藍莓花青素的提取及含量分析

石桂珍，李京東，張玉清，葛軍營，顧穎慧

（濰坊工程職業學院，山東青州262500）

藍莓花青素的提取及含量分析

石桂珍，李京東，張玉清，葛軍營，顧穎慧

（濰坊工程職業學院，山東青州262500）

通過單因素試驗和正交試驗對影響藍莓花青素提取量的因素進行研究。結果表明，在酸性條件下，乙醇濃度60%、料液比1∶10（g/mL）、提取溫度50℃、提取時間90 min為藍莓花青素最佳提取工藝條件，提取量達343.30 mg/100g。

藍莓；花青素；提取；含量分析

花青素（anthocyanin）是一類廣泛存在于植物中的水溶性色素，具有類黃酮的典型結構[1-3]，是一種天然抗氧化劑，具有抗衰老、清除自由基、抗炎、調節血脂、抗癌、改善視力等多種功能[4-6]。由于藍莓中所含花青素是所有果蔬中最高的[7]，且具有低糖、低脂肪的特性，被稱為繼蘋果和柑橘之后的“世界第三代水果”[8]，國際糧農組織將其列為人類5大健康食品之一。近年來，人們逐漸認識到藍莓的營養價值和保健功能，消費市場不斷擴大。對藍莓花青素進行提取并將其應用到醫療保健、功能性食品工業，可以促進藍莓產業的發展，具有廣闊的前景和重要的意義。

目前花青素常用的提取方法有：溶劑提取法、超臨界萃取法、微波輔助提取法、酶提取法和超聲輔助提取法[9]。本文通過單因素和正交試驗對藍莓花青素的溶劑提取進行了系統的研究，分別考察溶劑類型、提取溫度、料液比、溶劑濃度、pH值、提取時間對藍莓花青素提取量的影響，為充分利用藍莓花青素和綜合利用藍莓資源提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藍莓：購自山東青州彌河鎮，挑選顏色一致、顆粒飽滿的果實置于冰箱中凍藏。

蘆丁：中國醫藥集團上海化學試劑公司；氫氧化鈉、乙醇、亞硝酸鈉等均為分析純。

JA2003型電子精密天平：上海良平儀器儀表有限公司；T6新世紀紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司；數顯式電熱恒溫水浴鍋：上海躍進醫療器械廠；800型離心沉淀器：上海手術器械廠。

1.2 方法

1.2.1 藍莓花青素的提取

藍莓200 g，打成勻漿，備用。取適量藍莓果漿進行溶劑提取，離心分離提取液，取上清液，于510 nm處測定其吸光度值，與標準曲線進行比較定量。

1.2.2 花青素標準曲線的繪制

參照張莉弘等[10]標準曲線的繪制方法，準確稱取蘆丁標準品0.500 0 g于小燒杯中，用少量無水乙醇溶解，轉移并用蒸餾水定容至1 000 mL。準確吸取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mL標準溶液于10mL 具塞比色管中，分別加入0.4 mL NaNO2溶液（50 g/L）、0.4 mL Al（NO3）3溶液（100 g/L），搖勻、靜置 5 min～10 min，再加 4 mL NaOH溶液（100 g/L），搖勻并加水至刻度線，靜置15 min，于510 nm處測吸光度，并做試劑空白測定。

1.2.3 藍莓花青素提取單因素試驗

1.2.3.1 提取劑濃度對花青素提取量的影響

本試驗采用提取效果好的酸性乙醇為提取劑，稱取5份1.0 g藍莓果漿（精確至0.000 1 g），分別用10 mL 40%、50%、60%、70%、80%酸性乙醇于50℃下提取1 h，將提取液離心，取上層清液1 mL于10 mL具塞比色管中，按照標準曲線測定方法測其吸光度值。

1.2.3.2 料液比對花青素提取量的影響

稱取5份藍莓果漿（精確至0.000 1 g），分別用10 mL酸性乙醇溶液（60%）配制成 1∶6、1∶8、1∶10、1 ∶12、1 ∶14（g/mL），于 50 ℃下提取 1 h，將提取液離心，取上層清液測其吸光度值。

1.2.3.3 提取溫度對花青素提取量的影響

稱取5份1.0 g藍莓果漿（精確至0.000 1 g），分別用 10 mL 酸性乙醇溶液（60%）于 30、40、50、60、70 ℃的水浴中提取1 h，將提取液離心，取上層清液測其吸光度值。

1.2.3.4 提取時間對花青素提取量的影響

稱取5份1.0 g藍莓果漿（精確至0.000 1 g），分別用10 mL酸性乙醇溶液（60%）于50℃水浴中提取30、60、90、120、240 min，將提取液離心，取上層清液測其吸光度值。

1.2.3.5 pH值對花青素提取量的影響

稱取5份1.0 g藍莓果漿（精確至0.000 1 g），分別用 pH 為 2、3、4、5、6的 10 mL 酸性乙醇溶液（60%）于50℃水浴中提取1 h，將提取液離心，取上層清液測其吸光度值。

1.2.4 藍莓花青素提取正交試驗

結合單因素試驗結果，以提取劑濃度、料液比、提取時間、提取溫度為影響因素，分別選取3個水平進行正交試驗，以花青素提取量為考察指標，確定花青素提取的最佳工藝條件。

2 結果與分析

2.1 花青素標準曲線的繪制——（測定的是花青素的濃度，使用的是蘆丁標準品）

以吸光度為縱坐標，花青素濃度為橫坐標，繪制標準曲線如圖1所示。

2.2 藍莓花青素提取單因素試驗結果與分析

2.2.1 提取劑濃度對花青素提取量的影響

提取劑濃度對花青素提取量的影響見圖2。

圖1 花青素標準曲線Fig.1 Standard curve of anthocyanins

圖2 提取劑濃度對花青素提取量的影響Fig.2 Effect of extraction solvent concentration on yield of anthocyanins

