超聲波輔助提取藍莓果渣中花色苷的工藝研究

郭婷婷，焦淑清*，鐘銀歡，溫馨，唐杰

(1.佳木斯大學藥學院，黑龍江省生物藥制劑重點實驗室，黑龍江佳木斯154007；2. 廣東宏遠藥業有限公司，廣州523000)

超聲波輔助提取藍莓果渣中花色苷的工藝研究

郭婷婷1，焦淑清1*，鐘銀歡2，溫馨1，唐杰1

(1.佳木斯大學藥學院，黑龍江省生物藥制劑重點實驗室，黑龍江佳木斯154007；2. 廣東宏遠藥業有限公司，廣州523000)

目的：確定超聲波輔助提取藍莓果渣中花色苷的最佳工藝。方法：采用正交試驗確定超聲波輔助提取藍莓花色苷的最佳工藝條件。結果：超聲波輔助提取藍莓果渣中花色苷的最佳工藝條件為提取劑為酸性乙醇，固液比1∶60(g/mL)，超聲波功率350W，萃取時間40min，提取溫度75℃。在此條件下，確定的藍莓果渣花色苷含量3.122mg/g。結論：超聲波輔助提取技術對充分利用藍莓資源獲取高附加值的花色苷是可行的。

藍莓果渣；花色苷；超聲波輔助提取

藍莓(Blueberry)是杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(Vacciniumspp.)植物,在我國野生藍莓主要分布于大小興安嶺，近年人工培育的藍莓在東北地區被廣泛種植。藍莓果實是少有的藍色植物之一，因其含有豐富的具有生理活性的花色苷物質而受到關注，以藍莓果為原料形成了藍莓果汁等一系列的藍莓功能性產品。在生產藍莓果汁等飲品的過程中，大量產生的的果渣常被作為飼料或被廢棄。藍莓果渣中以果皮為主，藍莓果實中的42%的花色苷殘留于果皮中[1],因此，充分利用藍莓果渣獲得高附加值的天然花色苷具有重要的研究價值和經濟意義。超聲波技術在天然產物活性物質提取的應用提高了天然活性物質的提出量，是目前廣泛應用一種輔助提取技術，其用于藍莓果渣中花色苷提取的研究已見報道[2],但因藍莓果渣的來源不同，其研究結果差異較大。本文以黑龍江省尚志綠野漿果有限責任公司生產藍莓濃汁的廢棄果渣為原料，研究超聲波輔助技術提取果渣中花色苷的工藝條件，旨在為利用廉價的天然資源獲取高附加值的花色苷的工業規模生產奠定研究基礎，為當地的經濟發展提供一條實用的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藍莓果渣來源于黑龍江省尚志綠野漿果有限責任公司2013年生產藍莓濃汁產生的廢棄凍果渣。經解凍、晾干、粉碎，得20目粉末備用。乙醇，鹽酸。80-2型低速離心機、FZ120微型植物粉碎機、Gold S54紫外-可見分光光度計、KQ-500DE 型數控超聲波清洗器(頻率 40KHz)、UV-2550 、PHS-3C精密pH計。

1.2 實驗方法

1.2.1 正交試驗

稱量3.0g藍莓果渣粉末置于三角燒瓶中，在設定的不同條件下(提取溫度、提取時間、超聲波功率、料液比)，以萃取液中總花色苷含量為考察指標，在單因素試驗基礎上進行L9(34)正交試驗，因素水平見表1。用pH示差法測定花色苷質量，每組測量2次，結果取平均值。花色苷含量按下式計算。

花色苷含量

1.2.2 完全提取實驗

稱取3.0g藍莓果渣，在料液比1∶50g/mL，超聲波功率為350W，提取時間為50min，提取溫度為75℃的條件下提取花色苷，抽濾，測定花色苷吸光值，直至吸光值保持穩定，果渣出現泛白，即停止提取，得到果渣中花色苷的總含量，以此確定合理的提取次數。實驗結果見表2。

2 結果與討論

2.1 提取溫度對花色苷提取量的影響

固定其它萃取條件，不同提取溫度下對花色苷的提取量的影響如圖1所示。

由圖1可見，隨著溫度的升高，花色苷的含量呈現上升趨勢。80℃時，花色苷含量出現最高點。

由于花色苷受溫度的影響較大[3]，而本文選取的溫度范圍較大，在實驗時，提取溫度對花色苷含量的影響結果與文獻報道不符，多次試驗發現，在一定范圍(20～80℃)內花色苷的含量與提取溫度呈現正比關系，但到達90℃略微下降[4]，其原因有待于進一步研究。

圖1 提取溫度對花色苷含量的影響

2.2 提取功率對花色苷含量的影響

固定其它萃取條件，不同提取功率對花色苷的提取量的影響如圖2所示。

圖2 提取功率對花色苷含量的影響

由圖2可見，最高點分別在200W和450W處，最低點在500 W處，在250～400W范圍內，花色苷含量變化差異不大；而且，最高點與最低點處的花色苷含量相差不超過0.2g，在誤差允許的范圍內。

