紫番薯原花青素的热回流法提取技术研究

《食品工业》2011年第8期54遵义医学院珠海校区（珠海 519041）紫番薯原花青素的热回流法提取技术研究王文君，向灿辉，陈阳，胡永泽，孙志勇，冯丽娟，王敏摘 要 以脱脂紫番薯粉为原料，研究其原花青素的热回流提取工艺条件。

运用单因素试验和正交试验，探讨溶剂浓度、提取次数、提取温度、料液比、pH 值和提取时间等因素对紫番薯原花青素提取率的影响，并以吸光度作为提取率的评价指标，分析最佳提取条件。

结果表明：热回流法的最佳工艺条件为：料液比1︰25，pH6，提取温度70 ℃，乙醇浓度50%，提取时间60 min ，提取次数为2次，原花青素的提取率为5.258 mg/g 。

关键词 紫番薯；原花青素；热回流提取法；正交试验Research on Hot Re fl ux Extraction Method of Purple SweetPotatoes’ ProanthocyanidinsWang Wen-jun, Xiang Can-hui, Chen Yang, Hu Yong-ze, Sun Zhi-yong, Feng Li-juan, Wang MinZunyi Medical College Zhuhai Campus (zhuhai 519041)Abstract Hot reflux extraction method of the proanthocyanidins from the purple sweet potatos was investigated by examining the effects of extraction times, solvent concentration, temperature, time, solid-liquid ratio and pH on the proanthocyanidins yield using single factor method coupled with orthogonal ayyay design. Results showed the best extraction conditions is as follows, solid-liquid ratio of 1︰25, pH6, temperature is 70 ℃, ethanol concentration of 50%, extraction time is 60 min,extraction times as 2. Under such conditions,the yield of proanthocyanidins was 5.258mg/g .Keywords purple sweet potato ; proanthocyanidins ; hot re fl ux extraction ; orthogonal array design 基金项目：遵义医学院基金项目(2008F-356）原花青素(Proanthocyanidins ，简称PC )是一种天然色素，是植物中广泛存在的一类属于双黄酮衍生物的天然多酚化合物。

研究表明，原花青素具有抗腹泻、抗溃疡、抗抑郁、抗癌、抑菌、防辐射、降血压及促进毛发生长等多种疗效，其毒理试验研究也表明，原花青素无致畸变、突变作用，大鼠、小鼠口服原花青素的LD 50均在4 000 mg/kg 以上，属安全无毒级[1-4]。

PC 拥有强有力的抗氧化能力，其在人体内氧化后清除自由基的能力是VC 的20倍，VE 的50倍。

PC 以其优越多功能性及安全性，在营养保健、化妆品、食品、医药等领域的应用越来越广泛[5-6]。

然而，目前原花青素的提取主要来自葡萄籽，由于原材料品种单一和产量不高，使得原花青素的价格非常昂贵。

试验以热回流法对紫番薯原花青素进行提取，并进行正交试验分析，得出了紫番薯原花青素的最佳提取工艺。

1 材料与方法1.1 材料、试剂与仪器紫番薯，市售；儿茶素标准品，天津尖峰天然产物亚就开发有限公司；香草醛、硫酸铁铵等均为分析纯。

UV210型紫外可见分光光度计：日本岛津；CQ-200B 型超声波振荡器：上海跃进医学用光学器械厂(28KHZ )；400 g 摇摆式高速中药粉碎机：温岭市林大机械有限公司；SHB-III 循环水式多用旋转蒸发仪：巩义市英峪仪器厂。

1.2 方法1.2.1 单因素变量试验1.2.1.1 提取次数对提取率的影响准确称取脱脂紫番薯粉2.000 g 置于圆底烧瓶中，向其中加入10.00 mL 乙醇溶剂，在60 ℃水浴恒温60 min ，抽滤，固体残渣在相同条件下进行第二次、第三次、第四次提取，四次滤液分别定容至100 mL ，以紫外分光光度法测定吸光度(A )作为提取率的评价指标。

1.2.1.2 溶剂浓度对提取率的影响准确称取5份脱脂紫番薯粉2.000 g 分别置于圆底烧瓶中，向其中分别加入浓度为20%，40%，60%，80%，100%乙醇溶剂10.00 mL ，在60 ℃水浴恒温60 min ，提取两次，合并滤液，定容至100 mL ，以紫外分光光度法测定吸光度(A )作为提取率的评价指标。

1.2.1.3 料液比对提取率的影响准确称取4份脱脂紫番薯粉2.000 g 分别置于圆底烧瓶中，按料液比(w ︰v )1︰5，1︰10，1︰20，1︰30向其中加入60%的乙醇溶剂，在60 ℃水浴恒温60 min ，提取两次，合并滤液，定容至100 mL ，以紫外分光光度法测定吸光度(A )作为提取率的评价指标。

1.2.1.4 提取温度对提取率的影响准确称取4份脱脂紫番薯粉2.000 g 置于圆底烧瓶中，向其中加入40.00 mL 60%乙醇溶剂，分别为30 ℃，50 ℃，70 ℃，90 ℃恒温60 min ，提取两次，合并滤液，定容至100 mL ，以紫外分光光度法测定吸光度(A )作为提取率的评价指标。

55《食品工业》2011年第8期1.2.1.5 提取时间对提取率的影响准确称取4份脱脂紫番薯粉2.000 g 置于圆底烧瓶中，向其中加入40.00 mL 60%乙醇溶剂，恒温提取30 min ，60 min ，90 min ，120 min ，提取两次，合并滤液，定容至100 mL ，以紫外分光光度法测定吸光度(A )作为提取率的评价指标。

