微波輔助提取紅花羊蹄甲花色苷的工藝研究

姜龍云 楊春權 楊曉娜

摘 要 以紅花羊蹄甲為材料，探討浸泡時間、提取劑體積分數、料液比、微波功率、微波輻射時間、篩目數6個單因素對花色苷含量的影響，通過顯著性分析，應用單因素結合正交試驗的方法研究微波輔助提取紅花羊蹄甲花色苷的工藝。結果表明：微波輔助提取紅花羊蹄甲花色苷的最佳工藝為提取劑采用0.1%鹽酸-80%乙醇溶液，浸泡時間2 h，篩網目數80目，料液比1∶20，微波功率539 W，微波輻射時間75 s，提取出的花色苷含量為3.560 mg?g-1。

關鍵詞 紅花羊蹄甲;花色苷;微波輔助;提取

中圖分類號：F302.1 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.27.068

紅花羊蹄甲（Bauhinia blakeana Dunn）為豆科蘇木亞科羊蹄甲屬喬木，常綠繁茂，花色艷麗，十分美觀，常用作觀賞花木，且具有止血、健脾燥濕、潤肺止咳、消炎的功效，可治療咯血、消化不良、咳嗽、便秘、肝炎、肺炎等疾病[1]。

花色苷是花青素與糖以糖苷鍵結合而成的一類化合物，屬酚類化合物中的類黃酮，是構成花瓣、果實等顏色的主要水溶性色素。花色苷對人體具有許多保健功能，如清除體內自由基、抗腫瘤、抗癌、抗炎、抑制脂質過氧化和血小板凝集、預防糖尿病、減肥、保護視力等[2]。目前花色苷作為一種天然色素，安全、無毒、資源豐富，而且具有一定的營養和藥理作用，已被應用于食品、保健品、化妝品、醫藥等行業。隨著人們崇尚自然消費觀念的轉變，花色苷必將得到更加廣泛的應用[3]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

材料：選擇花瓣顏色較深的紅花羊蹄甲花瓣作為材料，拾撿于云南省保山市隆陽區保山學院內。

試劑：無水乙醇、鹽酸、醋酸鈉、氯化鉀、蒸餾水。

1.2 主要儀器及設備

XBLL-25Ak快樂小貝食品料理機（上海帥佳電子科技有限公司），標準篩（浙江上虞市道墟五四儀器廠），CP114電子天平（奧豪斯儀器（上海）有限公司），UV5100紫外/可見分光光度計（安徽皖儀科技股份有限公司），M1-211A白色微波爐（廣東美的廚房電器制造有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 材料預處理

將撿回來的花瓣自然晾干，挑揀顏色較深的花瓣，用XBLL-25Ak快樂小貝食品料理機粉碎并篩成不同目數（100目、80目、60目、40目、20目），裝于保鮮袋中并于避光干燥處儲存備用。

1.3.2 花色苷提取方法

試驗時用電子天平精確稱取不同目數紅花羊蹄甲花瓣粉末1.000 g，提取劑0.1%鹽酸-乙醇溶液（不同乙醇體積分數），按一定料液比，室溫、避光、密封浸泡適宜時間，按一定微波功率微波輻射一定時間，然后將提取液過濾。

1.3.3 最大吸收波長的測定及花色苷含量的計算方法

1.3.3.1最大吸收波長的測定方法

稱取1 g粉碎好的紅花羊蹄甲，用提取劑浸泡，抽濾后，用紫外-可見分光光度計在200～700 nm進行全波長吸收光譜掃描，得到光譜圖確定其在可見光區的最大吸收波長λmax。

1.3.3.2紅花羊蹄甲花色苷含量的測定方法

花色苷含量的測定方法采用pH示差法。pH示差法能較好地消除干擾物質對測定結果的影響，準確性較高，是目前國內外常用的檢測方法[4-5]。

將浸泡好的溶液進行抽濾，準確量取制備好的紅花羊蹄甲花色苷過濾液5 mL，分別用醋酸鈉緩沖液（0.002 5 mol·L-1，pH=4.5）和氯化鉀緩沖液（0.002 5 mol·L-1，pH=1.0）稀釋定容至25 mL，搖勻后室溫、避光放置20 min，用蒸餾水作空白對照，分別測定兩種用緩沖液稀釋過的紅花羊蹄甲花色苷在最大吸收波長和700 nm處的吸光度A[6]，并計算：

