微波輔助提取紅花黃色素工藝的優化

張莉　李勇　趙建勇　舒翔

摘要[目的]研究微波輔助提取紅花黃色素的工藝。[方法]采用單因素和正交試驗的方法對微波輔助提取紅花黃色素的工藝進行了系統研究，通過對溶劑濃度、微波功率、處理時間等因素的探討，分析影響試驗結果的因素，總結出微波輔助提取紅花黃色素的最合適提取方法。[結果]微波輔助提取紅花黃色素最佳提取工藝為乙醇濃度50%、處理時間40 s、微波功率為1 600 W。[結論]該研究為紅花黃色素提取工藝提供一定的理論依據。

關鍵詞紅花；紅花黃色素；微波提取；工藝；優化

中圖分類號S567文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）22-07386-03

紅花（Cartham us tinctorius L.）也稱紅花草、菊紅花，菊科2年生草本植物[1]。在藥食兼用的菊科植物紅花絨中，富含25%～30%的黃色素和1%左右的紅色素。紅花黃色素（Safflor yellow，Y）在干花中含量占20%～30%，含有多種有效成分的水溶性成分，認為是紅花的主要效應物質[2]。近幾年來，國內外學者對紅花黃素的提取和藥理作用進行了廣泛而深入的研究，發現紅花黃素是中藥紅花中提取出來的水溶性成分，不僅是一種很有價值的天然食用色素，有色澤艷麗，高溫、高壓、低溫、光、酸、還原和抗微生物等優點，還具有鎮痛、抗炎、抗疲勞、耐缺氧、降壓、抗凝血等藥理作用，在治療冠心病、高血壓病及腦溢血等疾病方面取得了一定療效[3]。

紅花黃色素是紅花中的主要有效成分，提取方法主要有溫浸法、超聲法、有機溶媒提取等提取方法。溫浸法、超聲波萃取等方法費時、效率低、有機試劑通常有毒，易對環境和操作人員造成危害[4]，微波萃取可以克服上述方法的缺點，具有設備簡單、萃取效率高、節省試劑、污染小等特點，廣泛用于中草藥、香料、食品和化妝品等各個領域，目前利用微波輔助提取天然植物有效成分有生物堿類、黃酮類、多糖、揮發油等，但微波在紅花黃色素提取上的報道則較少，該試驗探討了微波輔助萃取對紅花黃色素提取效果的影響，為推動其在紅花黃色素提取上的應用提供理論基礎。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1原料與試劑。紅花（新疆吉木薩爾縣）、乙醇（天津試劑三廠）。

1.1.2實驗設備。數顯恒溫水浴鍋（江蘇省金壇市醫療儀器廠）、WD900B型微波爐（順德市格蘭仕電器實業有限公司）、PL203 電子天平（上海天平儀器廠）、TU1810紫外可見分光光度計（北京譜析通用儀器有限責任公司）、722型可見光分光光度計（上海光譜儀器有限公司制造）。

1.2試驗方法

1.2.1樣品的制備。將干燥的紅花樣品放入研缽中研磨5 min，過30目篩。

1.2.2試驗方案。稱取0.5 g紅花樣品于磨口燒瓶，加入100 ml溶劑，采用微波處理后，取1 ml移入10 ml比色管，溶劑定容，分光光度計進行光譜掃描，確定色素的最大吸收波長，用吸光度值的大小間接反映紅花黃色素的含量。

1.2.3最大吸收波長的確定。移取1 ml提取液至10 ml比色管中，以提取溶劑定容。分光光度計全波掃描確定其最大吸收波長，結果發現紅花黃色素在可見光波長410 nm下有最大特征吸收峰（圖1），確定其可見光最大吸收波長為410 nm。

圖1紅花黃色素光譜掃描曲線1.2.4微波輔助提取色素的最佳方案。

1.2.4.1單因素試驗。為獲得最佳的水解效果， 通過單因素試驗逐一考察了微波處理的功率、處理時間、溶劑等因素對提取效果的影響。各因素的試驗范圍為：設定微波處理功率為1 000、1 200、1 400、1 600、1 800 W，處理時間為20、30、40、50、60 s，溶劑為30%、40%、50%、60%、70%的乙醇，測定提取液在最大吸收波長的吸光度，以吸光度為指標評價，按照單元操作進行， 除所研究因素， 提取溫度30 ℃起，因為溫度變化受到功率和提取時間變化的影響，而乙醇沸點為78 ℃，隨著功率的增加、時間的延長，提取液溫度必然會變化，所以乙醇揮發情況也是不可知因素。

1.2.4.2正交試驗設計優化提取條件。根據單因素試驗可以看出微波處理功率、處理時間、溶劑的濃度和溫度之間存在復雜關系，選擇微波處理功率、處理時間、溶劑比作為影響提取效率的決策變量， 進一步討論它們對提取效率的影響、各因素之間的關系和最佳組合。在單因素試驗結果的基礎上， 選擇微波功率為1 000～1 800 W、處理時間為20～60 s，溶劑為30%～70%乙醇， 進行三因素五水平正交試驗（表1）。