南燭葉中烏飯成分的水提工藝優化及色素環境穩定性研究

陸芝娟，周 兵，李英華

(浙江經貿職業技術學院，浙江杭州 310018)

近年來，合成色素的非法或超標使用引發了諸多食品或化妝品安全事故。因此，開發研制天然色素，并利用天然色素代替人工合成色素已經成為食品、化妝品行業的發展新趨勢[1]。目前，食品中的色素添加中，天然色素所占比例不足20%，因此越來越多的科研工作者研究從天然植物中提取天然色素并研究它們的穩定性[2-4]。南燭又稱烏飯樹(VacciniumbracteatumThunb)為杜鵑花科植物，在我國分布極廣[5]。據本草記載烏飯葉應用歷史悠久，能夠益精氣、強筋骨、明目、益腸胃和補骨髓等，并有報道指出烏飯葉具有促進視紅素再合成、Vp樣機能、改善血液微循環、抗潰瘍、抗炎癥、抗衰老、止泄、抗菌等多種生理活性[6-7]。烏飯樹葉含有花青素、無羈萜、表無羈萜醇、β-谷甾醇、熊果酸、藍黑色素、異葒草素、對羥基桂皮酸、內消旋肌醇、α-亞麻酸、烏索酸、齊墩果酸、三十一烷和鞣質等多種活性成分[8-9]。迄今為止，國內外關于南燭葉的研究尚未引起足夠重視，尚屬于未開發的植物資源。研究表明，烏飯色素是水溶性色素[10]，故筆者以水為提取劑，通過單因素試驗設計方法對南燭中烏飯色素的提取工藝進行優化，并研究色素不同應用環境的穩定性，以期為南燭的進一步開發利用提供依據。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1研究對象。南燭葉為采自浙江寧波郊區的山上的南燭灌木的枝葉。

1.1.2主要儀器。78HW-1數顯恒溫磁力攪拌器，購自杭州儀表電機有限公司；HH-2恒溫水浴鍋和Agilent 8453E紫外分光光度計，均購自Agilent公司；PHS-2C pH計，購自上海雷韻試驗儀器制造有限公司。

1.1.3主要試劑。大米，購自杭州聯華超市的五常米；NaOH、HCl等均為分析純，水為娃哈哈純凈水，市售。

1.2方法

1.2.1南燭葉提取方法。將采集3 d以內的新鮮南燭葉用蒸餾水洗凈后，用剪刀剪成0.5 cm寬、2.0 cm長的細條。稱取一定質量的葉條于已經在水浴鍋中預熱至設定溫度的一定體積的純凈水中，啟動攪拌，并安裝好冷凝回流裝置，攪拌浸出一段時間后過濾，取濾液稀釋至一定體積測定吸光度，以吸光度來代表色素的提取得率。

1.2.2單因素考察。(1)提取溫度對烏飯成分提取得率的影響。精確稱取洗凈切好10.000 g烏飯葉，按料液比1∶10(W/V，g/ml，下同)加入蒸餾水，在溫度為75、80、85、90、95和100 ℃下提取 90 min，過濾，取續濾液0.1 ml稀釋到50 ml的容量瓶中，搖勻，在317 nm波長下測定吸光度，考察溫度對提取得率的影響。(2)提取時間對烏飯成分提取得率的影響。精確稱取10.000 g烏飯葉，按料液比1∶10(g/ml)加入蒸餾水，在85 ℃下浸提，時間分別為30、60、90、120和150 min，過濾，取續濾液0.1 ml稀釋到50 ml的容量瓶中，搖勻，在317 nm波長下測定吸光度，考察時間對提取得率的影響。(3)料液比對烏飯成分提取得率的影響。精確稱取10.000 g烏飯葉，在85 ℃下浸提，時間為90 min，按料液比分別為1∶5、1∶8、1∶10、1∶12和1∶15加入蒸餾水，過濾，取續濾液0.1 ml稀釋到50 ml的容量瓶中，搖勻，在317nm波長下測定吸光度，考察料液比對提取得率的影響。

1.2.3工藝擴大對提取烏飯成分得率的影響。分別精確稱取5.000、10.000、20.000、50.000和100.000 g烏飯葉，在85 ℃，時間為90 min，料液比位1∶10下浸提，取0.1 ml稀釋到50 ml的容量瓶中，搖勻，進行測定，考察工藝擴大對提取烏飯成分的影響。

1.2.4烏飯色素成分環境穩定性研究。按照單因素試驗中最佳提取工藝條件提取烏飯成分，冷卻，分成4份，1份用鹽酸調pH至4，1份用NaOH調pH至11，1份在85 ℃下加熱，1份在室溫下，分別于1、2、3、4和5 h測定其吸光值，觀察烏飯成分在不同pH值和不同環境下的穩定性。并將試驗溶液與大米共煮，觀察煮熟后大米變黑的情況來驗證烏飯成分的穩定性。

2 結果與分析

2.1單因素考察試驗

2.1.1提取溫度對烏飯成分提取得率的影響。圖1表明，隨著溫度的增加，烏飯成分的提取得率增加。當溫度超過85 ℃時，吸光度隨溫度的增加而下降。可能是由于溫度高于85 ℃時，其穩定性下降所導致。

圖1 提取溫度對烏飯成分提取得率的影響

2.1.2提取時間對烏飯成分提取得率的影響。圖2表明，從30～90 min，烏飯成分提取得率呈上升趨勢。當超過90 min時，提取得率呈現穩定趨勢。因此確定提取烏飯成分的最佳時間為90 min。

圖2 提取時間對烏飯成分提取得率的影響

2.1.3提取料液比對烏飯成分提取得率的影響。圖3表明，隨著料液比的增加，烏飯成分的提取得率增加。當料液比為1∶10時，烏飯成分的提取得率最高；之后隨著料液比的增加，提取得率變化不明顯。因此確定烏飯成分提取的最佳料液比為1∶10。

圖3 料液比對提取烏飯成分提取得率的影響

2.2工藝擴大對提取烏飯成分提取得率的影響圖4表明，在試驗范圍內，隨著提取工藝的放大，烏飯成分的提取得率變化不大。說明在工藝放大過程中，烏飯成分的提取得率基本未受影響，該提取工藝可以進行放大生產。

圖4 工藝放大對提取烏飯成分提取得率的影響

2.3烏飯葉中烏飯成分的穩定性研究圖5表明，在酸性溶液條件下，烏飯葉中的烏飯成分在3 h內穩定性較好；4 h后，其吸光度開始下降。在堿性溶液條件下，烏飯葉中的烏飯成分穩定性較差，隨著時間的變化，吸光值逐漸降低。在室溫條件下的穩定性大于85 ℃。和大米共煮后的試驗現象也證明了烏飯成分在酸性條件、室溫條件的烏飯效果要優于85 ℃條件，而堿性條件下的烏飯成分沒有烏飯效果。因此，建議烏飯成分宜保存于室溫和中性環境中，而堿性條件會破壞烏飯成分的烏飯效果。

圖5 不同環境下的烏飯成分穩定性

3 結論

南燭葉中烏飯成分的最佳提取工藝參數為：料液比1∶10 g/ml，提取溫度85 ℃，提取時間為90 min；且工藝放大對產品提取得率影響不大。色素溶液在酸性和室溫條件下較為穩定，而在高溫和堿性條件下穩定性較差，在堿性環境中烏飯效果喪失。烏飯色素不宜在高溫和堿性環境中保存。該研究為烏飯色素的開發利用奠定了理論基礎。

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