微波辅助提取高纯度蓝莓花色苷的工艺研究

娄杰

摘 要：以蓝莓榨汁后剩余的皮、渣为提取原料，95%乙醇为提取剂，结合微波辅助提取高纯度蓝莓花色苷。以花色苷得率为评价指标，研究料液比、微波功率、提取时间等单因素对花色苷得率的影响，用正交试验法确定微波辅助提取高纯度蓝莓花色苷的最优方案。微波功率为150 W，料液比为1∶20 g/mL，提取时间为40 min，在此条件下，蓝莓高纯度花色苷得率为0.61%，纯度为29.89%。

关键词：蓝莓;花色苷;提取;微波

文章编号：1004-7026（2020）15-0124-02         中国图书分类号：TS209        文献标志码：A

蓝莓学名为笃斯越橘（Blueberry），属杜鹃花科越桔属，是具有极高经济价值的新兴世界性小浆果[1]。蓝莓富含花色苷，有较高的医学和保健价值，在营养保健和医药领域，有重要的经济价值和开发前景[2]。

1  材料与方法

1.1  设备与材料

设备有FA1104型电子天平、Bilon-CW-1000型超声-微波协同萃取仪（上海比朗仪器制造有限公司）、H1850R型高速冷冻离心机、RE-52A型旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）;101-2AB型电热鼓风干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）。材料为采自贵州省麻江县的蓝莓鲜果，经榨汁后获得蓝莓皮、渣和AB-8大孔吸附树脂（东鸿化工有限公司）。试剂为95%乙醇、氯化钾、醋酸、醋酸钠、浓盐酸、氢氧化钠等，均为国产分析纯试剂。

1.2  方法

1.2.1  蓝莓花色苷的提取

准确称量粉碎后的蓝莓果渣，加入适量95%乙醇，配制成所需的料液，设置好相应的实验条件参数，在萃取仪中提取。提取结束后抽滤，滤液置于旋转蒸发仪中浓缩至原体积的1/6时停止，将浓缩液转移到烧瓶中加入蒸馏水进行水沉，静置1 h后抽滤，滤液转移到旋转蒸发器中浓缩，浓缩液收集备用。

1.2.2  蓝莓花色苷的纯化

将收集的浓缩液放入装有AB-8大孔树脂的层析柱中，待饱和吸附后，用4倍柱体积的蒸馏水冲洗，再改用4倍柱体积的95%乙醇溶液作为洗脱剂对花色苷进行洗脱。收集洗脱液，将洗脱液浓缩，回收乙醇，浓缩液真空冷冻干燥24 h，称量，计算得率。

1.3  单因素影响试验

1.3.1  料液比对花色苷得率的影响

精确称取6份粉碎后的蓝莓果渣，每份果渣20 g，分别放置于三角烧瓶中并加入适量95%乙醇，使6个三角烧瓶中的料液比分别为1∶10 g/mL、1∶15 g/mL、1∶20 g/mL、1∶25 g/mL、1∶30 g/mL、1∶35 g/mL，将其放入超声-微波协同萃取仪中，分别在微波功率为70 W的条件下提取30 min，重复实验3次，计算得率。

1.3.2  微波功率对花色苷得率的影响

精确称取6份粉碎后的蓝莓果渣，每份果渣30 g，分别放置于三角烧瓶中并加入95%乙醇300 mL，使料液比为1∶10 g/mL，将反应原料放入超声-微波协同萃取仪中，分别在微波功率为70 W、110 W、150 W、190 W、230 W、270 W的条件下提取30 min，重复实验3次，计算得率。

1.3.3  提取时间对花色苷得率的影响

精确称取6份粉碎后的蓝莓果渣，每份果渣20 g，分别放置于三角烧瓶中并加入95%乙醇300 mL，使料液比為1∶10 g/mL，将三角烧瓶放入萃取仪中，在微波功率为70 W的条件下分别提取30 min、40 min、50 min、60 min、70 min、80 min，重复3次，计算得率。

1.4  正交实验

根据课题组前期实验结果，在单因素实验结果的基础上选择料液比、微波功率和提取时间作为考察因素，采用L16（34）设计三因素四水平正交实验，因素水平见表1。

2  结果与分析

2.1  单因素试验结果分析

由图1可知，在初期，花色苷的得率随料液比的增大而增大，在料液比为1∶20 g/mL时，得率达到最高值0.45%，随后花色苷的得率随料液比的增大而逐步减少，因此料液比1∶20为最佳比例。

由图2可知，花色苷的得率在40 min时达到最大值0.43%，随着时间的增加，蓝莓花色苷的得率逐渐降低。主要是因为蓝莓花色苷具有不稳定性，提取的时间越长，蓝莓花色苷分解得越多，因此提取40 min最佳。

由图3可知，微波功率低于150 W时，蓝莓花色苷的得率随着微波功率的增大而增大，150 W达到最大值0.59%，150 W后得率下降。这是因为微波功率增加，微波箱内的温度随之增加，蓝莓皮渣中的多酚氧化酶活性因微波箱内温度升高而增强，导致蓝莓花色苷得率下降，因此最佳的微波功率为150 W。

2.2  正交实验的结果及分析

表2数据表明，微波功率对蓝莓花色苷的得率影响最大，3个因素对提取效果的影响顺序为：微波功率>料液比>提取时间，最佳提取工艺条件为微波功率150 W、料液比1∶20 g/mL、提取时间40 min。

微波功率150 W、料液比1∶20 g/mL、微波萃取时间40 min条件下的得率为0.61%，高于正交实验中每一个组合的得率，因此该提取方案为微波辅助提取高纯度蓝莓花色苷的最佳方案。

3  结束语

通过实验可知，各因素对花色苷得率的影响作用按大小顺序排列为微波功率>料液比>萃取时间。在微波萃取功率150 W，料液比1∶20 g/mL，提取时间40 min的工艺条件下，蓝莓花色苷的得率最高，为0.61%，普通提取法的得率最高为0.48%。对此条件下花色苷萃取粗提液进行纯化及检测，得到的花色苷含量可达29.89%，普通提取法含量仅26%。因此，相对于普通溶剂提取法而言，微波提取技术有一定优势，是一种节能、省时、污染小的高效提取技术。

参考文献：

[1]李亚东，张志东，吴林.蓝莓果实的成分及保健机能[J].中国食物与营养，2002（1）：27-28.

[2]许相雯.微波辅助萃取蓝莓中花青素及纯化的研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2012.