紫山藥中花青素的提取及復配菊花飲料研制

張凱文 何 萱 張甜甜 余意萍 張慧沖

（黃山學院生命與環境科學學院，安徽黃山 245041）

紫山藥是薯蕷科山藥屬植物，果肉為紫紅色，口感軟糯。其富含多種營養成分，有益于人體健康，也可作為保健品的原材料。其塊根中含有多種蛋白質、碳水化合物、各類維生素等，具有較高的食用價值[1]。另外，其塊根中還含有花青素[2]、薯蕷皂苷（天然的DHEA），具有較高的藥用價值。其中，紫山藥花青素屬于花色苷范疇，如果處于酸性環境中可呈紅色、深紅色，如若處于中性、堿性環境下難以被提取且存在較大的波動，因而花青素的顏色存在差異[3]。有學者指出，花青素存在較多的生理學功能，在清除自由基、抗氧化等方面具有一定的功效，且能夠有效保護肝臟、視力、心血管等[3-6]。

菊花是菊科植物菊的干燥頭狀花序，性微寒，味甘苦，同時具備良好的觀賞價值和醫用價值，是我國公布的第一批藥食同源植物[7-8]。《本草綱目》中提到，菊花能除風熱，清肝明目。目前，大量的醫學試驗證實，菊花中起有效保健作用的主要是黃酮類、萜類、脂肪酸類和微量元素等物質[9]。

隨著時代的發展，開發利用天然色素資源已成為目前食品行業關注的熱點。本文旨在從天然健康、簡便高效的角度出發，制造出顏色鮮艷具有菊花清香風味的復合型天然飲料。

1 材料與設備

1.1 試驗材料

供試材料為紫山藥，購于黃山市農戶；干制白菊，購于屯溪老街；蜂蜜，由福建百花化學股份有限公司提供。

試驗試劑包括無水乙醇、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸，均為分析純。試驗用水為去離子水。

儀器設備包括破壁機（荷蘭皇家飛利浦公司）、抽濾泵（鞏義市瑞德儀器設備有限公司）、加熱超聲波清洗機（上海聲彥超聲波儀器有限公司）、高速離心機（上海安亭科學儀器有限公司）、恒溫水浴鍋（江蘇杰瑞爾電器有限公司）、真空冷凍干燥機（寧波新芝生物科技股份有限公司）、旋轉蒸發儀（鄭州長城科工貿有限公司）、紫外分光光度計（上海奧譜勒儀器有限公司）、均質機（上海高致精密儀器有限公司）、開水壺（浙江蘇泊爾股份有限公司）、冰箱（浙江蘇泊爾股份有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 原料預處理。取表皮無損傷腐爛組織、大小適中、新鮮的紫山藥塊莖，清洗后帶皮切塊；反復用清水洗滌減少黏液，瀝干水分后全部用刀切成2～3mm薄片，并置于-20℃環境下保存；12 h后取出，借助真空冷凍干燥器進行干燥處理，經破壁機粉碎后過65目篩。在上述步驟的基礎上可初步獲得紫山藥干制粉末，密封放置在冰箱保存[10]。

1.2.2 花青素最佳提取條件。采用超聲波輔助有機溶劑提取的方法，超聲功率為150W，選擇乙醇溶液（含1%檸檬酸溶液）為本次試驗的提取劑。為確定花青素提取的最優條件，測定不同酸（1%檸檬酸溶液、1%酒石酸溶液、1%蘋果酸溶液）、水浴時間（0.5、1.0、1.5、2.0 h）、水浴溫度（40、50、60、70 ℃）、料液比（g/mL）（1∶30、1∶40、1∶50、1∶60）、乙醇濃度（30%、40%、50%、60%）5個因素對紫山藥花青素提取效果的影響。

精確稱取1.0 g紫山藥干制粉末放置于錐形瓶中，加入20 mL 50%乙醇溶液（含1%檸檬酸溶液）。充分混合后，在60℃溫水浴下浸提1 h，然后于4 000 r/min離心處理，依次進行抽濾、旋轉蒸發操作。提取液在50mL容量瓶中定容后，于525 nm下測定吸光值[11]。

1.2.3 花青素復配菊花飲料制備。參考文獻[12-15]的方法制備白菊浸提液，將白菊破碎后浸提，然后將多次提取的浸提液合并過濾，取清液密封放置于冰箱避光保存備用。白菊浸提液與純凈水以1∶10的比例混合，同時加入0.5%蜂蜜、0.2%檸檬酸、4%蔗糖以增添風味，加入0.3%紫山藥花青素提取液后均質，使料液混合均勻顏色一致，如液體渾濁可以二次過濾。采用巴氏消毒法，以防止花青素受高熱變色。待料液冷卻至50℃后裝罐密封。

1.2.4 花青素復配菊花飲料感官評定。從色澤質地、產品風味、口感等方面對成品進行感官評價，滿分10分。總分8.5～10.0分，評價等級為優；總分6.0～8.5分，評價等級為良；總分≤6.0分，評價等級為差。具體感官評價標準見表1。

1.3 數據處理

用Excel2017軟件進行數據分析處理和作圖。

2 結果與分析

2.1 花青素最佳提取條件確定

2.1.1 不同酸對花青素提取效果的影響。以檸檬酸、酒石酸、蘋果酸3種酸來做比較，通過試驗可知，檸檬酸的效果最好，可能是由于檸檬酸中含有3個羧基能更好地參與反應；同時檸檬酸具有抑制細菌和護色的作用，能更好地穩定紫山藥中的花青素。加之檸檬酸在食品工業中有著廣泛的應用。因此，本試驗選取加入1%檸檬酸溶液作為提取劑。

2.1.2 乙醇體積分數對花青素提取效果的影響。從圖1可以看出，乙醇體積分數能在一定程度上決定著花青素的提取量。其中：當乙醇體積分數為40%～60%時，花青素吸光值呈現隨乙醇體積分數增加而不斷增大的趨勢；60%時達到最理想的狀態；但超出60%時，花青素吸光值有所降低。

2.1.3 料液比對花青素提取效果的影響。從圖2可以看出，料液比在 1∶30、1∶40、1∶50 范圍內，其吸光值不斷增大。當料液比為1∶50時，吸光值達峰值，花青素提取效果最好。

2.1.4 水浴溫度對花青素提取效果的影響。從圖3可以看出：水浴溫度低于60℃時，隨溫度升高吸光值呈不斷增長趨勢；60℃時，提取效果最佳；在超出60℃后，吸光值大幅度減小，可能是因為長時間高溫造成花青素部分分解從而導致數值變化。

2.1.5 水浴時間對花青素提取效果的影響。從圖4可以看出：當水浴時間在1 h時，其吸光值最高；當水浴時間繼續增加，吸光值顯著降低，可能是因為長時間水浴造成花青素氧化和分解。

2.2 花青素復配菊花飲料感官評定

從色澤質地、產品風味、口感等方面對成品進行感官評價，成品得分在8分左右。

3 結論

紫山藥中花青素的最佳提取條件：1%檸檬酸、乙醇體積分數 60%、料液比（g/mL）1∶50、水浴溫度60℃、水浴時間1 h。在白菊浸提液中添加0.3%紫山藥花青素提取液，同時加入0.5%蜂蜜、0.2%檸檬酸、4%蔗糖以增添風味，得到的花青素復配菊花飲料感官評分為8分左右。