紫薯中花青素的提取工艺研究

单守水 张毅 孙秀虎

作为一类安全、无毒、水溶性类黄酮化合物，花青素具有较高的抗氧化性，对人体健康十分有利。花青素广泛存在于各种果蔬中，其中紫薯中的花青素含量较高，因此加强对紫薯中花青素的提取研究十分重要。本文以盐酸溶液作为提取溶剂，对紫薯中花青素进行提取工艺研究，旨在提升花青素的提取质量。

一、试验材料与方法

1.试验材料与相关设备与试剂。随机在超市采购当前进货的新鲜紫薯，分析纯则使用盐酸、乙醇与柠檬酸等。使用由北京连华永兴科技发展公司生产的UV-1750紫外可见分光光度计，由上海高致精密仪器有限公司生产的HH-6数显恒温水浴锅，以及电子天平与搅拌机。

2.花青素提取方法。将紫薯切片后使用搅拌机进行粉碎，每份试验紫薯控制在5.0克，并分别添加0.1%与0.2%两种浓度盐酸，以及含有0.2%盐酸的70%乙醇、6%柠檬酸，以上分析纯均添加100mL。使用70℃温水浴，在浸提150分钟后过滤残渣，使用523纳米波长的紫外分光光度法测定花青素吸光度值，选择最佳提取溶剂。依旧每份采用5.0克紫薯，加入100mL不同濃度盐酸，从0.05%到1.0%，设置6个档次，同样在70℃恒温水浴浸提150分钟后过滤残渣，使用523纳米波长的紫外分光光度法测定花青素吸光度值，选择最佳提取盐酸浓度。提取时间也进行同样操作，但是要控制浸提时间从30到360分钟不等，确定最佳提取时间。确定最佳提取次数操作也类似，但是要针对溶液过滤步骤进行多次提取，以紫薯花青素继续提取为结果，计算提取花青素所需次数。

二、结果分析

进行试验后可以得知，在不同分析纯条件下的紫薯花青素提取量不同，以0.2%盐酸提取效率最高，含有0.2%盐酸的70%乙醇提取效率最低，因此在不同提取溶剂条件下获得的花青素提取效率也不同。而在确定以盐酸溶液进行花青素提取效率最高后，针对不同盐酸浓度提取花青素量，可以发现盐酸浓度在0.05%-0.2%范围内，花青素提取量与盐酸浓度之间成正比例函数关系，并在盐酸浓度0.2%时获得最大提取量。在盐酸浓度超过0.2%后，花青素提取量与盐酸浓度之间成反比例函数关系。这有可能是在盐酸浓度增加后，导致紫薯样品周边pH值上升过大，花青素在酸性条件下产生降解反应。所以，选择盐酸溶液0.2%浓度为最佳花青提取溶剂浓度。在30分钟到150分钟范围内，花青素吸光度值与提取时间呈正比例函数关系，在150分钟到240分钟内，花青素吸光度值并未表现出继续增长，而在240分钟后，花青素吸光度值会产生下降现象，所以将紫薯花青素最佳提取时间设置为150分钟。在40℃-60℃范围内，花青素提取量与温度呈正比例关系，在60℃-70℃范围内则没有明显变化，而在70℃提取温度条件下，花青素提取量达到最大值，超过80℃则出现花青素提取量降低的问题。这是因为在超过80℃后，紫薯淀粉无法保持现有溶剂状态，而是产生糊化现象，导致内部结构变化，降低了花青素的提取量。但是在超过90℃条件下，紫薯淀粉跳过糊化阶段，花青素提取量又会有所上升。

在综合考虑后，将最佳紫薯花青素提取温度稳定在70℃，结合以上最优紫薯花青素提取条件，采用多次提取方法，以紫薯再无花青素为主，再经过两次提取，即可将紫薯中花青素完全提取出来。

本文使用盐酸溶液对提取紫薯中的花青素工艺进行研究，确定采用0.2%盐酸溶液、使用两次重复提取，即可将紫薯内花青素完全提取，在提取效率方面具有重大突破。而且，该实验操作相对简单，适合大规模推广。但是考虑到浸提时间对花青素提取的影响，未来可以采用适当方式缩减浸提时间，进一步提高紫薯中花青素提取的效率。