栀子黄色素浸提工艺参数的优化

罗义发 田妍基 周三女 潘斌 施满容 刘丽清

摘要：本试验研究了以闽东福鼎的栀子为原料，探讨常规乙醇浸提和超声辅助浸提对栀子黄色素提取效果的影响，超声辅助浸提所得到的栀子黄色素提取液的OD值指标优于常规乙醇浸提，其中，浸提温度40℃、液固比5∶1、浸提时间50min、乙醇浓度60%、超声功率60%的超声辅助浸提法，因有利于节省时间、能源和成本，为最优提取方法。

关键词：栀子；栀子黄色素；常规乙醇浸提；超声辅助提取

栀子黄色素是从栀子的果实中提取的天然色素，是一种橙色、极易溶于水的粉末，其主要成分是类胡萝卜素类的藏花素和藏花酸。从栀子果实中提取分离出栀子黄色素的浸提法中，采取传统的水提法提取的效率很低，而且提取物中含有很多的多糖类物质，所以经常需加入甲醇、乙醇、丙酮等溶剂来强化提取，相应的提取方法有水提法、醇提法、微波法、超声波法、膜分离技术等。本研究以闽东福鼎的栀子为原料，采用乙醇作为提取溶剂，探讨常规溶剂浸提和超声辅助浸提对栀子黄色素提取效果的影响，旨在开发低成本、无环境污染的栀子黄色素提取新工艺，为栀子黄色素的制备和产业化提供科学依据和生产指导。

1. 材料与方法

1.1 材料及试剂

供试材料采自福建省福鼎市贯岭乡栀子栽培基地，选择大小均匀、色泽一致、无病虫、无损伤的健康栀子果实，果实粉碎后，在干燥条件下保存备用。乙醇为分析纯。

1.2 仪器与设备

UV-1750紫外可见分光光度计（岛津仪器（苏州）有限公司）；XMTE-8112电热恒温水浴锅（上海精宏实验设备有限公司）；S22H超声波清洗机（致微（厦门）仪器有限公司）；BS210S电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）；HR2827飞利浦搅拌机（飞利浦家庭电器有限公司）；Neofuge13R高速冷冻离心机（上海力申科学仪器有限公司）。

1.3 试验设计

1.3.1 栀子黄色素乙醇浸提工艺参数优化在单因素预试验的基础上，取1g的栀子粉，根据L9（34）正交试验设计方案，研究浸提温度（A）、乙醇浓度（B）、液固比（C）、提取时间（D）等浸提条件对栀子黄色素提取效果的影响，试验因素和水平的设计见表1。栀子粉末经过乙醇溶液浸提后离心，UV-1760型分光光度计测定上清液在440nm波长处的吸光值A440，以确定出最优的栀子黄色素乙醇浸提工艺参数。

1.3.2 超声辅助浸提栀子黄色素工艺参数优化在单因素试验的基础上，取1g的栀子粉，根据L16（45）正交试驗设计方案，研究浸提温度（A）、液固比（B）、超声功率（C）、乙醇浓度（D）、浸提时间（E）等提取条件对栀子黄色素浸提效果的影响，试验因素和水平的设计见表1。栀子粉经过超声辅助乙醇溶液浸提后离心，UV-1760型分光光度计测定上清液在440nm波长处的吸光值A440，以确定出最优的超声辅助乙醇浸提栀子黄色素工艺参数。

1.3.3 栀子黄色素常规乙醇浸提和超声辅助浸提最优工艺比较以常规乙醇浸提和超声辅助浸提最优浸提工艺下连续三次浸提的栀子黄色素提取液为材料，测定提取液的OD值。

2. 结果与分析

2.1 栀子黄色素乙醇浸提工艺参数优化

栀子黄色素乙醇溶液浸提的正交试验结果见表3。由极差分析可以看出，影响乙醇溶液浸提栀子黄色素的各因素主次顺序为：液固比（C）>乙醇浓度（B）>浸提时间（D）>浸提温度（A），最佳组合为A2B2C1D2，即乙醇浓度70%，提取温度40℃，提取时间3h，液固比5∶1。

2.2 超声辅助乙醇浸提栀子黄色素工艺参数优化

超声辅助乙醇溶液浸提栀子黄色素的正交试验结果见表4。由极差分析可以看出，影响超声辅助乙醇溶液浸提栀子黄色素的各因素主次顺序为：液固比（B）>乙醇浓度（D）>浸提时间（E）>超声功率（C）>浸提温度（A），最佳组合为A2B1C2D2E3，即浸提温度40℃，液固比5∶1，超声功率60%，乙醇浓度60%，浸提时间50min。

2.3 栀子黄色素常规乙醇浸提和超声辅助浸提最优工艺比较

分别采用最优工艺条件提取栀子黄色素，比较两种浸提方法所提取的栀子黄色素溶液的相关指标，结果见表5。由表5可见，超声辅助浸提所得到的栀子黄色素提取液的OD值指标均优于常规乙醇浸提。超声辅助浸提更能为后续工序节约时间、能源和成本。因此，今后的研究开发及生产中，选用超声辅助浸提提取栀子黄色素为最佳工艺选择。

3.结论

本试验研究了以闽东福鼎的栀子为原料，探讨常规乙醇浸提和超声辅助浸提对栀子黄色素提取效果的影响，超声辅助浸提所得到的栀子黄色素提取液的OD值指标优于常规乙醇浸提。其中，浸提温度40℃、液固比5∶1、浸提时间50min、乙醇浓度60%、超声功率60%的超声辅助浸提法，因有利于节省时间、能源和成本，为最优提取方法。

作者简介：

罗义发（1977-），男，汉族，福建清流人，宁德职业技术学院生物技术系，硕士研究生，讲师、工程师，主要从事植物中有效成分的提取分离、微生物转化、微生物发酵的研究。

基金项目：

福建省中青年教师教育科研项目立项项目（科技类）（JAT171135）；宁德市科技计划项目（20170072）；宁德职业技术学院育苗基金项目（YM2016ZR03）资助项目。