黑米花色苷提取方法的研究進展

趙麗艷 董 岳 王 磊 劉長姣

(吉林工商學院，糧油食品深加工吉林省高校重點實驗室 吉林 長春 130507)

花色苷屬黃酮多酚類的化合物，是花青素與各種的糖以糖苷鍵結合而形成的一種糖苷，具有清除自由基、抗氧化、改善視力、延緩衰老、抗炎等功效。目前，國內研究黑米的高校和機構有40余所(以廣東省農業科學院、福建農林大學、中山大學為代表)，研究方向涉及黑米花色苷的組成與含量、黑米花色苷的結構與穩定性、黑米花色苷的生理功能、黑米花色苷的提取與純化、黑米花色苷的降解及其產物等。

花色苷是黑米皮的主要成分[1]，提取常受到溫度、pH、浸提時間、溶劑、料液比的影響。常采用溶劑提取法、酶解法、超臨界CO2萃取法、超聲波萃取法等技術破壞細胞膜和細胞壁，提高細胞滲透性，縮短提取時間，改善產物質量，提高花色苷的提取率。本文綜述了黑米花色苷提取方法，以期深度開發利用黑米花色苷，挖掘其在食品制造業、醫藥產業等不同領域的巨大潛力，發揮其作為天然色素的重大應用價值。

一、黑米花色苷提取的研究

(一)溶劑提取法

溶劑提取法是依據相似相溶原理，根據原料中被提取物質的化學性質選取合適的溶劑進行提取，盡量避免其他成分溶出。黑米花色苷提取多使用溶劑提取法，溶劑以乙醇為主。劉靜雪等[2]采用乙醇浸提法提取黑米花色苷，研究結果表明，乙醇體積分數77.67%、提取時間81min、料液比1:20是黑米花色苷提取最佳工藝參數，在此條件下，測得黑米花色苷提取率為5.14%；蔡文韜等[3]采用乙酸水溶液浸提法，以黑米為主要原料，提取其中的花色苷，確定最佳工藝參數為乙酸濃度20%、料液比1:10、提取時間56min、提取溫度45℃，在此條件下，測得黑米花色苷含量為0.055482mg/g；侯召華等[4]提取黑米花色苷，確定提取最優條件為乙醇:水:鹽酸體積比50:50:0.5、提取溫度50℃、料液比1:10、提取時間60min，此條件下，黑米花色苷含量34.48mg/g。此提取方法溶劑消耗量較大、提取時間過長、回收成本高，現有許多新技術應用于花色苷提取。

(二)酶解法

酶解法是選擇適當的酶分解黑米組織，促使其釋放花色苷，此方法較為溫和，能有效提高黑米花色苷提取得率。趙月等[5]用復配生物酶法確定提取黑米花色苷最佳工藝條件為α-淀粉酶52U/g、纖維素酶480U/g、料液比1:30、pH6.5，酶解溫度50℃，酶解時間65min，在此條件下測得黑米花色苷含量209.06mg/100g。劉永吉等[6]利用響應曲面法對纖維素酶輔助乙醇浸提黑米皮花色苷提取工藝參數進行優化研究，確定黑米花色苷的工藝條件為纖維素酶2.0%、酶解溫度38.7℃、酶解時間128.8min、料液比為1:10、提取時間40min、提取溫度50℃，乙醇浸提液濃度80%，在此條件下，黑米花色苷提取量為21.9mg/g。

(三)超臨界CO2萃取法

超臨界CO2萃取法是對溫度和壓力均高于臨界點的流體進行物質分離的方法，擁有優良的滲透性與溶解能力。劉妍[1]預熱萃取釜和解析釜至38℃后，將黑米粉后置于超臨界萃取釜中，通入20kg/h CO2流，在壓力45MPa下超臨界萃取，3h后加入乙醇取出，得到了純度為86.8%的黑米花色苷原液。

(四)超聲波萃取法

超聲波提取法是利用超聲的熱效應、機械效應與“空化效應”，加速有效組分的釋放擴散，進而實現提取目的，此法在黃酮、多酚等成分的提取應用較多，具有時間短、效率高的優點。張吉祥等[7]通過超聲輔助提取法提取黑米花色素，確定最佳工藝條件為超聲時間50min、超聲功率250W、乙醇濃度80%，最優提取率4.5%，相較于索氏提取法，超聲波提取法提取率高出了近3倍。張志輝等[8]確定黑米色素的最優條件為超聲波功率280W、提取時間20min、乙醇濃度70%、溫度50℃、固液比1:20，在此條件下，測得黑米花色苷的含量為12.56mg/g。

二、黑米花色苷分離純化方法的研究

由于溶劑法提取黑米花色苷仍含有較多雜質、產品質量低、穩定性差，采用大孔樹脂分離純化黑米花色苷的方法已經成為主流。侯召華等[4]研究發現AB-8型大孔樹脂對黑米皮花色苷具有較好的吸附和解吸能力，洗脫劑為80%乙醇溶液，上樣流速為1BV/h，解吸流速為2BV/h；張晴[9]通過大孔吸附樹脂精制后，黑米花色苷純度遠高于國家標準，純化后黑米花色苷含量可達23.7%。陸海蓮等[10]利用AB-8大孔樹脂對黑米色素的粗提液進行純化，通過動態實驗和靜態實驗的吸附性能得出花色苷含量由原來的16.90mg/g提高到131.77mg/g。張名位等[11]通過靜態實驗與動態實驗的吸附性能比較，從8種吸附樹脂中篩選出來的對黑米皮中抗氧化活性物質的吸附性最好的是NKA-Ⅱ型樹脂，經NKA-Ⅱ型樹脂吸附分離后的總花色苷含量提高了4.01倍。

三、結語

黑米花色苷無毒、安全，具有良好的藥理和營養作用，在食品、藥品、化妝品等方面有著巨大的應用潛力，但國內對于黑米花色苷的應用還不成熟。提高黑米花色苷的提取率，能夠為黑米花色苷功能性產品開發利用提供基礎參考，對于花色苷生理功能、穩定性和降解特性的研究也具有深遠意義。