L16（45）正交試驗優化山楂色素提取工藝研究

◎ 周海妹，洪玉程，符小婕，王娃金，張翠俠

（海南椰島酒業發展有限公司，海南 ?？?570105）

山楂，為薔薇科山楂屬植物，藥食同源原料。山楂中黃酮類化合物含量較高，在心血管系統方面具有明顯的藥理作用。近年來，隨著對山楂研究的逐漸深入，發現山楂中的紅色素，可代替合成色素用于食品色素添加劑、醫藥及飲料方面。在此研究之前，筆者曾對山楂色素穩定性進行研究，發現山楂色素在食品中的應用效果較好。為了深入研究山楂色素提取影響因素，本實驗開展L16（45）正交試驗優化山楂色素提取工藝，并對山楂色素色澤的穩定性進行初步的研究。

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

儀器：TU-1810可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）、KQ-300VDB型三頻數控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司），PHS-3E pH計（上海儀電科學儀器股份有限公司）、YP-3001電子天平（上海良平儀器儀表有限公司）。

主要材料：山楂（購于?？趬勰仙剿幍辏?；乙醇（分析純）、鹽酸（分析純），基酒（椰島酒業發展有限公司提供），實驗室用蒸餾水。

1.2 試驗方法

1.2.1 山楂色素提取工藝

山楂片凈制，去核，備用。取50 g 山楂片樣品，按一定料液比加入提取溶媒，浸泡30 min 后，于100 kHz 超聲（溫度：50 ℃）條件下提取，抽濾，濾液濃縮后定容。

1.2.2 色素吸收值的測定

母液：提取液濃縮（濃縮溫度≤50 ℃），提取溶劑定容至500 mL。

測試液：取1 mL 母液提取溶劑定容至100 mL。

測定方法：以提取溶劑為空白，在200 ～800 nm波長下掃描，記錄最大吸收波長處的吸收值。

1.2.3 提取條件正交試驗方案設計

稱取凈制后的山楂，按1.2.1 項下操作方法，分別對以乙醇濃度（A）、乙醇pH 值（B）、超聲時間（C）、超聲次數（D）和料液比（E）5 個因素進行研究，每個因素下設定4 個水平，并以色素吸收值作為評價指標，以確定山楂色素提取工藝最佳條件，試驗方案見表1。

表1 正交實驗因素水平L16（45）表

2 結果與分析

2.1 正交試驗結果

按照表1 正交設在各提取條件下進行提取，對最大吸收波長處的吸收值為指標進行檢測，結果見表2。

表2 L16（45）正交試驗結果表

根據正交實驗結果分析表中的數據可得，山楂色素提取條件影響因素從高到低依次為：超聲次數＞乙醇pH 值＞料液比＞超聲時間=乙醇濃度，以A2B2C3D4E4組合最佳。即山楂色素的最佳提取條件為：乙醇濃度60%，溶劑pH 為4.0、提取4 次、提取溶劑為25 倍、提取時間為60 min。

2.2 驗證試驗

按最佳工藝參數進行3 次提取試驗，并檢測，結果見表3。

表3 驗證試驗結果表

據此可知，山楂色素的最佳提取條件為：乙醇濃度60%，溶劑pH 為4.0、提取4 次、提取溶劑為25 倍、提取時間為60 min。

2.3 色澤穩定性研究

將山楂色素樣品分別置于常溫（室溫條件25 ～30 ℃）、加熱（45 ℃）、室外光照3 個條件下放置1 個月，進行顏色穩定性試驗，肉眼觀察色澤沒有明顯差異，吸光度檢測結果見表4。

表4 山楂色素穩定性結果表

結果顯示，光照對山楂色素色澤穩定性影響較常溫及加熱條件明顯，但整體顏色變化不明顯，由此可以證明，山楂色素顏色穩定性常溫、加熱條件下相對穩定于光照條件。

3 討論

根據文獻報道，pH 值的變化或乙醇濃度的變化皆可能影響最大吸收波長的偏移[1-3]，結合山楂色素在酸性條件下比較穩定的特點[4-5]，本研究將增加對pH 因素的考察，并對所有樣品在波長200～800 nm進行掃描，結果發現：試驗條件內的pH 值、乙醇濃度未影響山楂色素的吸收波長偏移，最大吸收波長均為280 nm。

最大吸收波長為280 nm，與文獻報道的290 nm有所差異[6]，可能與溶劑等存在一定的差異有關。

本研究方法可用于食品中山楂色素的提取，所用溶劑無毒，方法簡單，重現性好。

在色澤穩定性過程中，在本實驗條件下提取的山楂色素在室溫條件下儲存30 天后，色素的吸光度實驗中，吸光度僅下降了2.3%，且在加熱條件（45 ℃）下也較為穩定，由此表明，本實驗工藝條件下獲得的山楂色素穩定性較好。