石榴花紅色素微波提取工藝

晏麗 ，李文芳

（1.吉首大學(xué)湖南省林產(chǎn)化工重點實驗室，湖南 張家界 427000；2.吉首大學(xué)城鄉(xiāng)資源與規(guī)劃學(xué)院，湖南 張家界 427000）

石榴（Punica granatum）屬石榴科落葉灌木或小喬木，又名安石榴、若榴、丹若等，原產(chǎn)于伊朗、阿富汗等國家，是人類引種栽培最早的果樹和花木之一。現(xiàn)在，我國、印度及亞洲、非洲、歐洲沿地中海各地，石榴均被作為果樹栽培。石榴傳入我國后，因其花果美麗，栽培容易，深受人們喜愛，在我國南北各地（除極寒地區(qū)外）均有栽培。石榴花不僅有很高的觀賞價值而且可作藥用，有悠久的歷史，在各種古醫(yī)書中均有記載[1]。

食用色素是食品添加劑的一個重要分支，廣泛應(yīng)用于食品、日化、醫(yī)藥等行業(yè)。國際上對食品安全問題日益重視，回歸天然、崇尚綠色成為發(fā)展的潮流。隨著醫(yī)學(xué)毒理學(xué)和生物學(xué)的研究進展，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)化學(xué)合成色素的不少品種具有嚴重的慢性毒性和致癌性，并逐漸被天然色素替代[2]。天然色素作為食品添加劑，安全性高、色澤自然鮮艷，而且有些天然色素對人體的多種疾病還具有治療、預(yù)防等藥理作用和保健功能[3]。石榴花紅色素是一種無毒的紅色素，具有止瀉、止癢、止血，治療口臭、腋臭等作用，花中含有葡萄糖、果糖、鞣酸等，應(yīng)用于食品工業(yè)具有很大的潛力[4]。

色素的提取通常采用傳統(tǒng)的水浸提和乙醇加熱回流，但存在提取時間長、雜質(zhì)多或溶劑消耗量大等不足[5]。微波具有熱效率高、穿透力強和選擇性高的特點[6-7]。微波應(yīng)用于植物藥效成分提取是一種快速、高效、安全、節(jié)能的提取方法，具有加熱時間短、均勻，產(chǎn)品質(zhì)量好，較易實現(xiàn)自動化控制等一系列優(yōu)點[8]。近年來，微波技術(shù)開始應(yīng)用于天然產(chǎn)物的提取，并倍受青睞[9-12]。

本研究以微波處理為手段，對石榴花紅色素的提取及其穩(wěn)定性進行研究，旨在為開發(fā)石榴花紅色素資源提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

石榴花瓣采自吉首大學(xué)張家界校園；所用試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 主要儀器

WD700ATLI7-3格蘭仕微波爐（中國廣東格蘭仕集團有限公司）；UV757CRT紫外可見分光光度計（上海精密科學(xué)儀器公司）；DHG-9240A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（日本YAMATO公司）。

1.3 方法

1.3.1 提取工藝流程 將石榴花洗凈晾干后，置于70℃烘箱中烘干至恒質(zhì)量。稱取干燥粉碎好的石榴花0.1 g，加入提取溶劑，在微波中浸提，經(jīng)過濾得到提取液。

1.3.2 試驗方法 采用單因素和正交試驗方法，以最佳提取溶劑、料液比（m/V）、提取時間、微波功率4個提取因素為考察對象，篩選出最佳提取條件。正交試驗因素與水平如表1所示。

1.3.3 分析方法 分別將蒸餾水、20%乙醇、40%乙醇、60%乙醇提取液稀釋2倍后，在200～800nm范圍進行光譜掃描，其最大吸光度均在389 nm處，因所得吸光度與色素溶液濃度成正比，故選用389 nm作為測定石榴花紅色素溶液吸光度的特定波長，以吸光度作為評價指標。

