食品与发酵科技 Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 第５３卷（第２期）Ｖｏ１．５３，Ｎｏ．２ 三种提取紫番薯原花青素工艺的研究 陈铭中，钟旭美 （阳江职业技术学院食品与环境工程系，广东阳江５２９５６６） 摘要：以紫番薯为原料，研究简单可行、成本低的原花青素提取工艺。分别探讨了水、乙醇、和醋酸三种溶剂的提取 温度、提取时间、震荡速度、溶剂浓度对原花青素提取率的影响。通过正交试验筛选出最佳的水法提Ｓ－ｘ－艺条件：温度 为４０℃，时间为３０ｍｉｎ，转速为１２０ｒ／ｍｉｎ，紫番薯原花青素提取率为０．８１０２ｍｇ／ｇ，表明水法提取紫番薯中原花青素是一 种成本低、效果好的方法。 关键词：紫番薯；原花青素；提取工艺 中图分类号：ＴＳ２０１．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—５０６Ｘ（２０１７）０２—００４０—０００４ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｈｒｅｅ Ｋｉｎｄｓ ｏｆ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ ｆｒｏｍ Ｐｕｒｐｌｅ Ｓｗｅｅｔ Ｐｏｔａｔｏ ＣＨＥＮ Ｍｉｎｇ－ｚｈｏｎｇ，ＺＨＯＮＧ Ｘｕ－ｍｅｉ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｌ Ｅｎｇｉａｎｅｅｒｉｎｇ，Ｙａｎｇｆｉａｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｙａｎｇｆｉａｎｇ ５２９５６６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｐｕｒｐｌｅ ｓｗｅｅｔ ｐｏｔａｔｏｅｓ ａｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｈｅ ｓｉｍｐｌｅ，ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｃｏｓｔ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｓｏｌｖｅｎｔｓ ｕｓｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｗｅｒｅ ｗａｔｅｒ，ｅｔｈａｎｏｌ ａｎｄ ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｏｌｖｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｒｏａｎｔｈｏｅｙａｎｉｄｉｎｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｔｉｍｅ，ｖｉｂｒａｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｓｏｌｖｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｄｅｓｉｇｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｗａｔｅｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ：ｗａｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ４０℃．ｔｉｍｅ ３０ｍｉｎ ａｎｄ ｓｐｅｅｄ １２０ｒ／ｍｉｎ．Ｔｈｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｕｒｐｌｅ ｓｗｅｅｔ ｐｏｔａｔｏ ｗａｓ Ｏ．８ １０２ｍｇ／ｇ．Ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉ． ｄｉｎｓ ｆｒｏｍ ｐｕｒｐｌｅ ｓｗｅｅｔ ｐｏｔａｔｏ ｗａｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｍｅｔｈｏｄ ｔｈａｔ ｗａｓ ｌｏｗ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｕｒｐｌｅ ｓｗｅｅｔ ｐｏｔａｔｏ；ｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４—５０６Ｘ．２０１７．０２—００９ 紫番薯是一种含高原花青素甘薯新品种，因其 块根内部富含原花青素，薯肉呈深紫色而被称为紫 心甘薯或紫肉甘薯。研究表明，从紫色甘薯块根中浸 提的色素是一类优质的天然食用原花青素。原花青 素是一类天然的水溶性色素，是多酚类黄酮，具有抗 氧化、清除自由基、保护肝脏和肾脏、抑菌、抗突变和 抗肿瘤等功能［１－２］。我国盛产番薯，番薯种植总面积 和总产量分别占世界的６２％和８４％［ 。利用紫番薯 提取原花青素的工艺具有重大意义。基于此，本文以 紫番薯为原料，运用三种方法深入研究紫番薯原花 青素的提取工艺，结合正交试验分析最佳提取条件， 为紫番薯的深加工和综合利用提供有效途径。 