计；Agilent 1100高效液相色谱仪。

1.2 实验方法

1.2.1 红色素的制备

蓝靛果全果加入酸化乙醇在酶解最适条件下酶解，经超声波、离心、抽滤、浓缩、干燥得红色素成品。

1.2.2 蓝靛果红色素的吸收光谱

取蓝靛果红色素溶液在200～700 nm波长内用紫外-可见分光光度计进行扫描，在520 nm处有吸收峰。而520 nm处正是红色素主要成分花色苷的特征吸收峰。

1.2.3 色谱条件

色谱柱：Agilent C18（5 μm，150 mm×4.6 mm）；柱温：25℃；流动相：甲醇-水（40∶60）；流速：1.0 mL·min-1；进样量：10 μL；检测波长：520 nm；保留时间：10 min。

1.2.4 标准曲线的绘制

准确称取于120℃下干燥至恒重的芦丁标准品0.20 g置100 mL量瓶中，加入60%乙醇溶液70～80 mL，置于 50℃水浴上加热 5 min，冷却后加入60%乙醇溶液至刻度。吸取25 mL置50 mL量瓶中用蒸馏水稀释至刻度，摇匀即可得到1mg·mL-1的芦丁标准液。

精确吸取标准液 0.0、1.0、2.0、3.0、4.0 和5.0 mL，分别置于10 mL量瓶中，加入柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液稀释至刻度，摇匀，在520 nm处做HPLC检测，测定峰面积，计算回归方程为：y＝11423x＋636.71，R2＝0.9983。

1.2.5 红色素含量的测定

精确称取0.1000 g提取物，甲醇溶液溶解，摇匀定容于10 mL容量瓶中，取10 μL注入液相色谱仪中，测得峰面积，按回归方程计算红色素的含量，并计算其提取率。

1.2.6 红色素的HPLC图谱

图1、2分别为红色素标准品和提取物的HPLC图谱，可以看出提取物与标准品的保留时间相同，证明所提物质是红色素。

图1 标准品的HPLC图谱Fig.1 HPLC chromatogram of standard sample

图2 提取物的HPLC图谱Fig.2 HPLC chromatogram of extraction

2 结果与讨论

2.1 单因素对蓝靛果红色素提取率的影响

2.1.1超声功率对蓝靛果红色素提取率的影响

在物料比、超声时间、提取温度一定时，红色素吸光度先随功率的增大而增大，在200 W时达到最大，随后功率增大吸光度反而降低。这是因为功率太小细胞破碎不够完全，功率太大又会产生热量使色素分解［2］。

2.1.2 提取时间对蓝靛果红色素提取率的影响

在物料比、功率、提取温度一定时，红色素吸光度随提取时间的延长而增大，当超过40 min时，吸光度逐渐减小。原因是超声波产生的机械剪切作用使色素分子的某键断裂［3］，从而使吸光度降低。

2.1.3 提取温度对蓝靛果红色素提取率的影响

在物料比、功率、提取时间一定时，随提取温度的增大吸光度逐渐增大，当提取温度达30℃时，吸光度最大，超过30℃吸光度逐渐变小，原因是温度的升高导致色素的分解。

2.1.4 料液比对蓝靛果红色素提取率的影响

在功率、提取时间、提取温度一定时，料液比为1∶20时，提取率即达很大，继续增加料液比，提取率提高甚微，而且料液比的加大，一方面增加生产成本［4］，另一方面使提取液的浓缩工作负荷增加。因此，从实际生产角度考虑，选用料液比为 1∶20。

2.2 提取条件的优化

根据单因素实验结论设计正交实验优化提取条件，见表 1，采用 L9（34）的设计方法，确定最佳的提取条件。正交实验结果见表2。

表1 正交实验因素水平表Tab.1 Level table of orthogonal factor

表2 正交实验结果分析表Tab.2 Results of orthogonal test

实验中各因素影响大小顺序为：功率＞温度＞提取时间＞料液比，通过正交实验确定蓝靛果红色素超声波法最佳提取条件为：超声功率200 W，料液比1∶20，提取温度20℃，提取时间50 min，总红色素提取率为9.28%。

3 结论

超声波提取法具有实验设备简单、操作方便、提取时间短、产率高等优点。提取前加入果胶酶可以加速有效成分的释放，从而提高提取率。

通过正交实验确定了超声波法提取蓝靛果红色素的最佳工艺条件为:乙醇浓度60%，提取温度20℃，超声功率200 W，料液比 1∶20，时间50 min，提取率为9.28%。

［1］ 韩京振.蓝靛果抗氧化作用的试验研究［J］.中国中医药科技，2002，9（1）：45-46.

［2］ 赵桂红，王世平.蓝靛果天然红色素的提取及稳定性研究［J］.食品研究与开发，2009，（6）：166-168.

［3］ 王振宇，赵鑫.超声波提取大花葵色素的工艺研究［J］.林产化学与工业，2003，（6）：65-67.

［4］ 曾顺德，漆巨容，张迎君.天然食用色素的提取、纯化及应用［J］.食品研究与开发，2004，29（6）：79-81.

Study on Technology of Enzyme-Ultrasonic Extraction of Pigment from Lonicera Edulis

GAO Leng，LI Ning，HAN Xue
（School of Chemistry and Life Science， Changchun University of Technology， Changchun 130012， China）

Through orthogonal design testing method， the optimum extraction conditions by ultrasonic was discussed.The conditions were as followed： hydrolysis 3h， temperature 45℃，extraction agent of 60%alcohol，temperature 20℃，ultrasonic power 200W， ratio of solid to liquid 1 ∶20， time 50min.Under these conditions，the extraction rate of pigment was 9.28%.

pigment；ultrasonic extraction；orthogonal

TS 202.3

A

1671-9905（2011）04-0009-02

高冷（1963-），男，吉林省，长春工业大学副教授，硕士学位，主要从事天然产物研究

李宁，电话：13756281967，地址：吉林省长春市延安大街2055号长春工业大学化学与生命科学学院104室，邮编：130012，E-mail：15108090＠qq.com

2010-11-26