雞血藤紅色素提取工藝研究

張 凌，曹蘭蘭，黃媛媛，王燕霞

（江西中醫(yī)學(xué)院，江西南昌 330004）

雞血藤紅色素提取工藝研究

張 凌，曹蘭蘭，黃媛媛，王燕霞

（江西中醫(yī)學(xué)院，江西南昌 330004）

研究雞血藤紅色素溶劑提取法的最佳提取工藝。以提取液在460nm波長(zhǎng)處的吸光值為考察指標(biāo)，在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，考察提取溫度、提取時(shí)間、液料比、溶劑pH對(duì)色素提取效果的影響。結(jié)果表明：液料比是影響色素提取效果的主要因素；溶劑浸提法的最佳提取條件為提取溫度60℃、時(shí)間120min、液料比30∶1、pH2的60%乙醇溶液，最佳提取次數(shù)為3次。在此工藝條件下，雞血藤紅色素提取率為96.7%。該提取工藝穩(wěn)定，可用于雞血藤紅色素的提取。

雞血藤，紅色素，提取工藝，正交實(shí)驗(yàn)

色素是添加劑的重要組成部分，但隨著科學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)有些合成色素對(duì)人體產(chǎn)生致畸、致癌作用，挪威、美國(guó)、日本等歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家已全面禁用在食品中使用合成色素[1-2]；而天然色素安全無(wú)毒，符合人們的生理需求，有些天然色素還具有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值或藥理作用[3]，因此，天然色素越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞。雞血藤（M illettia dielsiana）為豆科植物密花豆Spatholobus suberectus Dunn的干燥藤莖，主產(chǎn)于廣西、云南、貴州、福建等地，其橫切面呈紅棕色，新鮮植物在切斷時(shí)流出大量紅棕色的液體，干燥藥材其橫切面呈紅棕色，具有治療血虛萎黃、麻木癱瘓、風(fēng)濕痹痛等癥[4]。有研究表明雞血藤當(dāng)中存在可以增色的物質(zhì)[5]，但對(duì)雞血藤紅色素提取工藝研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以酸性乙醇為提取溶劑，對(duì)雞血藤紅色素提取工藝進(jìn)行了較詳細(xì)的研究。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雞血藤 由安徽亳州科輝藥業(yè)公司提供，將其粉碎備用；無(wú)水乙醇、石油醚、鹽酸、乙酸乙酯、甲醇、丙酮 均為分析純，自制雙蒸水。

UV-2102 PC型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海尤尼柯儀器有限公司；pHS-3C精密PH計(jì) 上海雷磁儀器廠；HH-S數(shù)顯恒溫水浴鍋 江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；萬(wàn)能粉碎機(jī) 天津市泰斯特儀器廠；ZK-82B真空干燥箱 上海市實(shí)驗(yàn)儀器廠；RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、循環(huán)水真空泵 上海亞榮生化儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 雞血藤紅色素的提取 準(zhǔn)確稱取2.0g雞血藤粉于錐形瓶中，加入50m L提取溶劑，調(diào)pH，水浴恒溫提取一定時(shí)間，取出，抽濾去渣，得紅色素溶液，稀釋至250m L，測(cè)定吸光值，濾液減壓濃縮，將雞血藤紅色素進(jìn)行減壓干燥，得色素粉末。

1.2.2 雞血藤紅色素提取溶劑的選擇 準(zhǔn)確稱取2.0g雞血藤粉末9份于錐形瓶中，分別加入雙蒸水、無(wú)水乙醇、75%乙醇、鹽酸-乙醇、1mol/L鹽酸、乙酸乙酯、甲醇、丙酮、石油醚各50m L，在60℃水浴回流提取45m in，抽濾收集濾液，稀釋至250m L，分別用不同的提取液做空白，在紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)中掃描其吸收光譜，根據(jù)吸光值的大小確定最佳提取溶劑。

1.2.3 雞血藤紅色素的光譜特征 以酸性乙醇為提取劑的雞血藤紅色素溶液，在400～700nm波長(zhǎng)下進(jìn)行掃描，確定最大吸收波長(zhǎng)。

1.2.4 單因素實(shí)驗(yàn) 在其他相同的提取條件下，以提取液吸光值為考察指標(biāo)，分別考察乙醇濃度（40%、50%、60%、70%、80%）、溶劑pH（1、2、3、4、5）、提取時(shí)間（30、60、90、120、150m in）、提取溫度（40、50、60、70、80℃）、液料比（10∶1、30∶1、50∶1、70∶1、90∶1m L/g）對(duì)雞血藤紅色素提取效果的影響。

1.2.5 正交實(shí)驗(yàn) 在單因素的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行L9（34）的四因素三水平正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步優(yōu)化提取條件，實(shí)驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test

1.2.6 提取級(jí)數(shù)的確定[6]按正交實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化條件對(duì)雞血藤紅色素進(jìn)行反復(fù)提取，至提取液呈無(wú)色，收集提取液，測(cè)定各次提取液體積（V）及吸光度值（A），將各次提取液合并得總體積（Va）以及總吸光值（Aa），提取率按如下公式計(jì)算：提取率=A×V/﹙Va×Aa﹚×100%，確定最佳提取次數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 最佳提取溶劑的選擇

