微波輔助提取紅花黃色素工藝的優(yōu)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(yàn)的方法對微波輔助提取紅花黃色素的工藝進(jìn)行了系統(tǒng)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(yàn)結(jié)果的因素，總結(jié)出微波輔助提取紅花黃色素的最合適提取方法。[結(jié)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(jié)論]該研究為紅花黃色素提取工藝提供一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞紅花；紅花黃色素；微波提??；工藝；優(yōu)化

中圖分類號S567文獻(xiàn)標(biāo)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(rèn)為是紅花的主要效應(yīng)物質(zhì)[2]。近幾年來，國內(nèi)外學(xué)者對紅花黃素的提取和藥理作用進(jìn)行了廣泛而深入的研究，發(fā)現(xiàn)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(yōu)點(diǎn)，還具有鎮(zhèn)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(jī)溶媒提取等提取方法。溫浸法、超聲波萃取等方法費(fèi)時、效率低、有機(jī)試劑通常有毒，易對環(huán)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(diǎn)，具有設(shè)備簡單、萃取效率高、節(jié)省試劑、污染小等特點(diǎn)，廣泛用于中草藥、香料、食品和化妝品等各個領(lǐng)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(fā)油等，但微波在紅花黃色素提取上的報道則較少，該試驗(yàn)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(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

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(shí)驗(yàn)設(shè)備。數(shù)顯恒溫水浴鍋（江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠）、WD900B型微波爐（順德市格蘭仕電器實(shí)業(yè)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(zé)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(yàn)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(yàn)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(jìn)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(jié)果發(fā)現(xiàn)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(yàn)。為獲得最佳的水解效果， 通過單因素試驗(yàn)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(yàn)范圍為：設(shè)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(biāo)評價，按照單元操作進(jìn)行， 除所研究因素， 提取溫度30 ℃起，因?yàn)闇囟茸兓艿焦β屎吞崛r間變化的影響，而乙醇沸點(diǎn)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(fā)情況也是不可知因素。

1.2.4.2正交試驗(yàn)設(shè)計優(yōu)化提取條件。根據(jù)單因素試驗(yàn)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(fù)雜關(guān)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(jìn)一步討論它們對提取效率的影響、各因素之間的關(guān)系和最佳組合。在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)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(jìn)行三因素五水平正交試驗(yàn)（表1）。