微波輔助法提取紫甘薯中的原花青素及含量的測定

蔡吉清 李秀玲

（浙江大學化學系，浙江 杭州 310058）

食用色素是用于食品工業(yè)，以改善色澤，促進食欲，提高商品價值的一類食品添加劑。近年來，隨著人們對人工合成色素危害性的認識，許可使用的人工合成色素種類趨于減少。與合成色素相比，天然色素一般從植物組織中提取出來的，因而它比較安全，色澤淺淡。植物食用天然色素分為脂溶性和非脂溶性兩類，其中僅植物非脂溶性天然色素就達10余種。紫甘薯中所含有的紫甘薯色素是一種天然食用非脂溶性紅色素。［1～3］許多天然色素本身就是人體需要的物質并兼有營養(yǎng)的效果，有的還有一定的藥理作用。

國外研究表明，原花青素有強抗氧化能力，對心血管疾病療效顯著。原花青素還具有預防高血壓、防止動脈粥樣硬化、抗血栓、抗菌、抗炎、抗腫瘤、抗突變，保護腎臟及皮膚保健及美容等功能，對糖尿病及視網(wǎng)膜病也有一定療效，是一種頗具開發(fā)前景的保健品［4～5］。微波提取具有設備簡單、適用范圍廣、萃取效率高、重現(xiàn)性好、節(jié)省時間、節(jié)省試劑、污染小等特點。而用微波輔助法提取的紫甘薯花青素作為一種天然食用色素，安全、無毒、無異味、色彩鮮艷、資源豐富，與其它同類色素相比性質較穩(wěn)定，而且具有一定的營養(yǎng)和藥理作用，在食品、飲料、化妝品、醫(yī)藥方面有著較大的應用潛力［5］。本實驗采取微波輔助法提取紫甘薯中的原花青素，并對其含量進行了測定。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

（1）材料：甘薯粉，莧菜紅，鹽酸（HCl），乙醇（CH3COOH）

（2）儀器：P7023TP-KT型格蘭仕微波爐（中國格蘭仕電器公司），722型可見分光光度計（上海光譜儀器有限公司），pHS-3C型數(shù)字酸度計（杭州東星儀器設備廠），SHB-B95型循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長城科教儀器有限公司），恒溫水浴鍋。

1.2 方法

（1）稱取1.00g（準確至0.01g）甘薯粉。按1：70（g：mL）的料液，加入體積分數(shù)為50％的乙醇溶液，加入6mol·L-1鹽酸0.75mL，微波功率設置為中低火，處理70s后，趁熱抽濾浸提液，定容至100mL。在520nm處測定濾浸提液的吸光度。

（2）稱取1.000g（準確至0.001g）莧菜紅，稀釋至1000mL。從中分別移取0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、2.50mL、3.00mL、3.50mL，移至100mL容量瓶中，定容。再在λ=520nm處測定吸光度值。

2 結果與分析

2.1 提取劑的選擇

提取花青素有多種方法，一般使用純水、無機酸、有機酸、酸的醇溶液為提取劑。在相同條件下，酸化甲醇提取效果最好，但甲醇揮發(fā)性強，又有一定毒性，不宜用作天然色素提取劑。稀鹽酸和稀檸檬酸提取效果次之，它們對應的產(chǎn)率相近，但檸檬酸作為提取劑時，在微波加熱下提取效果較差。由于介電常數(shù)大的體系更適宜于用微波處理，而鹽酸的介電常數(shù)大于檸檬酸，所以以檸檬酸作為提取劑的效果較明顯。本實驗體系選用鹽酸的乙醇溶液為提取液。

2.2 乙醇體積分數(shù)的確定

在微波處理條件下，乙醇的浸提效果優(yōu)于純水溶劑。以50％的乙醇浸提原花青素量最高。這是因為乙醇對原花青素的溶解度比水大，在浸泡過程中，乙醇等有機溶劑對細胞的破壞作用也比水強，在微波場中這種差異更加明顯。

2.3 料液比的確定

按實驗方法，取1：40、1：50、1：60、1：70、1：80、1：90、1：100的料液比（g：mL）加入體積分數(shù)50％的乙醇。隨著料液比的增大，原花青素浸提量逐漸增大，但到一定程度時，浸提量有所下降，最佳料液比為1：70。這是由于大量溶劑吸收了微波致使提取溫度降低導致的。

2.4 微波處理時間的確定

微波處理時間加長，加速了紫色甘薯原花青素的浸提。但是，隨著時間的增加，微波的高效加熱使提取劑溫度迅速接近易使花青素分解的溫度（溫度在70℃～80℃）。目前花青素的各種提取方法，提取溫度均控制在70℃以下。微波處理70s后提取液溫度略高于70℃，超過70s，糊化現(xiàn)象出現(xiàn)機率很高，使提取劑和廢渣難以通過抽濾分離，浸提量反而下降，這可能是隨著微波處理時間的延長，使料液溫度增高，低聚原花青素被破壞。因此，確定微波處理時間為70s。

2.5 標準曲線的繪制

根據(jù)國內(nèi)外常用做法，以合成莧菜紅為基準物質來計算其絕對含量。具體方法是：取1.000g（準確至0.001g）莧菜紅，稀釋至1000mL。從中分別移取0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、2.50mL、3.00mL、3.50mL，移至100mL容量瓶中，定容。依據(jù)紫色甘薯花青素和莧菜紅的最大吸收波長都為520nm，在λ=520nm處測吸光度值，標準曲線見圖1。得到回歸方程Y=41.78X+1.2272（Y：ppm濃度；X：吸光度值）。

圖1 莧菜紅濃度-吸光度標準曲線Fig.1 The standard curve of Amaranth concentrationabsorbance

2.76 原花青素浸提量的計算

根據(jù)回歸方程Y=41.78X+1.2272計算出提取液濃度，再算出提取產(chǎn)率（mg/g）=Y×V×W-1×1000-1（W：樣品質量g；V：提取液體積mL）。

3 結論

綜上所述，微波輔助浸提紫色甘薯原花色素的最佳提取條件為：鹽酸的50％乙醇溶液，按1：70的料液比，微波處理70s。在此最佳實驗條件下，原花青素浸提量為0.96mg/g。此法具有重現(xiàn)性好、污染小、節(jié)省時間等優(yōu)點。

［1］閻炳宗.我國天然色素的現(xiàn)狀及發(fā)展方針［J］.中國食品添加劑，1999，（2）：49-51.

［2］劉志皋，凌關庭，劉蓮芳.食品添加劑手冊［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，1996，105-110.

［3］陸國權，李秀鈴.紫甘薯紅色素與其他同類色素的穩(wěn)定性比較［J］.浙江大學學報（農(nóng)業(yè)與生命科學版），2001，27（6）：635-638.（in Chinese）.

［4］陸國權.紫心甘薯的理化品質及其加工適應性研究［J］.中國糧油學報，2000，15（2）：45.

［5］劉葉玲，王春波.原花青素的研究進展［J］.社區(qū)醫(yī)學雜志，2004，2（6）：28.

［6］李鳳英，崔蕊靜，李春華.采用微波輔助法提取葡萄籽中的原花青素［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2005，31（1）：39.