黑米花色苷提取方法的研究进展

2020-02-24赵丽艳刘长姣

福建质量管理 2020年14期

赵丽艳董岳王磊刘长姣

(吉林工商学院，粮油食品深加工吉林省高校重点实验室吉林长春 130507)

花色苷属黄酮多酚类的化合物，是花青素与各种的糖以糖苷键结合而形成的一种糖苷，具有清除自由基、抗氧化、改善视力、延缓衰老、抗炎等功效。目前，国内研究黑米的高校和机构有40余所(以广东省农业科学院、福建农林大学、中山大学为代表)，研究方向涉及黑米花色苷的组成与含量、黑米花色苷的结构与稳定性、黑米花色苷的生理功能、黑米花色苷的提取与纯化、黑米花色苷的降解及其产物等。

花色苷是黑米皮的主要成分[1]，提取常受到温度、pH、浸提时间、溶剂、料液比的影响。常采用溶剂提取法、酶解法、超临界CO2萃取法、超声波萃取法等技术破坏细胞膜和细胞壁，提高细胞渗透性，缩短提取时间，改善产物质量，提高花色苷的提取率。本文综述了黑米花色苷提取方法，以期深度开发利用黑米花色苷，挖掘其在食品制造业、医药产业等不同领域的巨大潜力，发挥其作为天然色素的重大应用价值。

一、黑米花色苷提取的研究

(一)溶剂提取法

溶剂提取法是依据相似相溶原理，根据原料中被提取物质的化学性质选取合适的溶剂进行提取，尽量避免其他成分溶出。黑米花色苷提取多使用溶剂提取法，溶剂以乙醇为主。刘静雪等[2]采用乙醇浸提法提取黑米花色苷，研究结果表明，乙醇体积分数77.67%、提取时间81min、料液比1:20是黑米花色苷提取最佳工艺参数，在此条件下，测得黑米花色苷提取率为5.14%；蔡文韬等[3]采用乙酸水溶液浸提法，以黑米为主要原料，提取其中的花色苷，确定最佳工艺参数为乙酸浓度20%、料液比1:10、提取时间56min、提取温度45℃，在此条件下，测得黑米花色苷含量为0.055482mg/g；侯召华等[4]提取黑米花色苷，确定提取最优条件为乙醇:水:盐酸体积比50:50:0.5、提取温度50℃、料液比1:10、提取时间60min，此条件下，黑米花色苷含量34.48mg/g。此提取方法溶剂消耗量较大、提取时间过长、回收成本高，现有许多新技术应用于花色苷提取。

(二)酶解法

酶解法是选择适当的酶分解黑米组织，促使其释放花色苷，此方法较为温和，能有效提高黑米花色苷提取得率。赵月等[5]用复配生物酶法确定提取黑米花色苷最佳工艺条件为α-淀粉酶52U/g、纤维素酶480U/g、料液比1:30、pH6.5，酶解温度50℃，酶解时间65min，在此条件下测得黑米花色苷含量209.06mg/100g。刘永吉等[6]利用响应曲面法对纤维素酶辅助乙醇浸提黑米皮花色苷提取工艺参数进行优化研究，确定黑米花色苷的工艺条件为纤维素酶2.0%、酶解温度38.7℃、酶解时间128.8min、料液比为1:10、提取时间40min、提取温度50℃，乙醇浸提液浓度80%，在此条件下，黑米花色苷提取量为21.9mg/g。

(三)超临界CO2萃取法

超临界CO2萃取法是对温度和压力均高于临界点的流体进行物质分离的方法，拥有优良的渗透性与溶解能力。刘妍[1]预热萃取釜和解析釜至38℃后，将黑米粉后置于超临界萃取釜中，通入20kg/h CO2流，在压力45MPa下超临界萃取，3h后加入乙醇取出，得到了纯度为86.8%的黑米花色苷原液。

(四)超声波萃取法

超声波提取法是利用超声的热效应、机械效应与“空化效应”，加速有效组分的释放扩散，进而实现提取目的，此法在黄酮、多酚等成分的提取应用较多，具有时间短、效率高的优点。张吉祥等[7]通过超声辅助提取法提取黑米花色素，确定最佳工艺条件为超声时间50min、超声功率250W、乙醇浓度80%，最优提取率4.5%，相较于索氏提取法，超声波提取法提取率高出了近3倍。张志辉等[8]确定黑米色素的最优条件为超声波功率280W、提取时间20min、乙醇浓度70%、温度50℃、固液比1:20，在此条件下，测得黑米花色苷的含量为12.56mg/g。

二、黑米花色苷分离纯化方法的研究

由于溶剂法提取黑米花色苷仍含有较多杂质、产品质量低、稳定性差，采用大孔树脂分离纯化黑米花色苷的方法已经成为主流。侯召华等[4]研究发现AB-8型大孔树脂对黑米皮花色苷具有较好的吸附和解吸能力，洗脱剂为80%乙醇溶液，上样流速为1BV/h，解吸流速为2BV/h；张晴[9]通过大孔吸附树脂精制后，黑米花色苷纯度远高于国家标准，纯化后黑米花色苷含量可达23.7%。陆海莲等[10]利用AB-8大孔树脂对黑米色素的粗提液进行纯化，通过动态实验和静态实验的吸附性能得出花色苷含量由原来的16.90mg/g提高到131.77mg/g。张名位等[11]通过静态实验与动态实验的吸附性能比较，从8种吸附树脂中筛选出来的对黑米皮中抗氧化活性物质的吸附性最好的是NKA-Ⅱ型树脂，经NKA-Ⅱ型树脂吸附分离后的总花色苷含量提高了4.01倍。