梔子黃色素浸提工藝參數的優化

羅義發 田妍基 周三女 潘斌 施滿容 劉麗清

摘要：本試驗研究了以閩東福鼎的梔子為原料，探討常規乙醇浸提和超聲輔助浸提對梔子黃色素提取效果的影響，超聲輔助浸提所得到的梔子黃色素提取液的OD值指標優于常規乙醇浸提，其中，浸提溫度40℃、液固比5∶1、浸提時間50min、乙醇濃度60%、超聲功率60%的超聲輔助浸提法，因有利于節省時間、能源和成本，為最優提取方法。

關鍵詞：梔子；梔子黃色素；常規乙醇浸提；超聲輔助提取

梔子黃色素是從梔子的果實中提取的天然色素，是一種橙色、極易溶于水的粉末，其主要成分是類胡蘿卜素類的藏花素和藏花酸。從梔子果實中提取分離出梔子黃色素的浸提法中，采取傳統的水提法提取的效率很低，而且提取物中含有很多的多糖類物質，所以經常需加入甲醇、乙醇、丙酮等溶劑來強化提取，相應的提取方法有水提法、醇提法、微波法、超聲波法、膜分離技術等。本研究以閩東福鼎的梔子為原料，采用乙醇作為提取溶劑，探討常規溶劑浸提和超聲輔助浸提對梔子黃色素提取效果的影響，旨在開發低成本、無環境污染的梔子黃色素提取新工藝，為梔子黃色素的制備和產業化提供科學依據和生產指導。

1. 材料與方法

1.1 材料及試劑

供試材料采自福建省福鼎市貫嶺鄉梔子栽培基地，選擇大小均勻、色澤一致、無病蟲、無損傷的健康梔子果實，果實粉碎后，在干燥條件下保存備用。乙醇為分析純。

1.2 儀器與設備

UV-1750紫外可見分光光度計（島津儀器（蘇州）有限公司）；XMTE-8112電熱恒溫水浴鍋（上海精宏實驗設備有限公司）；S22H超聲波清洗機（致微（廈門）儀器有限公司）；BS210S電子天平（北京賽多利斯儀器系統有限公司）；HR2827飛利浦攪拌機（飛利浦家庭電器有限公司）；Neofuge13R高速冷凍離心機（上海力申科學儀器有限公司）。

1.3 試驗設計

1.3.1 梔子黃色素乙醇浸提工藝參數優化在單因素預試驗的基礎上，取1g的梔子粉，根據L9（34）正交試驗設計方案，研究浸提溫度（A）、乙醇濃度（B）、液固比（C）、提取時間（D）等浸提條件對梔子黃色素提取效果的影響，試驗因素和水平的設計見表1。梔子粉末經過乙醇溶液浸提后離心，UV-1760型分光光度計測定上清液在440nm波長處的吸光值A440，以確定出最優的梔子黃色素乙醇浸提工藝參數。

1.3.2 超聲輔助浸提梔子黃色素工藝參數優化在單因素試驗的基礎上，取1g的梔子粉，根據L16（45）正交試驗設計方案，研究浸提溫度（A）、液固比（B）、超聲功率（C）、乙醇濃度（D）、浸提時間（E）等提取條件對梔子黃色素浸提效果的影響，試驗因素和水平的設計見表1。梔子粉經過超聲輔助乙醇溶液浸提后離心，UV-1760型分光光度計測定上清液在440nm波長處的吸光值A440，以確定出最優的超聲輔助乙醇浸提梔子黃色素工藝參數。

1.3.3 梔子黃色素常規乙醇浸提和超聲輔助浸提最優工藝比較以常規乙醇浸提和超聲輔助浸提最優浸提工藝下連續三次浸提的梔子黃色素提取液為材料，測定提取液的OD值。

2. 結果與分析

2.1 梔子黃色素乙醇浸提工藝參數優化

梔子黃色素乙醇溶液浸提的正交試驗結果見表3。由極差分析可以看出，影響乙醇溶液浸提梔子黃色素的各因素主次順序為：液固比（C）>乙醇濃度（B）>浸提時間（D）>浸提溫度（A），最佳組合為A2B2C1D2，即乙醇濃度70%，提取溫度40℃，提取時間3h，液固比5∶1。

2.2 超聲輔助乙醇浸提梔子黃色素工藝參數優化

超聲輔助乙醇溶液浸提梔子黃色素的正交試驗結果見表4。由極差分析可以看出，影響超聲輔助乙醇溶液浸提梔子黃色素的各因素主次順序為：液固比（B）>乙醇濃度（D）>浸提時間（E）>超聲功率（C）>浸提溫度（A），最佳組合為A2B1C2D2E3，即浸提溫度40℃，液固比5∶1，超聲功率60%，乙醇濃度60%，浸提時間50min。

2.3 梔子黃色素常規乙醇浸提和超聲輔助浸提最優工藝比較

分別采用最優工藝條件提取梔子黃色素，比較兩種浸提方法所提取的梔子黃色素溶液的相關指標，結果見表5。由表5可見，超聲輔助浸提所得到的梔子黃色素提取液的OD值指標均優于常規乙醇浸提。超聲輔助浸提更能為后續工序節約時間、能源和成本。因此，今后的研究開發及生產中，選用超聲輔助浸提提取梔子黃色素為最佳工藝選擇。

3.結論

本試驗研究了以閩東福鼎的梔子為原料，探討常規乙醇浸提和超聲輔助浸提對梔子黃色素提取效果的影響，超聲輔助浸提所得到的梔子黃色素提取液的OD值指標優于常規乙醇浸提。其中，浸提溫度40℃、液固比5∶1、浸提時間50min、乙醇濃度60%、超聲功率60%的超聲輔助浸提法，因有利于節省時間、能源和成本，為最優提取方法。

作者簡介：

羅義發（1977-），男，漢族，福建清流人，寧德職業技術學院生物技術系，碩士研究生，講師、工程師，主要從事植物中有效成分的提取分離、微生物轉化、微生物發酵的研究。

基金項目：

福建省中青年教師教育科研項目立項項目（科技類）（JAT171135）；寧德市科技計劃項目（20170072）；寧德職業技術學院育苗基金項目（YM2016ZR03）資助項目。