索氏提取紫番薯原花青素的優化條件研究*

王文君劉萍 向燦輝 嚴盼

（1遵義醫學院珠海校區生物工程系，珠海519041）（2秦皇島市海港區農業局，秦皇島066000）

索氏提取紫番薯原花青素的優化條件研究*

王文君1**劉萍2向燦輝1嚴盼1

（1遵義醫學院珠海校區生物工程系，珠海519041）（2秦皇島市海港區農業局，秦皇島066000）

采用索氏提取法研究各種不同條件對紫番薯原花青素提取率的影響，運用紫外分光光度法進行測定，在單因素試驗基礎上通過正交試驗確定紫番薯原花青素的最佳提取條件：乙醇體積濃度為60%，溫度為50℃，pH為7，料液比1 g∶20 mL，提取60 min，提取1次為最佳提取條件。紫番薯原花青素的提取率為4.170 mg/g。

紫番薯；原花青素；索氏提取法；紫外（UV）分光光度法；正交實驗

紫番薯（purple sweet potato）的皮和肉均為紫色，紫番薯又叫番薯、甘薯、地瓜，原產中美洲。番薯的塊根既是維生素的“富礦”，又是抗癌能手。在2002年世界衛生組織確認的最佳食品榜中，番薯位于最佳蔬菜組中的榜首。紫番薯主要用于直接食用和粗加工，對其深度開發的相關研究較少。本項目初步研究發現紫番薯中含有豐富的原花青素，具有一定的開發價值。

原花青素是植物界中廣泛存在的一大類多酚類化合物。植物學家通常將從植物中分離得到的一切無色的，在無機酸存在和加熱處理下能產生紅色花青素的一類多酚化合物統稱為原花青素。現代藥理研究表明，原花青素具有抗氧化、抗腹瀉、抗潰瘍、抗癌、抗突變、抑菌、防輻射、降血壓、清除自由基及促進毛發生長等多種療效。因此，原花青素以其優越的多功能性及安全性，使其在營養保健、化妝品、食品、醫藥等領域的應用越來越廣泛。歐、美、日等國以葡萄籽、銀杏、松樹皮等植物資源為原料，已開發出多種含原花青素的藥品、保健品和化妝品，但是對紫番薯中原花青素的研究報道還很少。

對紫番薯資源進行合理利用，對提高產品附加值具有重大意義。采用索氏提取法提取原花青素，通過單因素試驗和正交試驗確定優化條件，希望為紫番薯原花青素的開發和應用提供一定的理論基礎。

1 試驗方法

1.1 制備脫脂紫番薯粉

將紫番薯洗凈、切塊，自然風干，粉碎、過80目篩，用石油醚以料液比1 g∶10 mL浸泡24 h，然后抽提1 h進行脫酯，抽濾近干，50℃干燥，置于干燥器中保存。

1.2 單因素實驗

1.2.1 乙醇體積濃度對提取率的影響

稱取4份樣品，每份10 g，分別取100 mL體積濃度40%、60%、80%、100%乙醇用索式提取法在70℃提取1 h。過濾，將濾液定容至100 mL，在280 nm測其吸光度。

1.2.2 溫度對提取率的影響

稱取4份樣品，每份10 g，體積濃度80%乙醇做溶劑，料液比為1g∶10mL，分別在30℃、50℃、70℃、90℃下進行提取1 h。過濾，將濾液定容至100 mL，在280 nm測其吸光度。

1.2.3 料液比對提取率的影響

稱取4份樣品，每份10 g，乙醇體積濃度為80%，50℃水浴條件下，分別以料液比1 g∶10 mL、1 g∶15 mL、1 g∶20 mL、1 g∶25 mL浸提1 h。過濾，將濾液定容至250 mL，在280 nm測其吸光度。

1.2.4 pH值對提取率的影響

稱取5份樣品，每份10 g，乙醇體積濃度為80%，分別調節pH為4、5、6、7、8，50℃水浴條件下，料液比1 g∶20 mL浸提1 h。過濾，將濾液定容至250 mL，在280 nm測其吸光度。

1.2.5 提取時間對提取率的影響

稱取4份樣品，每份10g，料液比為1g∶20mL，乙醇體積濃度為80%，調節pH為7，50℃水浴條件下，分別浸提60min、90min、120min、150min。過濾，將濾液定容至250mL，在280nm測其吸光度。

1.2.6 提取次數對提取率的影響

稱取1份樣品10 g，料液比1 g∶20 mL，乙醇體積濃度為80%，調節pH為7，50℃水浴條件下，浸提1 h，過濾，定容至250 mL，濾餅在同樣條件下再次浸提1 h，共提取4次，濾液分別定容至250 mL，在280 nm測其吸光度。

1.3 正交試驗

在單因素試驗基礎上，選出提取劑濃度、提取溫度、pH進行正交試驗，確定優化提取條件。

1.4 檢測方法

1.4.1 定性分析

在相同條件下，分別測定紫番薯原花青素提取液和葡萄籽原花青素對照品溶液，并進行譜圖對比分析。

1.4.2 定量分析

精確稱取5.0 mg的兒茶素（對照品），用去離子水溶解并定容至25.00 mL，用移液管移取兒茶素溶液1.00 mL、2.50 mL、4.00 mL、5.50 mL、7.00 mL，分別用去離子水定容至10.00 mL。再精密稱量香草醛4.000 g，用甲醇溶解并定容至100.00 mL。取兒茶素溶液1.00 mL，依次加入香草醛-甲醇溶液6.00 mL、濃鹽酸3.00 mL，混合均勻后在水浴鍋中恒溫（30℃）避光反應15 h。以香草醛-甲醇溶液、濃鹽酸、甲醇體積比為3.0∶1.5∶0.5的混合溶液作為空白對照，在500 nm處測吸光度。

