紅肉火龍果果酒渣中花青素提取工藝研究

何際嬋++董志超

摘 要 研究了提取紅肉火龍果果酒渣中花青素的乙醇（提取溶劑）濃度（體積分數(shù)）、溫度、pH、液料比對花青素提取率的影響。在單因素試驗條件下，采用正交試驗方法對提取過程的工藝條件進行優(yōu)化，確定提取紅肉火龍果果酒渣中花青素提取的最佳工藝參數(shù)為提取溫度50℃、乙醇濃度50%、液料比1∶20、pH值為2。

關(guān)鍵詞 火龍果 ；果酒渣 ；花青素 ；正交試驗

中圖分類法 TS255.36 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.11.016

Extraction Technology of Anthocyanin from Red Pitaya Wine Lees

HE Jichan DONG Zhichao

（Tropical Crops Genetic Resources Institute， CATAS， Danzhou， Hainan 571737）

Abstract The effect of extracting solvent concentration，temperature，pH and solid-liquid ratio on extraction rate of anthocyanidin were analyzed. Under the condition of single factor experiment， the extraction technique parameters were optimized with orthogonal test，the optimal extracting technique parameters of Pitaya wine lees anthocyanidin were determined as follows： The ethanol concentration was 50%， the temperature was 50℃， the solid-liquid ratio was 1 ： 20， the pH was 2.

Keywords Pitaya ； wine lees ； anthocyanidin ； orthogonal test

花青素又稱花色素，是一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，有抗氧化、抗自由基、抗衰老的作用。近年來，天然色素以其安全且具有多種生理功能和藥理活性而日益受到人們的青睞，被廣泛應(yīng)用于食品、化妝品生產(chǎn)[1-2]?；瘕埞≒itaya）為仙人掌科（Cactaceae）量天尺屬[Hylocereus （A. Berger） Britton et Rose]的果用栽培品種[3]，火龍果按其果皮果肉的顏色可分為紅皮白肉、紅皮紅肉、黃皮白肉3個品種，其中的紅肉火龍果[Hylocereus monacanthus （Lemaire） Britton et Rose]因含有大量豐富的花青素而被用于多種加工[4-5]。而在火龍果果酒的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的果酒渣多被當作廢棄物丟掉，在被丟棄的果酒渣中往往含有大量的花青素，一定程度上造成資源浪費。本實驗以紅肉火龍果果酒生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄果酒渣為原料，提取其中的花青素，采用單因素試驗和正交試驗優(yōu)化火龍果果酒渣中花青素的提取工藝，加強對火龍果加工廢棄物的綜合利用，并為紅肉火龍果果酒渣中花青素的工業(yè)化生產(chǎn)提供有一定的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

紅肉火龍果果酒渣，自制；UV2400紫外分光光度計，上海宇恒儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 花青素含量測定

參照朱敏等的方法[6]測定。

1.2.2 紅肉火龍果果酒渣制備工藝路流程

紅肉火龍果→去皮→果肉打碎→果汁調(diào)整（糖度）→酵母接種→酒精發(fā)酵→過濾→紅肉火龍果果酒渣。

1.2.3 單因素試驗

分別以不同的提取時間、提取溫度、液料比、濃度（體積分數(shù)，下同）的乙醇提取劑作為影響因素，考察其對紅肉火龍果果酒渣中花青素提取率的影響。

1.2.4 正交試驗

在單因素實驗結(jié)果基礎(chǔ)上，以乙醇提取劑濃度、pH、液料比、提取溫度4個因素進行正交試驗、以花青素吸光度為指標，優(yōu)化紅肉火龍果果酒渣中花青素提取工藝。因素水平見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 乙醇提取劑濃度對花青素提取率的影響

分別以不同濃度（體積分數(shù)，下同）的乙醇作為提取溶劑。提取條件：提取液的pH為2，固液比1∶10，提取時間2 h，提取溫度50℃。結(jié)果見圖1。

由圖1可知，不同濃度的乙醇溶液提取花青素時，隨著乙醇濃度的升高，花青素的吸光度先升后降，在乙醇的濃度為50%的時候，花青素的吸光度逐漸降低。由此可見，當乙醇濃度為50%的時候，提取花青素的含量為最多，所以選擇50%的乙醇溶液作為提取花青素溶劑。

