L16（45）正交试验优化山楂色素提取工艺研究

◎ 周海妹，洪玉程，符小婕，王娃金，张翠侠

（海南椰岛酒业发展有限公司，海南 海口 570105）

山楂，为蔷薇科山楂属植物，药食同源原料。山楂中黄酮类化合物含量较高，在心血管系统方面具有明显的药理作用。近年来，随着对山楂研究的逐渐深入，发现山楂中的红色素，可代替合成色素用于食品色素添加剂、医药及饮料方面。在此研究之前，笔者曾对山楂色素稳定性进行研究，发现山楂色素在食品中的应用效果较好。为了深入研究山楂色素提取影响因素，本实验开展L16（45）正交试验优化山楂色素提取工艺，并对山楂色素色泽的稳定性进行初步的研究。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

仪器：TU-1810可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）、KQ-300VDB型三频数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司），PHS-3E pH计（上海仪电科学仪器股份有限公司）、YP-3001电子天平（上海良平仪器仪表有限公司）。

主要材料：山楂（购于海口寿南山药店）；乙醇（分析纯）、盐酸（分析纯），基酒（椰岛酒业发展有限公司提供），实验室用蒸馏水。

1.2 试验方法

1.2.1 山楂色素提取工艺

山楂片净制，去核，备用。取50 g 山楂片样品，按一定料液比加入提取溶媒，浸泡30 min 后，于100 kHz 超声（温度：50 ℃）条件下提取，抽滤，滤液浓缩后定容。

1.2.2 色素吸收值的测定

母液：提取液浓缩（浓缩温度≤50 ℃），提取溶剂定容至500 mL。

测试液：取1 mL 母液提取溶剂定容至100 mL。

测定方法：以提取溶剂为空白，在200 ～800 nm波长下扫描，记录最大吸收波长处的吸收值。

1.2.3 提取条件正交试验方案设计

称取净制后的山楂，按1.2.1 项下操作方法，分别对以乙醇浓度（A）、乙醇pH 值（B）、超声时间（C）、超声次数（D）和料液比（E）5 个因素进行研究，每个因素下设定4 个水平，并以色素吸收值作为评价指标，以确定山楂色素提取工艺最佳条件，试验方案见表1。

表1 正交实验因素水平L16（45）表

2 结果与分析

2.1 正交试验结果

按照表1 正交设在各提取条件下进行提取，对最大吸收波长处的吸收值为指标进行检测，结果见表2。

表2 L16（45）正交试验结果表

根据正交实验结果分析表中的数据可得，山楂色素提取条件影响因素从高到低依次为：超声次数＞乙醇pH 值＞料液比＞超声时间=乙醇浓度，以A2B2C3D4E4组合最佳。即山楂色素的最佳提取条件为：乙醇浓度60%，溶剂pH 为4.0、提取4 次、提取溶剂为25 倍、提取时间为60 min。

2.2 验证试验

按最佳工艺参数进行3 次提取试验，并检测，结果见表3。

表3 验证试验结果表

据此可知，山楂色素的最佳提取条件为：乙醇浓度60%，溶剂pH 为4.0、提取4 次、提取溶剂为25 倍、提取时间为60 min。

2.3 色泽稳定性研究

将山楂色素样品分别置于常温（室温条件25 ～30 ℃）、加热（45 ℃）、室外光照3 个条件下放置1 个月，进行颜色稳定性试验，肉眼观察色泽没有明显差异，吸光度检测结果见表4。

表4 山楂色素稳定性结果表

结果显示，光照对山楂色素色泽稳定性影响较常温及加热条件明显，但整体颜色变化不明显，由此可以证明，山楂色素颜色稳定性常温、加热条件下相对稳定于光照条件。

3 讨论

根据文献报道，pH 值的变化或乙醇浓度的变化皆可能影响最大吸收波长的偏移[1-3]，结合山楂色素在酸性条件下比较稳定的特点[4-5]，本研究将增加对pH 因素的考察，并对所有样品在波长200～800 nm进行扫描，结果发现：试验条件内的pH 值、乙醇浓度未影响山楂色素的吸收波长偏移，最大吸收波长均为280 nm。

最大吸收波长为280 nm，与文献报道的290 nm有所差异[6]，可能与溶剂等存在一定的差异有关。

本研究方法可用于食品中山楂色素的提取，所用溶剂无毒，方法简单，重现性好。

在色泽稳定性过程中，在本实验条件下提取的山楂色素在室温条件下储存30 天后，色素的吸光度实验中，吸光度仅下降了2.3%，且在加热条件（45 ℃）下也较为稳定，由此表明，本实验工艺条件下获得的山楂色素稳定性较好。