1.2.1.6 pH 值对提取率的影响准确称取4份脱脂紫番薯粉2.000 g 置于圆底烧瓶中，向其中加入40.00 mL 60%乙醇溶剂，以pH 值2.0，4.0，6.0，8.0提取两次，合并滤液，定容至100 mL ，以紫外分光光度法测定吸光度(A )作为提取率的评价指标。

1.2.2 正交试验在单因素试验基础上，对影响较大的因素进行L 9(34)正交试验，优化提取条件1.2.3 最佳工艺条件下提取准确称取三份脱脂紫番薯粉5.000 g ，在最佳工艺条件下提取，定容至250 mL ，进行定量分析。

1.2.4 定性分析1.2.4.1 把提取液和原花青素标准品溶液在同样条件下进行UV 分析，观察最大吸收峰波长，进行定性分析。

1.2.4.2 以6%的冰醋酸做展开剂，把提取液和原花青素标准品溶液在同样条件下进行纸色谱分析，测定r f 值，进行定性分析。

1.2.5 定量分析准确称取5.00 mg 儿茶素标准品，用去离子水溶解定容至25.00 mL ，用吸量管移取儿茶素标准溶液1.00 mL ，2.50 mL ，4.00 mL ，5.50 mL ，7.00 mL ，分别用去离子水定容至10.00 mL 。

再精密称量香草醛4.00 g ，用甲醇溶解并定容至100 mL 。

移取上述定容后的儿茶素标准溶液各1.00 mL ，然后依次加入香草醛-甲醇溶液6.00 mL ，浓盐酸3.00 mL ，混合均匀后在水浴锅中恒温(30 ℃)避光反应15 h 。

以V (香草醛—甲醇溶液)︰V (浓盐酸)︰V (甲醇)=3.00︰1.50︰0.50的混合溶剂作为空白对照，在500 nm 处测定吸光度[7]，样品溶液在同样条件下进行测定。

2 结果与分析2.1 单因素变量试验结果2.1.1 提取次数对提取率的影响从图1可知，随着提取次数的增加，原花青素的得率越来越少，提取至第三次时，得率已经很接近于0，表明乙醇是良好的提取剂，经过两次提取基本萃图1 提取次数对提取率的影响取完全，因此确定最佳提取次数为2次。

2.1.2 溶剂浓度对提取率的影响由图2可见，随着溶剂浓度逐渐升高，提取率也不断增大，在乙醇溶度为60%时，提取率达到最大值，然后随溶剂浓度增大提取率又表现出下降趋势。

可见，溶剂浓度对提取率影响较大，因此将此因素进行正交试验，确定最佳浓度。

2.1.3 料液比对提取率的影响由图3可知，提取率随料液比的不断增大出现急剧升高而后又缓慢下降的趋势，料液比在一定范围内对提取效果产生很大影响，因此最佳比例通过正交试验确定。

2.1.4 提取温度对提取率的影响由图4可知，30 ℃～50 ℃之间提取率随温度升高变化缓慢，50 ℃～70 ℃之间提取率随温度变化显著，70 ℃～90 ℃之间提取率变化也不明显，而温度不仅影响提取率也考验设备耐热性，温度越高，耗能也越大，因此将此因素进行正交分析。

2.1.5 提取时间对提取率的影响图2 溶剂浓度对提取率的影响图3 料液比对提取率的影响图4 温度对提取率的影响图5 时间对提取率的影响《食品工业》2011年第8期56由图5可知，随提取时间的延长，提取率有所上升，但变化不大，延长提取时间，耗能增加。

因此，综合考虑各因素的影响，以60 min 为宜。

2.1.6 pH 值对提取率的影响由图6可知，提取率随pH 的增大，出现先下降又回升的趋势，在pH 为6.0时提取率最好，且此时的pH 恰为反应体系的自然值，无需外加酸碱调节。

因此，选择pH 为6.0最合适。

2.2 正交试验结果在单因素试验基础上，选择温度、溶剂浓度、料液比三个影响比较显著的因素进行正交试验，因素水平设计表见表1。

由正交试验分析可知，以上三个因素对原花青素提取率影响大小依次为B (溶剂浓度)＞A (温度)＞C (料液比)，提取紫番薯原花青素的最佳条件为A 3B 1C 3，即提取温度为70 ℃，溶剂浓度为50%，料液比为1︰25。

结合单因素试验和正交试验，优化提取条件为：乙醇浓度50%，温度70 ℃，料液比1︰25，pH6，提取时间60 min ，提取两次。

在此条件下进行三次平行提取，进行定量分析，确定提取率。

2.3 定性分析结果将紫番薯提取液和原花青素标准品溶液在同样条图6 pH值对提取率的影响表1 正交试验因素水平设计表水平A 温度/℃B 溶剂浓度/%C 料液比/w:v160501∶15265601∶20370701∶25表2 正交试验结果试验号A B C 测定结果111110.573212220.544313330.515421230.611522310.594623120.506731320.655832130.594933210.563K 1 1.632 1.839 1.673 1.73K 2 1.711 1.732 1.718 1.705K 3 1.812 1.584 1.764 1.72R0.060.0850.0303330.008333件下进行紫外扫描，最大吸收峰位置相同，最大吸收波长均为280 nm ，只是吸收强度不同，说明紫番薯提取液中含有原花青素。