榿葉唐棣中花色苷提取工藝的研究

摘要：以榿葉唐棣（Amelanchier alnifolia）為試驗(yàn)材料，以乙醇溶液為提取劑應(yīng)用超聲輔助法提取榿葉唐棣中花色苷，采用正交試驗(yàn)分析了液料比、超聲功率、超聲時(shí)間3個(gè)因素對(duì)花色苷提取含量的影響，并優(yōu)化了提取工藝。結(jié)果表明，超聲輔助提取榿葉唐棣中花色苷的最佳工藝條件為液料比15∶1（mg/mL），超聲功率360 W，超聲時(shí)間20 min，在此條件下，花色苷含量可達(dá)260.45 mg/100 g。

關(guān)鍵詞：榿葉唐棣（Amelanchier alnifolia）；超聲提取；花色苷；正交試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：S663.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）11-2864-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.11.038

榿葉唐棣（Amelanchier alnifolia）是薔薇科唐棣屬一種落葉小喬木或灌木，側(cè)根發(fā)達(dá)，耐旱性強(qiáng)、具有較強(qiáng)的水土保持功能，其果實(shí)為梨果狀漿果，營(yíng)養(yǎng)成分豐富，鈣含量居百果之首[1]，原產(chǎn)于加拿大Praiess地區(qū)[2]。吉林省北華大學(xué)對(duì)唐棣的引種馴化已經(jīng)成功，進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究[3]。唐棣中有多種功能性成分，其中花色苷和果膠的含量比較豐富，花色苷對(duì)人體的某些疾病具有預(yù)防、治療等藥理作用和保健功能[4]；果膠是膳食纖維的主要成分，具有良好的抗腹瀉、抗癌、治療糖尿病和減肥等功效，在食品工業(yè)中廣泛應(yīng)用。

花色苷的提取方法主要有溶劑萃取法、超臨界CO2提取法、超聲波輔助提取法和酶法等，其中溶劑萃取法是最常用的提取方法，超聲波輔助提取法是一種新興的提取方法[5，6]，此外還有微波輔助提取法、液態(tài)靜高壓法輔助提取法、高壓脈沖電場(chǎng)輔助提取等。傳統(tǒng)的水提取法和溶劑提取法應(yīng)用普遍[7]，但新興的超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、超臨界CO2提取法、酶法提取等方法已得到廣泛關(guān)注與研究[8]。目前，關(guān)于花色苷的研究鮮見報(bào)道，本試驗(yàn)利用超聲波萃取方法對(duì)榿葉唐棣中的花色苷進(jìn)行提取，并對(duì)提取過(guò)程中的各因素采用正交試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化，為規(guī)模化生產(chǎn)花色苷提供有價(jià)值的工藝參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

榿葉唐棣果實(shí)，采摘于蛟河實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)；無(wú)水乙醇、鹽酸、氯化鉀均為國(guó)產(chǎn)分析純；普通電子天平（JT502N型）、數(shù)顯恒溫水浴鍋（HH-2型），金壇市科析儀器有限公司；可見分光光度計(jì)（722N型），上海佑科儀器儀表有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9243B5-III型），上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 花色苷提取 選用新鮮成熟、果實(shí)飽滿、機(jī)械損傷少的榿葉唐棣果實(shí)，用清水洗凈，置于冰箱中冷凍，待凍至堅(jiān)硬，粉碎機(jī)粉碎后用培養(yǎng)皿盛裝覆膜放置于凍干機(jī)凍干24 h，取出備用。試驗(yàn)時(shí)每組稱量2 g。用60%乙醇作為溶劑浸提3次，每次30 min，用真空抽濾去殘?jiān)D(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮。

1.2.2 光譜掃描確定測(cè)量最佳波長(zhǎng) 光譜掃描范圍為200～700 nm[9]。

1.2.3 單因素試驗(yàn) 以花色苷含量為檢測(cè)指標(biāo)，以乙醇為提取液，考察乙醇體積分?jǐn)?shù)40%、50%、60%、70%、80%，pH為1、2、3、4、5，液料比（mg/mL，下同）5∶1、10∶1、15∶1、18∶1、20∶1，超聲時(shí)間5、10、20、30、 40 min，超聲次數(shù)1、2、3、4，超聲功率200、280、360、440、520 W這6個(gè)因素對(duì)榿葉唐棣花色苷含量的影響。