由1.2.2的實(shí)驗(yàn)方法，測(cè)定最大吸收值及波長(zhǎng)，結(jié)果見(jiàn)表2。從表2看出，酸性乙醇對(duì)雞血藤紅色素提取效果最好，其提取液顏色為玫紅色，吸光值為0.894，因此選擇酸性乙醇為最佳提取溶劑。

表2 雞血藤紅色素提取溶劑的優(yōu)選Table 2 The optimum extraction solventof red pigment from Millettia dielsiana

2.2 雞血藤紅色素的光譜特征

從圖1可以看出，以鹽酸－乙醇作提取劑得到的色素溶液紫外最大吸收在460nm附近，因此選擇在460nm處測(cè)定吸光值，考察各因素對(duì)雞血藤紅色素的提取效果。

圖1 雞血藤紅色素的吸收光譜圖Fig.1 Absorption spectrum of the red pigment from millettia dielsiana

2.3 單因素實(shí)驗(yàn)

2.3.1 乙醇濃度對(duì)雞血藤紅色素提取效果的影響

按1.2.1的實(shí)驗(yàn)方法，固定提取溫度60℃，提取時(shí)間90min，液料比30∶1，pH 3，在乙醇濃度40%～80%范圍內(nèi)，以相應(yīng)的提取溶劑作空白，于460nm處測(cè)定吸光值，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 乙醇濃度對(duì)色素提取的影響Fig.2 Effectof alcohol concentration on extraction of pigment

由圖2可以看出，乙醇濃度為60%時(shí)，吸光值最大，提取效果最好，當(dāng)繼續(xù)增大乙醇濃度時(shí)，其吸光值下降，因此60%乙醇提取效果最好。

2.3.2 溶劑pH對(duì)雞血藤紅色素提取效果的影響 按1.2.1的實(shí)驗(yàn)方法，固定乙醇濃度60%、提取溫度60℃、提取時(shí)間90m in、液料比30∶1、在pH 1～5范圍內(nèi)，以60%乙醇作空白，于460nm處測(cè)定吸光值，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 pH對(duì)色素提取的影響Fig.3 Effectof pH on extraction of pigment

由圖3可以看出，隨提取溶劑pH升高，其溶液的吸光值呈先上升后下降的趨勢(shì)，在pH 3時(shí)，吸光值達(dá)到最大，當(dāng)pH大于3后，吸光值逐漸下降，這可能由于pH的變化引起結(jié)構(gòu)變化有關(guān)，所以本實(shí)驗(yàn)選擇pH3的提取溶劑。

2.3.3 提取時(shí)間對(duì)雞血藤紅色素提取效果的影響按1.2.1的實(shí)驗(yàn)方法，固定乙醇濃度60%、提取溫度60℃、液料比30∶1、pH 3、在提取時(shí)間30～150m in范圍內(nèi)，以pH3的60%乙醇作空白，于460nm處測(cè)定吸光值，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 提取時(shí)間對(duì)色素提取的影響Fig.4 Effect of extraction time on extraction of pigment

由圖4可以看出，提取時(shí)間在90m in時(shí)，提取效果最好，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)色素提取率有逐漸下降的趨勢(shì)，可能由于時(shí)間過(guò)長(zhǎng)色素遭到破壞的緣故，所以本實(shí)驗(yàn)選90m in為提取時(shí)間。

2.3.4 提取溫度對(duì)雞血藤紅色素提取效果的影響按1.2.1的實(shí)驗(yàn)方法，固定乙醇濃度60%、提取時(shí)間90m in、液料比30∶1、pH 3、在提取溫度40～80℃范圍內(nèi)，以pH3的60%乙醇作空白，于460nm處測(cè)定吸光值，結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 提取溫度對(duì)色素提取的影響Fig.5 Effectof extraction temperature on extraction of pigment

從圖5可以看出，提取率隨溫度升高而呈上升趨勢(shì)，但當(dāng)溫度達(dá)到70℃后，提取液就會(huì)出現(xiàn)明顯的渾濁，可能是由于高溫條件下雜質(zhì)進(jìn)一步產(chǎn)生，且持續(xù)高溫加熱也對(duì)色素產(chǎn)生不利影響，所以后續(xù)實(shí)驗(yàn)選用60℃作為提取溫度。

2.3.5 液料比對(duì)雞血藤紅色素提取效果的影響 按1.2.1的實(shí)驗(yàn)方法，固定乙醇濃度60%、提取時(shí)間90m in、溫度60℃、pH3、在液料比10∶1～90∶1范圍內(nèi)提取，以pH3的60%乙醇作空白，于460nm處測(cè)定吸光值，結(jié)果見(jiàn)圖6。

由圖6可以看出，液料比對(duì)提取效果影響較大，隨液料比的增大，吸光值逐漸升高，考慮到液料比的增加會(huì)使溶劑消耗量增加，成本增加，綜合考慮，本實(shí)驗(yàn)采用液料比為50∶1（m L/g）作為最佳液料比。