吸光度值A=（Aλmax-A700）pH1.0-（Aλmax-A700）pH4.5

花色苷含量/mg·g-1=（ΔA×V×n×M）/（ε×m×L）

其中，ΔA為吸光度值，V為最終稀釋體積，單位為mL;n為稀釋倍數（5倍），M為矢車菊-3-葡萄糖苷的摩爾質量（449 g·moL-1）;ε為矢車菊-3-葡萄糖苷的消光系數（ 26 900 L·moL-1·cm-1）;m（g）為紅花羊蹄甲的質量;L為比色皿光程，1 cm。

1.3.4 紅花羊蹄甲花色苷提取的單因素試驗方法

查閱相關文獻，綜合試驗材料和實驗室內的儀器后，確定了提取紅花羊蹄甲花色苷的單因素為浸泡時間、提取劑體積分數、料液比、微波功率、微波輻射時間、篩目目數六個單因素。浸泡時間為0 h、2 h、4 h、6 h、8 h，提取劑中乙醇體積分數為20%、40%、60%、80%、100%，微波功率119 W、231 W、385 W、539 W、700 W，料液比為1∶20、1∶25、1∶30、1∶35、1∶40，輻射時間為30 s、45 s、60 s、75 s、90 s，篩目分別為20目、40目、60目、80目、100目。

1.3.5 紅花羊蹄甲花色苷的正交試驗設計

在單因素試驗的基礎上，結合其單因素（浸泡時間、篩目目數、提取劑中乙醇體積分數、料液比、微波功率、輻射時間）影響效果設計6因素3水平的正交試驗，如表1。

1.3.6 最佳工藝條件的確定

為進一步驗證優選工藝的穩定性，根據正交試驗提取紅花羊蹄甲花色苷的最佳參數，然后按最佳參數重復提取3次，并計算各次的紅花羊蹄甲花色苷的含量，將其與正交試驗最佳參數提取含量進行比較，最后確定其最佳提取工藝。

2 結果與分析

2.1 紅花羊蹄甲花色苷在紫外-可見光區的最大吸收光譜特征

紅花羊蹄甲花色苷在紫外-可見光區的最大吸收光譜圖如圖1所示。可以看出，將提取液用紫外-可見分光光度計在200～750 nm進行全波長吸收光譜掃描。由圖1可見，紅花羊蹄甲花色苷在可見光區400～750 nm，526 nm處有最大吸收峰[7]。

2.2 浸泡時間對紅花羊蹄甲花色苷提取的影響

由圖2可知，當浸泡時間小于6 h，隨著浸泡時間增加，花色苷的提取的含量也隨之增大，當浸泡時間超過6 h，其提取含量也隨之下降。可能是因為浸泡時間過長，提取液過多進入細胞中，經過微波處理后細胞內的其他物質也被提取出來，進而影響了紅花羊蹄甲花色苷的含量。在設計梯度試驗過程中，浸泡6 h為提取紅花羊蹄甲花色苷最適宜的浸泡時間。

2.3 提取劑濃度對紅花羊蹄甲花色苷提取的影響

由圖3可以看出，當0.1%鹽酸-乙醇體積分數在20%～60%，隨著乙醇濃度的升高，紅花羊蹄甲花色苷的含量也隨之增加，且在乙醇濃度為60%時，紅花羊蹄甲花色苷含量最大，當乙醇濃度高于60%時，隨乙醇濃度的升高花色苷含量呈下降趨勢。可能是因為乙醇濃度過高，紅花羊蹄甲中其他易溶于乙醇的有機物也隨之一起提取出來。從圖表中可以看出，乙醇濃度60%為提取紅花羊蹄甲花色苷的最佳提取劑濃度。

2.4 微波功率對紅花羊蹄甲花色苷提取的影響

由圖4可知，微波功率在119～385 W，隨著微波功率的增加，紅花羊蹄甲花色苷含量也逐漸增加，在385 w時紅花羊蹄甲含量最大，當繼續增加微波功率時，其含量呈緩慢下降趨勢，這是由于微波功率過大，溫度過高，導致部分花色苷被分解，進而降低了花色苷的含量。因此，385 w為提取的最佳功率。