1.2.4 正交試驗(yàn) 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇超聲功率、液料比、超聲時(shí)間3個(gè)因素，依據(jù)L9（34）正交試驗(yàn)，進(jìn)行提取榿葉唐棣花色苷工藝優(yōu)化組合，研究這些因素對(duì)花色苷含量的影響。正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

1.2.5 花色苷含量測(cè)定 用移液槍精密移取提取液1 mL，分別用pH 1.0和pH 4.5的緩沖液定容至10 mL，置于40 ℃恒溫水浴20 min后，分別在530 nm和700 nm處進(jìn)行提取液吸光度測(cè)定。應(yīng)用pH示差法計(jì)算花色苷含量[10]，花色苷含量（以矢車菊色素-3-葡萄糖苷計(jì)，單位：mg/100 g）計(jì)算公式如下：

A=（A530 nm-A700 nm）pH1.0-（A530 nm-A700 nm）pH4.5

式中，V為提取液總體積（mL）；m為取樣量（g）；26 900為矢車菊色素-3-葡萄糖苷的摩爾消光系數(shù)；449.2為矢車菊色素-3-葡萄糖苷的摩爾分子質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 榿葉唐棣花色苷的吸收光譜

由圖1可知，榿葉唐棣中花色苷的最大吸收波長(zhǎng)為 530 nm，符合花色苷類物質(zhì)的吸收光譜。

2.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)花色苷含量的影響 由圖2可知，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加，花色苷含量逐漸增加，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%，提取的效果較好，花色苷含量最高，之后趨于平穩(wěn)，所以選擇酸性乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%。

2.2.2 pH對(duì)花色苷含量的影響 由圖3可知，當(dāng)pH為2時(shí)，提取得到的榿葉唐棣花色苷含量最大，在pH 3～5范圍內(nèi)，花色苷含量明顯下降，說(shuō)明了pH為2時(shí)，提取效果最好，所以確定提取劑pH為2。

2.2.3 液料比對(duì)花色苷含量的影響 由圖4可知，隨著液料比的增加，榿葉唐棣花色苷的含量增加，當(dāng)液料比為18∶1時(shí)，花色苷含量最高，然后又呈下降趨勢(shì)。所以，當(dāng)液料比為18∶1時(shí)花色苷的提取效果最好。

2.2.4 超聲功率對(duì)花色苷含量的影響 由圖5可知，隨著超聲功率的增加，榿葉唐棣花色苷含量呈先升高后下降的趨勢(shì)。當(dāng)超聲功率從200 W升高到280 W時(shí)，花色苷含量呈上升趨勢(shì)，之后花色苷含量呈下降趨勢(shì)。當(dāng)超聲功率為280 W時(shí)，提取得到的花色苷含量最高。

2.2.5 超聲時(shí)間對(duì)花色苷含量的影響 由圖6可知，超聲時(shí)間為5～20 min，隨著超聲時(shí)間的增加榿葉唐棣花色苷含量增加，20 min以后隨著超聲時(shí)間延長(zhǎng)而減少，超聲時(shí)間為20 min時(shí)，提取效果最好。

2.2.6 超聲次數(shù)對(duì)花色苷含量的影響 由圖7可知，隨著超聲次數(shù)的增加，榿葉唐棣花色苷含量呈先增加后下降的趨勢(shì)，當(dāng)超聲次數(shù)為3時(shí)，提取的花色苷含量最高。

2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，以酸性乙醇作為溶劑，利用超聲波法提取愷葉唐棣中花色苷時(shí)，各因素影響大小順序?yàn)锳>B>C，最佳的提取工藝為A3B2C1，即液料比15∶1，超聲功率360 W，超聲時(shí)間20 min，提取效果最好。在最佳條件下進(jìn)行驗(yàn)證，提取3次得到花色苷含量平均值為260.45 mg/100 g，說(shuō)明正交試驗(yàn)優(yōu)化工藝穩(wěn)定、可靠。

3 小結(jié)

榿葉唐棣花色苷作為天然植物色素，既有豐富的生物活性又無(wú)毒副作用，無(wú)論在臨床應(yīng)用還是保健類食品開發(fā)方面都具有廣闊的前景。為進(jìn)一步開發(fā)和利用這一資源，確定了花色苷的最佳提取工藝為超聲功率360 W，液料比15∶1，超聲時(shí)間 20 min，提取液花色苷含量可以達(dá)到260.45 mg/100 g。

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