桑葚花青素提取工藝研究進展

曾雨晨

（成都七中八一學校，四川 成都 610000）

桑葚為桑科桑屬落葉喬木或灌木桑（Morus alba L.）的成熟聚花果。桑原產中國，其葉（桑葉）為桑蠶的日常食物，且桑葉、桑葚、桑白皮等均可入藥，具有瀉肺平喘、疏散風熱、祛除風濕、滋陰補血等功效[1]，因此在我國有悠久的栽培歷史和廣泛的種植面積，資源量非常豐富。桑葚營養價值豐富，富含花青素、多糖、蘋果酸、鞣酸、多種維生素和人體不可缺少的氨基酸及鉀、鋅、磷、鎂等微量元素，是著名的藥、食兩用中藥，具有滋補肝腎、養血祛風的功效[2]。現代研究表明，桑葚已被廣泛應用于醫藥行業。桑葚含有花青素、黃酮、多糖等活性成分，其主要成分之一的花青素（花色苷）類成分既是可食用的色素，又具有提高人體免疫力、延緩衰老、促進造血細胞生長、防止動脈硬化、促進新陳代謝等多種功能[3]，具有廣闊的應用前景。因此，花青素含量是評價桑樹利用價值的重要指標。

1 桑葚花青素的提取工藝概況

目前，國內桑葚花青素的提取方法主要有超聲提取法、逆向連續循環低溫提取法、超高壓提取法、響應面法等。

1.1 超聲提取法

該方法通過超聲波產生的空化效應及熱效應，促進細胞內的化學成分快速溶出，可顯著提升有效成分提取率。喬爽等[4]通過單因素試驗分別考察料液比、提取時間、提取液pH、提取溫度及乙醇體積分數5個因素對桑葚花青素提取工藝的影響，在單因素試驗基礎上，選取L9(43)正交表，根據工藝參數設計正交試驗，以花青素提取率為指標篩選和優化工藝條件，最終優化出超聲輔助提取桑葚花青素的最佳工藝條件：提取劑為HCl—70%乙醇(pH值=1)、提取溫度50℃、提取時間20 min、料液比1∶10、提取次數3次，該條件下桑葚花青素提取率1.169 mg/g。牛天羽等以桑葚凍干粉為試樣，采用超聲提取法對4種桑葚（黑果桑、白果桑、野生蒙桑以及栽培蒙桑）的花青素進行提取，在單因素試驗的基礎上利用響應面分析法得出以上4種桑葚花青素的超聲提取最佳工藝條件：用60%酸化甲醇在41℃下超聲提取39 min、料液比1∶53 g/mL，此條件下黑果桑、白果桑、野生蒙桑和栽培蒙桑的桑葚花青素含量分別為9.179 mg/g、0.189 mg/g、11.166 mg/g 和 11.815 mg/g。

1.2 逆向連續循環低溫提取法

逆向連續循環低溫提取速度快、提取完全、能耗小，提取的過程中提取溶劑可形成較大的濃度梯度（提取溶劑的濃度差是提取的推動力），可以促進溶劑對原料的充分連續提取。畢建中等[5]利用逆向連續循環低溫提取法提取桑葚花青素，發現隨著循環提取時間的延長，低溫（5℃）提取的桑葚花青素得率逐漸提高且提高的幅度增大，當循環提取120 min后，桑葚花青素的得率分別是較高溫度（35℃）、高溫（65℃）提取的1.13倍和1.73倍。通過響應面分析法得出，逆向連續循環低溫提取桑葚花青素的最佳工藝條件：物料粒徑60目、85%乙醇∶6%HCl=7.2∶1、液料比15.3 g/mL、循環時間1.6 h，該條件下桑葚花青素得率可達8.44 mg/g。

1.3 超高壓提取法

為避免提取過程中局部高溫引起花青素類成分的降解，譚佳琪等采用單因素試驗考察了提取壓力、保壓時間、料液比和乙醇濃度等工藝參數對超高壓提取桑葚花青素得率的影響，再通過響應面試驗設計，以花青素得率為響應值，優化得出超高壓提取桑葚花青素的最佳工藝條件：提取壓力270 MPa、保壓時間6 min、料液比為1∶35 g/mL、乙醇濃度62%，驗證試驗所測最佳工藝條件下桑葚花青素得率為4.81 mg/g，比超聲波提取和熱回流提取的得率分別提高了18.26%和25.93%。超高壓提取技術加快了提取過程中有效成分從細胞內到細胞外的傳質過程，加大了有效成分的溶解度，且有利于熱敏性成分的提取，在食品、保健品和中藥行業中的應用越來越多。

1.4 響應面法

鄧曦等[6]通過響應面法考察了料液比、提取時間、乙醇濃度、提取溫度對桑葚花青素提取率的影響，優化得出最佳提取工藝參數：料液比1∶22.5 g/mL、提取時間 27.5 min、乙醇體積分數 58.68%、提取溫度66.25℃，驗證試驗測得在該條件下鮮桑葚原花青素的OD550 nm值為8.01。程秀瑋等[7]將響應面分析方法應用于超聲波輔助提取桑葚花青素的條件優化。在單因素考察超聲時間、料液比、超聲溫度、超聲功率等影響因子的基礎上，發現超聲溫度對超聲波提取花青素得率的影響最顯著。應用響應面優化設計試驗方案，得到超聲波提取花青素的最佳條件：超聲溫度50℃、超聲時間20 min、超聲功率430 W，在此種條件下花青素在原藥材中的提取率為5.768 1 mg/g。同時，程秀瑋等[8]對桑葚花青素的常規提取方法也進行了單因素考察和響應面法優化，發現桑葚花青素常規提取的最佳工藝條件：料液比1∶25、提取時間135 min、提取溫度62℃，此條件下花青素提取率最高達到5.09 mg/g。

另外，胡彥新等為了提高桑葚酒渣中的花青素提取率，在單因素試驗的基礎上，結合響應面分析法，優化酒渣中桑葚花青素的提取工藝，得出其最佳的工藝條件：加酶量0.2%、提取溫度64℃、提取時間145 min，該條件下花青素的提取率可達4.68 mg/g。

2 小結

目前，對桑葚花青素的提取方法主要有超聲提取法、逆向連續循環低溫提取法、超高壓提取法、響應面法等。超聲提取法是較為常規的方法，所得的桑葚花青素提取率相對較低，但在超聲輔助提取法中，通過響應面法進一步優化工藝條件所提取的花青素得率提升最為顯著。逆向連續循環低溫提取法在低溫條件下提取的桑葚花青素得率有較大提高，但工藝條件相對較為復雜。而超高壓提取法在加快有效成分溶出速度的同時，較低的提取溫度對熱敏性成分有較好的保護，適合于花青素的提取，其提取時間大幅縮短且得率較超聲提取法更高，是值得進一步研發的提取技術。因此，對桑葚花青素進行提取，可以在超高壓提取法、超聲輔助提取法的基礎上，利用響應面法優化試驗條件，或者利用更多先進的提取方法進行探索，以提高花青素得率，并進行深入研究和開發，以便用于工業生產。