表1 正交試驗因素與水平

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 乙醇濃度對石榴花紅色素提取率的影響

稱取干燥粉碎好的石榴花0.1 g，分別加入水和20%，40%，60%，80%，100%的乙醇水溶液各1 mL，經(jīng)400W微波處理120s后，過濾，定容至50mL容量瓶中，在389 nm處用紫外分光光度計測其吸光度。結(jié)果如表2所示。

表2 乙醇濃度對石榴花紅色素提取的影響

表2結(jié)果表明，石榴花紅色素提取液的吸光度隨乙醇濃度增加而逐漸增大，當乙醇濃度增加到40%時，提取液的吸光度最大，隨后，繼續(xù)增加乙醇溶液的濃度，提取液的吸光度反而減小。

2.1.2 料液比對石榴花紅色素提取率的影響稱取干燥粉碎好的石榴花0.1 g，分別加入料液比為 1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，1∶35，經(jīng)40%乙醇提取，400W微波處理120s，抽濾，定容至50mL容量瓶中，在389 nm處用紫外分光光度計測其吸光度。結(jié)果列于表3。

表3 料液比對石榴花紅色素提取的影響

表3顯示，石榴花紅色素提取液的吸光度隨料液比增加而逐漸增大，當料液比為1∶25時，提取液的吸光度最大，后繼續(xù)增加料液比，吸光度反而減小。因此，選擇料液比1∶25為宜。

2.1.3 提取時間對石榴花紅色素提取率的影響

在料液比1∶25，40%乙醇的條件下，對不同的提取時間進行提取試驗，時間分別為30，60，90，120，150，180s，抽濾，定容至 50mL容量瓶中，在389 nm處用紫外分光光度計測其吸光度。結(jié)果列于表4。表4結(jié)果表明，石榴花紅色素提取液的吸光度隨提取時間增加而逐漸增大，當提取時間為120s時，提取液的吸光度最大，隨后繼續(xù)增加提取時間，提取液的吸光度反而減小。因此，選擇120s提取時間，效果最佳。

表4 提取時間對石榴花紅色素提取的影響

2.1.4 提取功率對石榴花紅色素提取率的影響稱取干燥粉碎好的石榴花0.1 g，分別按照1∶25 料液比加入 40%乙醇，經(jīng) 200，300，400，500，600，700W微波處理120s，抽濾，定容至50mL容量瓶中，在389 nm處用紫外分光光度計測其吸光度。由表5可知，石榴花紅色素提取液的吸光度隨提取功率的增加而逐漸增大，當提取功率為400W時，提取液的吸光度最大，隨后繼續(xù)增加提取功率，提取液的吸光度反而減小。因此，選擇400W提取功率，效果最佳。

表5 提取功率對石榴花紅色素提取的影響

2.2 正交試驗

根據(jù)2.1單因素試驗結(jié)果進行正交試驗設(shè)計，應(yīng)用L9（34）正交表，對提取劑濃度、料液比、提取時間、提取功率4因子在3個水平進行優(yōu)選。由表6可知，乙醇濃度是影響提取石榴花紅色素的主要因素；影響石榴花紅色素提取效果的因素大小順序為：乙醇濃度＞料液比＞提取功率＞提取時間，則最優(yōu)工藝條件是A2B2C1D3，即40%的乙醇溶液，料液比1∶25，提取功率500W，提取時間90s。

表6 正交試驗設(shè)計及結(jié)果分析

3 小結(jié)

石榴在我國栽培歷史悠久，栽培地域遼闊，全國均有栽培，其花瓣中含有豐富的天然色素，且色澤艷麗，是極具開發(fā)前景的天然色素資源。本研究以乙醇溶液為提取劑，用微波法進行石榴花紅色素提取，試驗結(jié)果表明，影響微波法提取石榴花紅色素的主次因素為：乙醇濃度＞料液比＞提取功率＞提取時間。最佳提取工藝為：40%的乙醇溶液，料液比1∶25，提取功率500W，提取時間90s。與傳統(tǒng)浸提法相比，微波提取石榴花紅色素具有提取速度快、節(jié)約能源等優(yōu)點。

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