收稿日期：２０１６—１２～０２ 作者简介：陈铭中（１９７９一），男，讲师，硕士。研究方向：食品检测、活性成分提取。 第５３卷（总第１９８期） 陈铭中等：三种提取紫番薯原花青素工艺的研究 ４ｌ １材料与仪器 １．１材料 紫番薯：广东阳江市售，切成紫番薯片，４０℃低 温干燥至恒重后粉碎。 １＿２试剂 正丁醇、盐酸、硫酸铁铵、乙醇、乙酸均为ＡＲ， 购于广州化学试剂厂；原花青素购于上海永叶生物 科技有限公司。 １．３仪器 ２３００型紫外可见分光光度计：上海天美科技有 限公司：梅特勒ＭＳ３０４Ｓ分析天平：郑州科利科仪实 验设备有限公司：ＣＯＳ—ｌＯＯＣ型恒温摇床：上海比朗 仪器有限公司。 ２实验方法与结果 ２．１ 原花青素的测定波长确定 ］ 配制一定浓度的原花青素标准溶液，在４００— ６００ｎｍ光谱区间每隔２５ｎｍ进行光谱测定，得出吸 收曲线图１，通过分析吸收光谱曲线图，确定试验中 原花青素的测定波长为５２５ｎｍ。 ２．２原花青素的标准曲线绘制『３’ ］ 称取原花青素标准品１０．ＯＯｍｇ溶于甲醇中，定 容至ｌＯｍＬ．吸取该溶液０．１ＯｍＬ、０．２５ｍＬ、０．５０ｍＬ、 １．００ｍＬ、１．５０ｍＬ分别置于５个ｌＯｍＬ容量瓶中，加 甲醇定容，摇匀，作为标准使用液。将６．００ｍＬ混合液 （正丁醇与盐酸按９５：５的体积比混合）和０．２０ｍＬ硫酸 铁铵溶液（２．４１ｇ硫酸铁铵溶于水，定容至ｌＯＯｍＬ）分 别加人到５支具塞比色管中，混匀，再对应取标准使 用液系列１．００ｍＬ加入比色管中，盖上塞子，置沸水 浴，精确加热４０ｍｉｎ后，立即置冰水中冷却，以此作 为绘制标准曲线的标准系列溶液．以试剂空白作参 比，分别倒人ｌｃｍ石英比色皿内，在最大吸收波长 ５２５ｎｍ测定其吸光度，得出如图２标准曲线图和回 《 米 波长 ／ｎｍ 图１ 原花青素的吸收曲线 Ｆｉｇ－１ Ａｂｓｏｒｂ ｃｕ ｒｖｅ ｏｆ ｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ 《 米 图２原花青素标准曲线图 Ｆｉｇ．２ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ 归方程Ａ＝Ｏ．０３４５Ｃ＋０．０００８，式中Ａ为吸光度，Ｃ为原 花青素浓度（Ｉｘｇ／ｍＬ），相关系数Ｒ ＝０．９９９５，该方程 的相关性较高。 表ｌ 水法提取正交试验因素水平 Ｔａｂ．１ Ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ ｉｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｐｒＯａｎｔｈ０ｃｙａｎｉｄｉｎｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ 表２水法提取原花青素正交试验结果 Ｔａｂ．２ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｐｒ０ａｎｔｈ０Ｃｙａｎｉｄｉｎｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ４２ 食品与发酵科技 ２０１７－￣－：ｌｌｇ ２期 ２．３ 水法提取原花青素正交试验［１０－１４１ 选择温度、震荡时间、震荡速度为考察因素，采 用 （３ ）正交表进行正交试验，根据提取率评估最 优提取条件。 ２．４ 乙醇法提取原花青素正交试验［１５－１６ 选择乙醇浓度（％）、温度（℃）、震荡时间（ｍｉｎ） 为考察因素，进行Ｌ９（３，）正交试验，根据提取率评估 最优提取条件。 表３ 乙醇法提取紫薯原花青素正交试验因素水平 Ｔａｂ．３ Ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ ｉｎ ｏ￣ｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｅｔｈａｎｏｌ ｐｒ０ａｎｔｈ０ｃｙａｎｉｄｉｎｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ 表４乙醇法提取原花青素正交试验结果 Ｔａｂ．４ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｏ￣ｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｅｔｈａｎｏｌ ｐｒ０ａｎｔｈ０ｃｙａｎｉｄｉｎｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ 表５ 乙酸法提取紫薯原花青素正交试验因素水平 Ｔａｂ．５ Ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ ｉｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒ０ａｎｔｈ０ｃｙａｎｉｄｉｎｓ ｗｉｔｈ ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ 表６ 乙酸法提取原花青素正交试验结果 Ｔａｂ．６ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｏ￣ｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏａｎｔｈｏｃ￣ｆａｎｉｄｉｎｓ ｗｉｔｈ ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ ２．５ 乙酸法提取原花青素正交试验［１７－１８］ 选择乙酸浓度（％）、温度（℃）、震荡时间（ｍｉｎ） 三个因素，进行Ｉ＿９（３ ）正交试验。根据提取率评估最 优提取条件。 ３结果分析 ３．１水法提取结果 由表２的极差大小可知，在水法提取紫薯原 花青素的试验中，各因素对提取紫薯原花青素效 果的影响大小为Ａ温度（ｏｃ）＞Ｂ时间（ｍｉｎ）＞Ｃ转速 （ｒ／ｍｉｎ）。选择水法对提取紫薯原花青素的最佳组合 为Ａ３Ｂ３Ｃ２，即：温度为４０℃，时间为３０ｍｉｎ，转速为 １２０ｒ／ｍｉｎ。经过验证试验，证明其提取原花青素可达 到０．８１０２ｍｇ／ｇ。 ３．２ 乙醇法提取结果 由表４的极差大小可知。在乙醇法提取紫薯原 花青素的试验中。各因素对提取紫薯原花青素效果 的影响大小为时间＞浓度＞温度。其最佳组合为Ａ Ｂ，Ｃ，， 即：浓度为８０％，温度为４５℃，时间为３０ｒａｉｎ。经过验 证试验，证明其提取原花青素可达到０．７１７０ｍｇ／ｇ。 ３＿３ 乙酸法提取结果 从表６的极差大小可以看出，在乙酸法提取紫 薯原花青素的试验中，各因素对提取紫薯原花青素 效果的影响大小为Ａ（浓度）＞Ｂ（温度）＞Ｃ（时间）。其 最佳组合为Ａ２Ｂ３Ｃ ，即：浓度为６０％、温度为６Ｏｃ《＝、 第５３卷（总第１９８期） 陈铭中等：三种提取紫番薯原花青素工艺的研究 ４３ 时间为２０ｍｉｎ。经过验证试验，证明其提取原花青素 可达到０．３７１０ｍｇ／ｇ。 取和分光光度法测定［Ｊ］．现代预防医学，２０１３，４０（９）： １７２１—１７２３． 根据正交实验并结合三种提取方法的提取率对 比分析，水法的提取率最高（０．８１０２ｍｇ／ｇ），乙醇法次 之（０．７１７０ｍｇ／ｇ），乙酸法最低（０．３７１０ｍｇ／ｇ）。 ４结论 ［７］ 李乾坤，韦璐阳，梁立娟．紫甘薯花青素分析测定方法概 述［Ｊ］．农业研究与应用，２０１３（６）：４７－５０． ［８１孙丽华，江月仙，王巧懿．铁盐催化比色法测定丽诺养颜 片中原花青素含量［Ｊ］．广州食品工业科技，２００４，２０（２）： １１７－１１８． 紫番薯在我国的种植面积大，原花青素含量高， 是一种十分重要的原花青素提取原材料，探讨其所 ［９］ＬＡＷＲＥＮＣＥ ＪＰ，ＬＩＡＮＡ ＮＨ，ＢＯＣＫ ＧＣ．Ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ ａｎｄ ｐｒｏｄｅｌｐｈｉｎｉｄｉｎｓ ｔｏ ｃｙａｎｉｄｉｎ ａｎｄ 含原花青素的提取方法是十分必要的。水法提取紫 番薯原花青素。既环保能耗又低，是一种理想的提取 方法，建议在实际工艺中使用水法进行提取。水法提 取紫番薯原花青素的最佳工艺条件为：温度４０℃， 时间３０ｍｉｎ，转速１２０ｒ／ｍｉｎ，紫番薯原花青素提取率 为０．８１０２ｍｇ／ｇ ｄｅｌｐｈｉｎｉｄｉｎ［Ｊ］．Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９８５，２５（１）：２２３－２３０． ［１０］马龙，向阳．葡萄籽中原花青素提取工艺的研究［Ｊ］．新 疆医科大学学报，２００５，２８（３）：２１５—２１７． ［１１］姜守霞，孙威．葡萄籽中提取原花青素的研究［Ｊ］．应用 化工，２００５，３４（２）：１０８—１１０． 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Ｅｘ— ｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｍａｒｉｎｅ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ，２００４，３０４（１）： ３５－４９． ［１２］曹娟，刘怡辰，张振华，等．脂肽类生物表面活性剂产生 菌的分离及特性研究［Ｊ］．环境科学学报，２００９，２９（１０）： ２０５６－２０６２． ［７］候占群，高彦巷．生物表面活性剂及其在食品工业中的 ［１３］张晓青，郝建安，杜瑾，等．海洋红球菌ＳＹ０９５产生物表 面活性剂发酵条件的优化［Ｊ］．环境工程学报，２０１６，１０ （１Ｏ）：６Ｏ６５—６０７０． 应用进展［Ｊ］．食品研究与开发，２０１０，３１（４）：１７０—１７４． ［８］李蔷，赵玲，尹平河．芽孢杆菌Ｂｌ胞外活性物质对球形 棕囊藻的溶藻特性研究［Ｊ］．环境科学，２０１２，３３（３）：８３８— ８４３． ［１４］任华锋，张雨上，王静，等．石油烃降解菌的分离鉴定及 其产生乳化剂条件［Ｊ］．化学工业与工程，２０１２，２７（３）： １８９—１９４． ［９］戴超，郭芳芳，陆兆新，等．脂肽类生物表面活性剂Ｓｕｒｉ． ｆｕｅｔｉｎ的乳化性［Ｊ］．食品科学，２０１５，３６（１５）：４０—４４． ［１Ｏ］罗娜，董文，何春秋，等．铜绿假单胞菌ＸＪ６０１产鼠李糖 脂的优化培养及其稳定性［Ｊ］．生物加工过程，２０１６，１４ （３）：７５—８０． ［１５］杨雪莲，张凯丽，李金玉，等．响应面法优化酿酒酵母产 ３一甲硫基丙醇发酵条件［Ｊ］．河北大学学报，２０１４，３４（４）： ３９８－４０４．
