索氏提取紫番薯原花青素的優(yōu)化條件研究*

王文君劉萍 向燦輝 嚴(yán)盼

（1遵義醫(yī)學(xué)院珠海校區(qū)生物工程系，珠海519041）（2秦皇島市海港區(qū)農(nóng)業(yè)局，秦皇島066000）

索氏提取紫番薯原花青素的優(yōu)化條件研究*

王文君1**劉萍2向燦輝1嚴(yán)盼1

（1遵義醫(yī)學(xué)院珠海校區(qū)生物工程系，珠海519041）（2秦皇島市海港區(qū)農(nóng)業(yè)局，秦皇島066000）

采用索氏提取法研究各種不同條件對(duì)紫番薯原花青素提取率的影響，運(yùn)用紫外分光光度法進(jìn)行測(cè)定，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上通過(guò)正交試驗(yàn)確定紫番薯原花青素的最佳提取條件：乙醇體積濃度為60%，溫度為50℃，pH為7，料液比1 g∶20 mL，提取60 min，提取1次為最佳提取條件。紫番薯原花青素的提取率為4.170 mg/g。

紫番薯；原花青素；索氏提取法；紫外（UV）分光光度法；正交實(shí)驗(yàn)

紫番薯（purple sweet potato）的皮和肉均為紫色，紫番薯又叫番薯、甘薯、地瓜，原產(chǎn)中美洲。番薯的塊根既是維生素的“富礦”，又是抗癌能手。在2002年世界衛(wèi)生組織確認(rèn)的最佳食品榜中，番薯位于最佳蔬菜組中的榜首。紫番薯主要用于直接食用和粗加工，對(duì)其深度開發(fā)的相關(guān)研究較少。本項(xiàng)目初步研究發(fā)現(xiàn)紫番薯中含有豐富的原花青素，具有一定的開發(fā)價(jià)值。

原花青素是植物界中廣泛存在的一大類多酚類化合物。植物學(xué)家通常將從植物中分離得到的一切無(wú)色的，在無(wú)機(jī)酸存在和加熱處理下能產(chǎn)生紅色花青素的一類多酚化合物統(tǒng)稱為原花青素。現(xiàn)代藥理研究表明，原花青素具有抗氧化、抗腹瀉、抗?jié)儭⒖拱⒖雇蛔儭⒁志⒎垒椛洹⒔笛獕骸⑶宄杂苫按龠M(jìn)毛發(fā)生長(zhǎng)等多種療效。因此，原花青素以其優(yōu)越的多功能性及安全性，使其在營(yíng)養(yǎng)保健、化妝品、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。歐、美、日等國(guó)以葡萄籽、銀杏、松樹皮等植物資源為原料，已開發(fā)出多種含原花青素的藥品、保健品和化妝品，但是對(duì)紫番薯中原花青素的研究報(bào)道還很少。

對(duì)紫番薯資源進(jìn)行合理利用，對(duì)提高產(chǎn)品附加值具有重大意義。采用索氏提取法提取原花青素，通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定優(yōu)化條件，希望為紫番薯原花青素的開發(fā)和應(yīng)用提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)方法

1.1 制備脫脂紫番薯粉

將紫番薯洗凈、切塊，自然風(fēng)干，粉碎、過(guò)80目篩，用石油醚以料液比1 g∶10 mL浸泡24 h，然后抽提1 h進(jìn)行脫酯，抽濾近干，50℃干燥，置于干燥器中保存。

1.2 單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.1 乙醇體積濃度對(duì)提取率的影響

稱取4份樣品，每份10 g，分別取100 mL體積濃度40%、60%、80%、100%乙醇用索式提取法在70℃提取1 h。過(guò)濾，將濾液定容至100 mL，在280 nm測(cè)其吸光度。

1.2.2 溫度對(duì)提取率的影響

稱取4份樣品，每份10 g，體積濃度80%乙醇做溶劑，料液比為1g∶10mL，分別在30℃、50℃、70℃、90℃下進(jìn)行提取1 h。過(guò)濾，將濾液定容至100 mL，在280 nm測(cè)其吸光度。