圖6 液料比對(duì)色素提取的影響Fig.6 Effect of the ratio of solvent and material on extraction of pigment

2.4 正交實(shí)驗(yàn)

2.4.1 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及極差分析 按表1正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，固定提取次數(shù)為一次，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 雞血藤紅色素提取的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of orthogonal testof red pigment extraction from Millettia dielsiana

由表3極差分析結(jié)果可以看出，在傳統(tǒng)溶劑提取溫度﹙A﹚、液料比﹙B﹚、提取時(shí)間﹙C﹚、pH﹙D﹚4個(gè)影響因素中，對(duì)雞血藤紅色素提取率影響大小順序?yàn)椋築＞D＞A＞C，即最佳提取條件為：A2B1C3D1，即所用乙醇濃度為60%，液料比30∶1，提取時(shí)間120m in，pH 2，此時(shí)提取效果最好。

2.4.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方差分析 對(duì)表3正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表4所示。

表4 方差分析結(jié)果Table 4 The resultof Variance analysis

由表4方差分析可知，液料比對(duì)雞血藤紅色素提取效果有顯著性意義（P＜0.05），其余為不顯著因素，綜合各因素考慮，最佳工藝條件確定為：A2B1C3D1，即在提取溫度60℃，液料比30∶1，提取時(shí)間120m in，溶劑pH2的條件下提取。

2.5 提取次數(shù)的確定

按正交實(shí)驗(yàn)的最佳提取方案A2B1C3D1，按1.2.6所述方法，計(jì)算提取率，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 提取次數(shù)對(duì)提取率的影響Table 5 Effectof extracting times on extraction

由表5可知，提取3次時(shí)，提取率達(dá)95%以上，可以將絕大部分色素溶出，所以最佳提取次數(shù)確定為3次。

3 結(jié)論

3.1 通過(guò)單因素及正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定雞血藤紅色素的最佳提取條件為：pH 2的60%乙醇，提取溫度60℃，提取時(shí)間120m in，液料比30∶1，最佳提取次數(shù)為3次，在此提取條件下雞血藤紅色素的提取率達(dá)96.7%。

3.2 采用傳統(tǒng)溶劑法提取雞血藤紅色素時(shí)，液料比對(duì)雞血藤紅色素提取率影響最為顯著，其次是pH與提取溫度，提取時(shí)間無(wú)顯著性影響，所以為保證紅色素的得率，在提取時(shí)應(yīng)對(duì)各工藝參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)控。

3.3 理論上提取時(shí)間的延長(zhǎng)可使組織細(xì)胞膨脹，細(xì)胞間隙變大，加速細(xì)胞內(nèi)外液動(dòng)態(tài)交換而有利于色素的提取，但本實(shí)驗(yàn)表明，提取時(shí)間延長(zhǎng)反而使色素得率下降，可能是由于離開(kāi)了護(hù)色基團(tuán)的保護(hù)而使其分解所致，具體原因還有待進(jìn)一步探討。

[1]劉曉庚，黃敏，周家蓉.對(duì)我國(guó)林產(chǎn)天然食用色素研究與開(kāi)發(fā)的思考[J].江西林業(yè)科技，2000（4）：40-43.

[2]吳晶，黃瀾，呂圭源.天然色素的藥理作用研究概況[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2005，16（9）：915-916.

[3]趙云霞.桑葚紅色素的提取純化及性質(zhì)研究[D].鎮(zhèn)江：江蘇大學(xué)，2008.

[4]陳曉軍.雞血藤的藥理作用研究綜述[J].中國(guó)民族民間醫(yī)藥，2009（11）：3-5.

[5]傅建軍，張建新.雞血藤對(duì)金魚(yú)增色作用的研究[J].獸藥與飼料添加劑，2008，13（5）：4-8.

[6]段江蓮，徐建國(guó).桑葚果渣中桑葚紅色素的提取工藝研究[J].食品科技，2007（1）：134-136.

Study on extraction of Millettia dielsiana red pigment

ZHANG Ling，CAO Lan-lan，HUANG Yuan-yuan，WANG Yan-xia

（JiangxiUniversity of Traditional Chinese Medicine，Nanchang 330004，China）

To study the op timum extraction method of Millettia dielsiana red p igment by solvent method，at 460nm，using the absorbanceas as the inspect index，on the basis of sing le factor tests，orthogonal test was carried out to investigate the effects of extraction temperature，extraction time，the ratio of solvent to material and the extraction pH on extrac tion result.The results showed that the ratio of solvent to material was chief fac tors for the extraction of the p igment.The op timum extrac tion cond ition were ob tained as follows：extraction tem perature 60℃，extraction time 120m in，ratio of solvent to material 30∶1，pH2 of 60%ethanol，extraction times was 3.Under the op timum parameters，the extraction rate reached 96.7%.Conc lusion：The extraction method could be used for the extrac tion of the Millettia dielsiana red p igment.

Millettia dielsiana；red p igment；extrac ting method；orthogonalexperiment

TS201.1

B

1002-0306（2012）09-0253-04

2011－06－13

張凌（1962-），女，學(xué)士，教授，研究方向：藥物成分提取分離分析。

江西省自然基金課題（2009GZY0093）。