超聲波輔助提取黑芝麻中黑色素的研究

□ 李艷霞 江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院

黑色食品即凡有黑色素種皮的食品。如黑豆、黑米、黑芝麻以及黑木耳等[1]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為：黑色食品營養(yǎng)豐富，具有補腎防衰老、烏發(fā)美容等功效。經(jīng)大量研究表明，黑色食品中黑色素發(fā)揮了積極作用，并且黑色素也是一種純天然的食用色素[2]。

本文以黑芝麻為研究對象，通過超聲波輔助提取黑芝麻黑色素，采用高效液相色譜法測定其中的黑色素含量，為黑色食品黑色素的提取、產(chǎn)品的開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑芝麻，市售；黑色素標(biāo)準(zhǔn)品，甲醇、無水乙醇、鹽酸：分析純，實驗用水為超純水。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent1260高效液相色譜儀：杭州瑞析科技有限公司；超聲波KQ-250DA：杭州大衛(wèi)科教儀器有限公司；FA2204B型電子天平：杭州科美公司。

1.3 方法

1.3.1 黑芝麻中黑色素的提取流程及操作步驟[3-4]

原料→除雜→粉碎→乙醇浸提→過濾→提取液→干燥→成品

將原料黑芝麻去除雜質(zhì)，粉碎過100目篩，精確稱取1 g樣品按料液比1∶30加入60%乙醇溶液，在超聲波功率300 W，超聲時間20 min下浸提，取出過濾，回收乙醇，干燥箱烘干2 h即為黑色素成品。

1.3.2 黑芝麻黑色素提取正交試驗設(shè)計

在單因素的基礎(chǔ)上，以乙醇體積分?jǐn)?shù)%、超聲時間min、超聲波功率W、料液比4個因素進(jìn)行L9（34）正交試驗， 因素水平見表1。

表1 因素水平表

1.3.3 高效液相色譜條件[5]

色譜柱：C18柱，流動相：甲醇∶水（體積比70∶30），流速1.0 mL/min，檢驗波長264 nm，進(jìn)樣量20 μ L。

1.3.4 黑色素樣液的制備

將乙醇超聲提取的色素干燥樣品，小心全部轉(zhuǎn)移至棕色容量瓶（50 mL）中，加入10mL 1%的HCl溶解，再用甲醇溶液定容，搖勻備用。

1.3.5 黑色素含量的測定[5]

將黑色素標(biāo)準(zhǔn)液配置成濃度為5、10、20、50μg/mL和 100μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，用甲醇定容，取標(biāo)準(zhǔn)系列溶液、樣品各20 μL，分別注入液相色譜進(jìn)樣口，進(jìn)行檢測。根據(jù)峰面積可以求出樣品中黑色素的質(zhì)量濃度，最后計算黑芝麻中黑色素含量。公式見式（1）。

圖1 黑色素標(biāo)準(zhǔn)曲線

式（1）中：x—樣品中黑色素含量，mg/g；A—提取液中黑色素的質(zhì)量濃度，μg/mL；m —樣品質(zhì)量，1 g；V1—樣品定容體積，50 mL；V2—注入液相色譜的體積，20μL。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制定

將標(biāo)準(zhǔn)液制成系列溶液，濃度分別 為 5、10、20、50μg/mL和 100 μg/mL，甲醇定容。過液相色譜測定，最后以標(biāo)準(zhǔn)液的濃度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)曲，結(jié)果如圖1。

2.2 黑芝麻黑色素提取正交試驗設(shè)計結(jié)果

以乙醇體積分?jǐn)?shù)、超聲時間、超聲波功率、料液比4個因素進(jìn)行L9（34）正交試驗，試驗結(jié)果見表2，方差分析見表3。

由表2極差分析可知，對黑芝麻色素含量的提取，影響因素順序為A＞C＞B＞D，即乙醇體積分?jǐn)?shù)＞超聲功率＞超聲時間＞料液比。由表3可以看出，因素A的F值＞F0.05，而其他三個因素F值＜0.05，所以乙醇溶液濃度對黑芝麻黑色素提取的影響非常顯著，而超聲時間、超聲波功率、料液比對黑色素的提取有一定影響。根據(jù)以上試驗結(jié)果與分析可知，最佳超聲提取條件為A2B2C3D2。即乙醇溶液濃度60%、超聲時間20 min、超聲波功率500 W、料液比1∶30。此時黑芝麻黑色素含量為51.2 mg/g。

表2 正交試驗結(jié)果

表3 四因素方差分析結(jié)果

3 結(jié)論

本文以黑芝麻為原料，利用超聲波輔助提取，最后采用高效液相色譜法測定黑色素的含量，結(jié)果測得黑芝麻中黑色素含量為51.2 mg/g，實驗的最佳超聲提取條件是乙醇溶液濃度60%、超聲時間20 min、超聲波功率500 W、料液比1∶30，其中乙醇溶液濃度對黑色素的提取的影響非常顯著。