1.2.3 料液比對(duì)提取率的影響

稱取4份樣品，每份10 g，乙醇體積濃度為80%，50℃水浴條件下，分別以料液比1 g∶10 mL、1 g∶15 mL、1 g∶20 mL、1 g∶25 mL浸提1 h。過(guò)濾，將濾液定容至250 mL，在280 nm測(cè)其吸光度。

1.2.4 pH值對(duì)提取率的影響

稱取5份樣品，每份10 g，乙醇體積濃度為80%，分別調(diào)節(jié)pH為4、5、6、7、8，50℃水浴條件下，料液比1 g∶20 mL浸提1 h。過(guò)濾，將濾液定容至250 mL，在280 nm測(cè)其吸光度。

1.2.5 提取時(shí)間對(duì)提取率的影響

稱取4份樣品，每份10g，料液比為1g∶20mL，乙醇體積濃度為80%，調(diào)節(jié)pH為7，50℃水浴條件下，分別浸提60min、90min、120min、150min。過(guò)濾，將濾液定容至250mL，在280nm測(cè)其吸光度。

1.2.6 提取次數(shù)對(duì)提取率的影響

稱取1份樣品10 g，料液比1 g∶20 mL，乙醇體積濃度為80%，調(diào)節(jié)pH為7，50℃水浴條件下，浸提1 h，過(guò)濾，定容至250 mL，濾餅在同樣條件下再次浸提1 h，共提取4次，濾液分別定容至250 mL，在280 nm測(cè)其吸光度。

1.3 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選出提取劑濃度、提取溫度、pH進(jìn)行正交試驗(yàn)，確定優(yōu)化提取條件。

1.4 檢測(cè)方法

1.4.1 定性分析

在相同條件下，分別測(cè)定紫番薯原花青素提取液和葡萄籽原花青素對(duì)照品溶液，并進(jìn)行譜圖對(duì)比分析。

1.4.2 定量分析

精確稱取5.0 mg的兒茶素（對(duì)照品），用去離子水溶解并定容至25.00 mL，用移液管移取兒茶素溶液1.00 mL、2.50 mL、4.00 mL、5.50 mL、7.00 mL，分別用去離子水定容至10.00 mL。再精密稱量香草醛4.000 g，用甲醇溶解并定容至100.00 mL。取兒茶素溶液1.00 mL，依次加入香草醛-甲醇溶液6.00 mL、濃鹽酸3.00 mL，混合均勻后在水浴鍋中恒溫（30℃）避光反應(yīng)15 h。以香草醛-甲醇溶液、濃鹽酸、甲醇體積比為3.0∶1.5∶0.5的混合溶液作為空白對(duì)照，在500 nm處測(cè)吸光度。

紫番薯原花青素提取液在同樣的條件下測(cè)定。

2 結(jié)果分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 乙醇體積濃度對(duì)提取率的影響（見(jiàn)圖1）

圖1 提取劑濃度對(duì)提取率的影響

結(jié)果表明，原花青素的提取率隨提取劑濃度增大而增加，但產(chǎn)生峰值后開始降低，可見(jiàn)，提取劑濃度對(duì)提取率的影響較大，因此最佳條件將通過(guò)正交試驗(yàn)確定。

2.1.2 溫度對(duì)提取率的影響（見(jiàn)圖2）

圖2 溫度對(duì)提取率的影響

結(jié)果表明，原花青素提取率隨溫度升高表現(xiàn)出先增大再降低的變化趨勢(shì)，以40℃～60℃為宜，最佳條件將通過(guò)正交試驗(yàn)確定。

2.1.3 料液比對(duì)提取率的影響（見(jiàn)圖3）

結(jié)果表明，提取劑用量越大提取效果越好，但是用量大到一定程度提取率急劇降低，料液比為1 g∶20 mL效果最好。

圖3 料液比對(duì)提取率的影響

2.1.4 pH值對(duì)提取率的影響（見(jiàn)圖4）

圖4 pH對(duì)提取率的影響

結(jié)果表明，不斷增加體系的pH值，提取率呈現(xiàn)不規(guī)則變化，在pH5～6范圍內(nèi)提取率變化不明顯，在pH6～7范圍內(nèi)明顯升高，pH7以后表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，因此最佳條件通過(guò)正交試驗(yàn)確定。