紫番薯原花青素提取液在同樣的條件下測定。

2 結果分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 乙醇體積濃度對提取率的影響（見圖1）

圖1 提取劑濃度對提取率的影響

結果表明，原花青素的提取率隨提取劑濃度增大而增加，但產生峰值后開始降低，可見，提取劑濃度對提取率的影響較大，因此最佳條件將通過正交試驗確定。

2.1.2 溫度對提取率的影響（見圖2）

圖2 溫度對提取率的影響

結果表明，原花青素提取率隨溫度升高表現出先增大再降低的變化趨勢，以40℃～60℃為宜，最佳條件將通過正交試驗確定。

2.1.3 料液比對提取率的影響（見圖3）

結果表明，提取劑用量越大提取效果越好，但是用量大到一定程度提取率急劇降低，料液比為1 g∶20 mL效果最好。

圖3 料液比對提取率的影響

2.1.4 pH值對提取率的影響（見圖4）

圖4 pH對提取率的影響

結果表明，不斷增加體系的pH值，提取率呈現不規則變化，在pH5～6范圍內提取率變化不明顯，在pH6～7范圍內明顯升高，pH7以后表現為下降趨勢，因此最佳條件通過正交試驗確定。

2.1.5 提取時間對提取率的影響（見圖5）

結果表明，隨著提取時間的延長，提取率有所增加但變化緩慢，120 min時提取率最高，但是從節能、效率等因素綜合考慮，確定提取時間60 min為宜。

圖5 提取時間對提取率的影響

2.1.6 提取次數對提取率的影響（見圖6）

圖6 提取次數對提取率的影響

結果表明第一次提取效率較高，第二次表現出明顯的下降趨勢，后面逐漸降低。考慮到溶劑用量、提取收率與成本關系，最終把提取次數確定為一次。

2.2 正交試驗結果

單因素試驗是在忽略各個因素相互影響的條件下測定的，為確定最佳提取條件，在單因素試驗基礎上選擇影響較大的3個因素進行L9（34）正交試驗。正交試驗因素水平見表1，試驗結果見下頁表2。

表1 因素水平表

從表2可以看出：通過3水平的K值比較，最佳提取條件為A1B2C3，即溶劑為體積濃度60%乙醇，溫度50℃，pH7為最佳。從3個因素的R值比較可以看出：溶劑濃度對提取率的影響最大，溫度次之，然后是pH值。

2.3 定性分析結果

紫番薯原花青素提取液和葡萄籽原花青素對照品溶液在200 nm~600 nm波長范圍內掃描，譜圖形狀相似，最大吸收峰位置相同，表明紫番薯提取液中含有原花青素。

表2 正交試驗結果

2.4 定量分析結果

標準曲線的的回歸方程為D（λ）=0.006ρ-0.011 1，R2=0.993 5，其中：D（λ）為吸光度；ρ為兒茶素質量濃度（μg/mL）；R為相關系數。從相關系數值可以確定線性關系良好，可以用于定量測定。把優化條件下提取液的吸光度值代入回歸方程，測定提取率，見表3。

表3 紫番薯原花青素的測定結果mg/g

3 討論

原花青素的提取率隨乙醇體積濃度的增大而提高，但當乙醇體積濃度大于80%以后，原花青素提取率開始下降。這可能是由于溶劑的極性變化所致，原花青素的溶出率與溶劑極性有關，極性相似可達到最大溶出率。溫度超過一定值后原花青素的提取率降低，這可能由于高溫造成原花青素不穩定，產生部分分解。

4 結論

索氏提取法提取紫番薯原花青素的最佳提取條件為：乙醇體積濃度60%，溫度為50℃，pH為7，料液比為1 g∶20 mL，提取時間60 min，提取1次。在此條件下紫番薯原花青素提取率為4.170 mg/g。

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Study on proanthocyanidins from purple sweet potatos by the soxlet extraction Method*

WANGWen-junLIUPingXIANGCan-huiYANPan

1（Zhuhai campus，Zunyi medical college，GuangdongZhuhai，519041，China）

2（Bureau ofagriculture，Haigangarea ofQinhuangdaocity，Heibei Qinhuangdao，066000，China）

The yield of proanthocyanidin from the purple sweet potatoes was studied in several different conditions by the soxlet extraction method.Then，content determination was made by UV spectrophotometry.Finally，the best extraction condition was determined through the orthogonal array design.The best extraction conditions was as follows：ethanol concentration of60%，pH value 7.0，extraction temperature 50℃，extraction time 60 min，extraction times 1.The yield ofproanthocyanidin fromthe purple sweet potatoes was 4.170 mg/gon the optimumconditions.

purple sweet potato；proanthocyanidin；soxlet extraction method；UV spectrophotometry；orthogonal arraydesign

book=33,ebook=1

TS235.2

A

1673-6004（2011）02-0033-03

遵義醫院基金項目（2008F-356）

**王文君，女，1971年出生，2004年畢業于北京師范大學，碩士，副教授。Email：Wangwen jun 1971@sohu.com.

2011-04-27