2.1.2 溶劑的pH值對花青素提取率的影響

分別以不同pH值的50%乙醇作為提取溶劑。提取條件：固液比1∶10，提取時間1 h，提取溫度50℃。結(jié)果見圖2。

由圖2可知，隨著pH值的升高，花青素的吸光度先升后降，在pH值為2時，花青素的吸光度為最大，故選擇pH 2為提取花青素的最佳pH值。

2.1.3 液料比對花青素提取率的影響

選用pH值為2的50%乙醇溶液作為提取劑，提取時間為2 h，提取溫度為50℃的條件下，研究不同液料比對花青素提取率的影響。結(jié)果見圖3。

由圖3可知，隨著液料比的升高，花青素的吸光度呈現(xiàn)先升后降的趨勢，在液料比為1∶20的時候，花青素的吸光度為最大，說明當液料比為1∶20的時候，花青素的提取率已達到最大，如果加大提取劑的用量，反而稀釋了粗提液的濃度，吸光度反而下降。故提取液液料比為1∶20時提取花青素的效果最好。

2.2.4 提取溫度對花青素提取率的影響

選用pH值為2的50%乙醇溶液作為提取劑，液料比為1∶20，提取時間為2 h的條件下，研究不同提取溫度對花青素提取量的影響，結(jié)果見圖4。

由圖4可知，當溫度低于50℃時，花青素的吸光度隨著溫度的升高而增加，但當溫度超過50℃時，花青素的吸光度卻隨著溫度的升高反而下降。說明提取花青素的最佳溫度為50℃。

2.1.5 提取時間對花青素提取率的影響

選用pH值為2的50%乙醇溶液作為提取劑，液料比為1∶20，提取溫度為50℃的條件下，研究不同提取時間對花青素提取量的影響，結(jié)果見圖5。

由圖5可知，隨著提取時間的增加，花青素的吸光度也在增加，但超過2 h時，花青素的吸光度變化量不大，從經(jīng)濟效益考慮，提取時間為2 h為最佳。

2.2 火龍果果酒渣中花青素提取工藝的正交試驗

正交實驗結(jié)果如表2。

由表2直觀分析可知，對花青素吸光度的主要影響因素為C液料比，其次為提取使乙醇的濃度。由方差分析的結(jié)果（表3）可知，液料比和乙醇濃度對花青素的吸光度有顯著性差異，而提取溫度和pH值有差異。因此，結(jié)合單因素試驗，確定火龍果果酒渣中花青素提取的最佳工藝為A2B2C2D2，即提取溫度50℃、乙醇濃度50%、液料比1∶20、pH值為2。

3 結(jié)論與討論

（1）火龍果富含天然紅色素，從皮到肉顏色呈玫瑰紅到紫紅色，是天然色素提取加工的良好來源[7]?；瘕埞t色素為甜菜苷類色素，具有清除自由基、抗氧化、抗腫瘤等藥效作用，可用在抗癌、抗衰老保健品、抗衰老化妝品的研發(fā)[8]。

（2）紅肉火龍果果酒渣中還有較多未能完全浸入到酒中的花青素，直接丟棄既浪費資源又污染環(huán)境。紅肉火龍果果酒渣經(jīng)pH為2的50%的乙醇提取液浸提后，提取液呈鮮紅色，說明果酒渣中尚含有一定量的花青素。紅肉火龍果果酒渣中花青素的吸收波長在可見光區(qū)400～700 nm內(nèi)，最大吸收峰為653 nm。

（3）紅肉火龍果果酒渣中花青素提取的最佳工藝為，提取溫度50℃、乙醇濃度50%、液料比1∶20、pH值為2，此時花青素的吸光度為1.02。

（4）火龍果花青素對光、熱較為敏感，存在不穩(wěn)定性，建議將火龍果花青素在低溫、避光的條件下進行保存。

參考文獻

[1] 石桂珍，李京東，張玉清，等. 藍莓花青素的提取及含量分析[J]. 食品研究與開發(fā)，2016，37（14）：55-58.

[2] 虎春艷，趙聲蘭，劉海鷗，等. 紫色胡蘿卜花青素的提取、分離及抗氧化活性研究[J]. 中國民族民間醫(yī)藥，2016，25（20）：33-35，38.

[3] 楊昌鵬，唐志遠，盧藝，等. 火龍果果皮紅色素的提取分離研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（1）：347-349，496.

[4] 王萌璇，熊建文，和麗媛，等. 火龍果紅色素研究進展[J]. 糧食科技與經(jīng)濟，2016，41（6）：65-68.

[5] 袁星星，余元善，吳繼軍，等. 紅肉火龍果酒天然酵母發(fā)酵期間品質(zhì)變化研究[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，43（4）：124-130.

[6] 朱 敏，史振聲，李鳳海，等. 正交設(shè)計法優(yōu)化紫玉米穗軸花青素提取工藝[J]. 食品研究與開發(fā)，2012，33（2）：122-124.

[7] 王杉，鄧澤元，曹樹穩(wěn). 紫薯色素的研究進展[J]. 糧油食品科技，2004，12（2）：45-46.

[8] 鄭云云，盧勁梅，周紅鈴，等. 火龍果色素的提取、純化和相關(guān)性質(zhì)研究進展[J]. 福建熱作科技，2015，40（3）：58-60.