2.1.5 提取時(shí)間對(duì)提取率的影響（見(jiàn)圖5）

結(jié)果表明，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，提取率有所增加但變化緩慢，120 min時(shí)提取率最高，但是從節(jié)能、效率等因素綜合考慮，確定提取時(shí)間60 min為宜。

圖5 提取時(shí)間對(duì)提取率的影響

2.1.6 提取次數(shù)對(duì)提取率的影響（見(jiàn)圖6）

圖6 提取次數(shù)對(duì)提取率的影響

結(jié)果表明第一次提取效率較高，第二次表現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)，后面逐漸降低。考慮到溶劑用量、提取收率與成本關(guān)系，最終把提取次數(shù)確定為一次。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

單因素試驗(yàn)是在忽略各個(gè)因素相互影響的條件下測(cè)定的，為確定最佳提取條件，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上選擇影響較大的3個(gè)因素進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下頁(yè)表2。

表1 因素水平表

從表2可以看出：通過(guò)3水平的K值比較，最佳提取條件為A1B2C3，即溶劑為體積濃度60%乙醇，溫度50℃，pH7為最佳。從3個(gè)因素的R值比較可以看出：溶劑濃度對(duì)提取率的影響最大，溫度次之，然后是pH值。

2.3 定性分析結(jié)果

紫番薯原花青素提取液和葡萄籽原花青素對(duì)照品溶液在200 nm~600 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃描，譜圖形狀相似，最大吸收峰位置相同，表明紫番薯提取液中含有原花青素。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

2.4 定量分析結(jié)果

標(biāo)準(zhǔn)曲線的的回歸方程為D（λ）=0.006ρ-0.011 1，R2=0.993 5，其中：D（λ）為吸光度；ρ為兒茶素質(zhì)量濃度（μg/mL）；R為相關(guān)系數(shù)。從相關(guān)系數(shù)值可以確定線性關(guān)系良好，可以用于定量測(cè)定。把優(yōu)化條件下提取液的吸光度值代入回歸方程，測(cè)定提取率，見(jiàn)表3。

表3 紫番薯原花青素的測(cè)定結(jié)果mg/g

3 討論

原花青素的提取率隨乙醇體積濃度的增大而提高，但當(dāng)乙醇體積濃度大于80%以后，原花青素提取率開始下降。這可能是由于溶劑的極性變化所致，原花青素的溶出率與溶劑極性有關(guān)，極性相似可達(dá)到最大溶出率。溫度超過(guò)一定值后原花青素的提取率降低，這可能由于高溫造成原花青素不穩(wěn)定，產(chǎn)生部分分解。

4 結(jié)論

索氏提取法提取紫番薯原花青素的最佳提取條件為：乙醇體積濃度60%，溫度為50℃，pH為7，料液比為1 g∶20 mL，提取時(shí)間60 min，提取1次。在此條件下紫番薯原花青素提取率為4.170 mg/g。

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Study on proanthocyanidins from purple sweet potatos by the soxlet extraction Method*

WANGWen-junLIUPingXIANGCan-huiYANPan

1（Zhuhai campus，Zunyi medical college，GuangdongZhuhai，519041，China）

2（Bureau ofagriculture，Haigangarea ofQinhuangdaocity，Heibei Qinhuangdao，066000，China）

The yield of proanthocyanidin from the purple sweet potatoes was studied in several different conditions by the soxlet extraction method.Then，content determination was made by UV spectrophotometry.Finally，the best extraction condition was determined through the orthogonal array design.The best extraction conditions was as follows：ethanol concentration of60%，pH value 7.0，extraction temperature 50℃，extraction time 60 min，extraction times 1.The yield ofproanthocyanidin fromthe purple sweet potatoes was 4.170 mg/gon the optimumconditions.

purple sweet potato；proanthocyanidin；soxlet extraction method；UV spectrophotometry；orthogonal arraydesign

book=33,ebook=1

TS235.2

A

1673-6004（2011）02-0033-03

遵義醫(yī)院基金項(xiàng)目（2008F-356）

**王文君，女，1971年出生，2004年畢業(yè)于北京師范大學(xué)，碩士，副教授。Email：Wangwen jun 1971@sohu.com.

2011-04-27