2.3 提取時間對花色苷含量的影響

固定其它萃取條件，不同提取時間對花色苷含量的影響如圖3所示。

圖3 提取時間對花色苷含量的影響

由圖3可知，小于10～30min時，隨著提取時間增加，花色苷含量不斷升高，30min達到最大值，然后開始出現下降趨勢，整體趨勢是花色苷含量隨著時間而略增加。

2.4 提取料液比對花色苷含量的影響

固定其它萃取條件，不同料液比對花色苷提取量的影響如圖4所示。

圖4表明，花色苷含量隨料液比的增大呈直線上升，在料液比為1∶70時達到最大值，隨后下降，但是最小值不小于在料液比為1∶30是的值，最高點和最低點之差不大于0.3。

圖4 料液比對花色苷含量的影響

2.5 提取次數的確定

完全提取實驗結果見表2。每克果渣中花色苷的總含量3.354mg，隨提取次數增多提出率增加值趨緩。從技術經濟角度綜合考慮，確定提取2次為宜。

表2 藍莓果渣中花色苷的完全提取結果

注： *表示某次所得含量與累計總含量的比率。

2.6 正交實驗結果

極差值R表明，料液比對花色苷含量影響最顯著，影響順序為料液比>提取溫度>提取功率>提取時間。各因素不同水平的實驗結果表明超聲波輔助提取藍莓果渣中花色苷的最優組合為A3B2C2D3，即提取溫度75 ℃、提取時間40min、超聲波功率350 W、料液比1∶60(g/mL)。按最佳工藝條件重復實驗4次，花色苷平均含量為3.122 mg/g(花色苷質量/果渣投料量)，可見最佳條件下得到的提取物中花色苷含量高于表3中各組實驗所得含量值。研究表明，藍莓果渣中的花色苷在食品加工或儲藏過程中，會因高溫褐變, 降解產物和花色苷具有相同的能量吸收范圍，從而干擾化合物的特征光譜。因此，這類花色苷總量的測定, 通常采

用pH示差法[5]來提高準確度。本實驗原料為放置一段時間的藍莓果渣，可能存在褐變降解等問題，為減小誤差，選擇最穩定的車菊花素-3-葡萄糖苷作為pH示差法的計算標準。

表3 L9(34)正交試驗結果表

3 結論

本實驗采用超聲波輔助提取藍莓果渣中的花色苷，得到最佳工藝條件為提取溫度75℃，提取時間40 min，超聲波功率350 W，料液比1∶60(g/mL)，此工藝條件下可得到較高的花色苷提取量，本實驗操作簡便、安全無毒，所用設備簡單經濟，該工藝可達到廢棄藍莓果渣再利用的目的。

[1]Min-sheng Su, Juan L Silva. Antioxidant activity ,anthocyanins ,and phenolics of rabbiteye blueberry (Vacciniumashei) by-products as affected by fermentation[J].Food Chemistry,2006,(9)：447-481

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[5]Jungmin Lee, Robert W. Durst. et al. Determination of total mononeric anthocyanin pigment content of fruit juices, beverages, natural colorants and wines by the pH differential method, collaborative study[J]. Journal of AOAC International. 2005, 88(5)：1267-1276.

Study on Extraction Process of Anthocyanins from BlueberryPomace by Ultrasonic-assisted Extraction

Guo Tingting1, Jiao Shuqing1*, Zhong Yinhuan2,Wen Xin1,Tang Jie1

(1 .College of Pharmacy ,Jiamusi University , Heilongjiang province the Key Laboratory of Biological Medicine Formulation ,Jiamusi , Heilongjiang 154007；2 .Guangdong Winnerway Pharmaceutical Company Ltd. Guangzhou 523000)

Object: To definite the optimum experimental condition for ultrasonic-assisted extraction anthocyanins from blueberry pomace. Methods: The optimum conditions for ultrasonic-assisted extraction were selected by orthogonal test. Results: The optimal experimental conditions were as follow: solvent acidic ethyl alcohol , ratio of raw material to solvent 1∶60 (g/mL), ultrasonic power 350W, extraction time 40 min, temperature 75℃,extraction times 2 . Under optimum experimental condition the anthocyanins quantity from blueberry pomace was 3.122 mg/g. Conclusion: Extracting anthocyanins quantity from blueberry pomace by ultrasonic-assisted extraction was feasible.

Blueberry pomace ；Anthocyanins; Ultrasonic-assisted extraction

2014-10-08

黑龍江省大學生創新創業訓練項目(201310222025)

郭婷婷(1991-)，女，學生，E-mail：769286767@ qq .com；*通訊作者：焦淑清(1960-)，女，教授，碩士生導師，從事新型分離技術在醫藥領域的應用研究，E-mail：Shuqingjiao60@163.com

TS202.3

A

doi.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.01.008