2.5 料液比對紅花羊蹄甲花色苷含量的影響

由圖5可知，料液比在1∶20～1∶25，隨著提取劑體積的增加，花色苷的含量逐漸增加。但是，當繼續增加提取劑的體積，花色苷的含量將迅速下降。可能是隨著提取劑體積增大，再用微波加熱處理，使得花色苷部分降解。所以，1∶25為提取紅花羊蹄甲花色苷的最佳料液比。

2.6 輻射時間對紅花羊蹄甲花色苷含量的影響

由圖6可知，微波輻射時間為30～75 s時，花色苷含量呈上升趨勢，60～70 s上升幅度最大，輻射時間過長（大于75 s），花色苷的含量呈下降趨勢。30～75 s花色苷含量逐漸上升，可能是因為輻射時間長，細胞被充分破壞，細胞內的色素大量提取出來，花色苷含量也隨之增加，然而當輻射時間增長，溫度升高可能導致花色苷部分被分解，花色苷含量下降。因此，輻射時間75 s為紅花羊蹄甲花色苷含量提取的最佳時間。

2.7 篩網目數對紅花羊蹄甲花色苷含量的影響

由圖7可知，篩網目數在20～60目對紅花羊蹄甲材料提取花色苷含量，其含量隨目數增大快速上升，目數為60目提取的含量最大，當材料大于60目后，花色苷提取含量逐漸減小，可能是因為材料過細，細胞被破壞，經提取劑浸泡，細胞內其他物質一同被提取，進而影響了花色苷的含量。

2.8 紅花羊蹄甲花色苷正交試驗結果

由正交試驗可知，最佳提取工藝參數A1、B2、C3、D1、E3、F3，即浸泡時間為2 h，篩網目數為80目，提取劑在中乙醇體積分數為80%，料液比1∶20，微波功率為539 W，輻射時間75 s，按照最佳工藝條件再進行3次重復試驗，其提取含量分別為3.551 mg·g-1，3.590 mg·g-1和3.540 mg·g-1，取平均得出含量為3.560 mg·g-1，含量大于正交表中的第3組含量3.551 mg·g-1，因此確定最佳提取工藝為A1、B2、C3、D1、E3、F3。經SPSS 16.0軟件方差分析，6個因素中了料液比和功率對試驗具有顯著影響。

3 結論與討論

本次試驗利用提取劑浸泡-微波輔助處理的方法提取紅花羊蹄甲花色苷，得出紅花羊蹄甲花色苷最大吸收波長為526 nm，由單因素及正交試驗得出各個單因素對提取花色苷的影響程度依次為：料液比>微波功率>篩網目數>提取劑中乙醇體積分數>浸泡時間>微波輻射時間，即D>E>B>C>A>F，最佳提取參數為浸泡時間2 h，篩網目數80目，提取劑中乙醇體積分數80%，料液比1∶20，微波功率539 W，輻射時間75 s。

參考文獻

[1] 陳定如.紅花羊蹄甲（紅花紫荊、香港紫荊、洋紫荊）蘇木科[J].廣東園林，2006（6）：63-73.

[2] 鄭韻，董全.花色苷在體內的藥理活性及其作用機制研究進展[J].食品工業科技，2014，35（10）：396-400.

[3] 李容，張德威，盧小雪，等.紅花羊蹄甲花色素成分的鑒定及抗氧化活性研究[J].廣東化工，2013，40（22）：28-30.

[4] 李安文，廖寅平，徐小江，等.花色苷研究進展[J].吉林農業，2010（12）：87-88.

[5] 易智勇，黃憶明，朱明元.食品添加劑的不合理使用現狀及對策[J].中國衛生監督雜志，2008（1）：31-34.

[6] 陳瓊，陸瑞瓊.茶樹芽葉花色苷含量測定方法的研究[J].北京工商大學學報（自然科學版），2011，29（2）：41-44.

[7] 杜超，王金華，黃于富，等.紫薯皮中花色苷提取工藝研究[J].貴陽學院學報（自然科學版），2017，12（1）：1-4.

（責任編輯：劉昀）