由圖2可看出，藍莓花青素的提取量隨著提取劑濃度的升高呈現出先上升后下降的趨勢，乙醇濃度60%時，花青素的提取量最大，這是由于乙醇濃度較低時，糖、果膠和其它水溶性色素的溶解影響了花青素的溶出[11]；乙醇濃度過高時會破壞花青素結構[12]，亦或是脂溶性物質易溶出導致花青素的提取量下降[13]。

2.2.2 料液比對花青素提取量的影響

料液比對花青素提取量的影響見圖3。

圖3 料液比對花青素提取量的影響Fig.3 Effect of solid-liquid ratio on yield of anthocyanins

由圖3可看出，藍莓花青素的提取量隨著提取劑用量的增大呈現出先上升后略微下降的趨勢，這是由于提取劑用量增大，使得藍莓果漿與溶劑接觸面積增大，易于花青素的溶出；提取劑用量過高不僅造成其他雜質的大量溶出，使花青素的提取量降低，又會增加成本。

2.2.3 提取溫度對花青素提取量的影響

提取溫度對花青素提取量的影響見圖4。

圖4 提取溫度對花青素提取量的影響Fig.4 Effect of extraction temperature on yield of anthocyanins

由圖4可看出，藍莓花青素的提取量隨著提取溫度的升高呈現出先急劇增加后略有下降的趨勢，這是由于藍莓花青素在溫度較低時穩定，在50℃時提取量最大，繼續升溫會造成花青素的降解。

2.2.4 提取時間對花青素提取量的影響

提取時間對花青素提取量的影響見圖5。

圖5 提取時間對花青素提取量的影響Fig.5 Effect of extraction time on yield of anthocyanins

由圖5可看出，藍莓花青素的提取量隨著提取時間的增加呈現出先急劇增加后緩慢增加的趨勢，這是因為提取液中花青素含量不斷增大，影響了其繼續溶出，且在較高溫度下長時間加熱也會導致花青素結構發生變化。

2.2.5 pH值對花青素提取量的影響

pH值對花青素提取量的影響見圖6。

圖6 pH值對花青素提取量的影響Fig.6 Effect of pH value on yield of anthocyanins

由圖6可看出，藍莓花青素的提取量隨著pH值的增大呈現下降的趨勢，pH值為4時花青素提取量最低，這是因為隨著pH值的增大，花青素不穩定，結構發生變化。

2.3 正交試驗結果與分析

在單因素試驗的基礎上，選擇提取劑濃度（A）、料液比（B）、提取溫度（C）、提取時間（D）為研究對象，在pH值為2時，采用四因素三水平正交試驗研究藍莓花青素在不同條件下的提取量。對因素A、B、C、D在試驗范圍內分別取3個水平：A=50%、60%、70%，B=1∶8、1 ∶10、1 ∶12 g/mL，C=40、50、60 ℃，D=60、90、120 min，正交試驗結果見表1。

表1 正交試驗結果Table 1 Results of the orthogonal test

由表1可見，影響花青素提取量因素的主次順序為：提取溫度>提取時間>料液比>提取劑濃度，藍莓花青素提取的最優條件是A2B2C2D2，即乙醇濃度 60%、料液比 1∶10（g/mL）、提取溫度 50℃、提取時間90 min。經驗證，此條件下，藍莓花青素的提取量達343.30 mg/100 g。

3 討論

在藍莓花青素的提取中，提取溫度對提取量影響最大，這是由于花青素是藍莓中多酚的重要組成部分，是一種天然抗氧化劑，但其自身容易被氧化，溫度較高時，花青素易發生氧化；溫度較低時，花青素與蛋白質、纖維素等化合物分離較慢。作為一種天然多酚類化合物，藍莓花青素是小分子、水溶性物質，提取時間太長，會導致花青素的氧化增加，多糖、蛋白質等大分子的溶出增多，花青素提取量降低。此外，提取劑用量及濃度對藍莓花青素的提取量也有影響，除考慮提取成本外，還因為提取劑的用量及濃度會影響糖、果膠和其它水溶性色素或脂溶性物質的溶出。

4 結論

本研究采用酸性乙醇在不同條件下對藍莓中花青素進行提取，結果表明，影響藍莓花青素提取量的最主要因素是提取溫度，其次是提取時間，當提取條件為：乙醇濃度 60%、料液比 1 ∶10（g/mL）、提取溫度50℃、提取時間90 min，可達到最佳提取效果，提取量達到343.30 mg/100 g。

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Extraction and Content Analysis of Blueberry Anthocyanin

SHI Gui-zhen，LI Jing-dong，ZHANG Yu-qing，GE Jun-ying，GU Ying-hui

（Weifang Engineering Vocational College，Qingzhou 262500，Shandong，China）

The effects on extraction yield of anthocyanins were studied by single factor experiment and orthogonal experiment.The results showed that the optimal conditions were as follows：alcohol concentration 60%，solid-liquid ratio 1∶10（g/mL），extraction temperature 50℃，extraction time 90 min.Under these conditions，blueberry anthocyanin yield was up to 343.30 mg/100 g.

blueberry；anthocyanin；extraction；content analysis

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.14.015

石桂珍（1980—），女（漢），講師，碩士研究生，研究方向：食品理化檢驗。

2015-07-06