茄子皮花青素的提取及其防腐保鮮效果

李玲 閆旭宇

摘? 要? 采用超聲輔助乙醇浸提法從茄子皮中提取花青素，使用正交試驗優(yōu)化提取條件，并研究茄子皮花青素對荔枝的防腐保鮮效果。結(jié)果表明，茄子皮花青素的最佳提取工藝為：乙醇濃度70%，料液比（m∶V）1∶25，提取溫度40℃，浸提時間60 min，茄子皮花青素提取率為5.27%。防腐保鮮試驗表明：隨著處理時間的延長，3個處理和對照的荔枝失重率和腐敗率逐漸增加，可溶性固形物和可滴定酸含量逐漸降低，不同處理對荔枝防腐保鮮能力依次為：山梨酸鉀+花青素>0.05%山梨酸鉀>1%花青素>對照。

關(guān)鍵詞? 茄子皮 ;花青素 ;提取 ;防腐保鮮 ;荔枝

中圖分類號? TS209? ? 文獻標識碼? A? ? Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.11.011

The Extraction and Preservation Effect of Anthocyanin of Eggplant Peel

LI Ling1，2）? YAN Xuyu1）

（1 College of Life Science， Yanan University， Yanan， Shanxi 716000;

2 Shanxi Key Laboratory of Chinese Jujube， Yanan Universit， Yanan， Shanxi 716000）

Abstract? The anthocyanin was extracted from eggplant peel by ultrasound-assisted ethanol extraction method， and the extraction condition was optimized by an orthogonal test. The preservation effect of anthocyanin on the litchi was analyzed. The results showed that for the best extraction condition the concentration of ethanol was 70%， the solid-liquid ratio was 1：25 （g/mL）， the extraction temperature was 40 C， the extraction time was 60 min， and the extraction rate of anthocyanin reached 5.27%. The preservation effect test showed that the weight loss and fruit rot rate of litchi increased with the treatment time. The content of soluble solid and titratable acid decreased gradually. The preservation ability was in the order of the mixture of potassium sorbate and anthocyanin > 0.05% potassium sorbate > 1% anthocyanin > room temperature. The effect of anthocyanin on preservation of litchi was only inferior to that of the potassium sorbate， but the anthocyanin treatment had a certain synergetic effect with the potassium sorbate.

Keywords? eggplant peel ; anthocyanin ; extraction and optimization ; prKservation ; litchi

花青素，又稱花色素，是構(gòu)成花瓣和果實顏色的主要色素之一，常存在于植物的花、果及莖葉的表皮層與下表皮層細胞中[1]。花青素屬類黃酮類物質(zhì)，具有較強的抗氧化、抗突變、抗發(fā)炎、降血糖、護肝等功效[2-5]。作為一種天然食用色素，花青素廣泛存在于深紅色、紫色或藍色的蔬菜水果中[6]。因為安全性高，天然食用色素非常適合作為食品添加劑。近年來，隨著人們對食品安全和自身健康日益重視，紅花紅色素、蘿卜紅等多種天然色素已被我國衛(wèi)生部批準用于飲料、乳制品和糕點中。花青素將越來越受到消費者和研究者的關(guān)注[7]。

茄子（Solanum melongena L.）是茄科茄屬一年生草本植物。顏色多為紫色或紫黑色，少許淡綠色或白色[8]，其味道鮮美，營養(yǎng)豐富，備受廣大民眾喜愛。茄子皮富含花青素[9]，作為天然食用色素具有一定的開發(fā)價值。超聲輔助提取法提取率高、環(huán)境友好，適于工業(yè)化生產(chǎn)[10]。本實驗通過超聲輔助乙醇提取茄子皮花青素，優(yōu)化提取工藝，研究茄子皮花青素對荔枝的防腐保鮮效果，以期為茄子皮的綜合利用、為新型天然食品添加劑的開發(fā)提供理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

原料：新鮮紫茄，優(yōu)質(zhì)荔枝（顏色鮮艷、果型飽滿、質(zhì)地均勻）。

試劑：蒸餾水、無水乙醇、檸檬酸、葡萄糖、三氯化鋁、氯化鉀、氯化鈉、氯化鈣、磷酸緩沖液、愈創(chuàng)木酚、過氧化氫。

儀器：紫外可見分光光度計、超聲波清洗器、中藥粉碎機、恒溫水箱、電子天平、恒溫恒濕培養(yǎng)箱、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、阿貝折射儀。

1.2? 方法

1.2.1? 茄子皮花青素的提取

將茄子皮洗凈、晾干、60℃干燥至恒重，粉碎成粉末，備用。

采用超聲輔助乙醇提取法。準確稱取20 g茄子片粉末，加入到盛有一定量乙醇的圓底蒸餾燒瓶中，搖勻置于恒溫水浴鍋中，超聲浸提一定時間后，將浸提液轉(zhuǎn)移至離心管中，4 000 r/min離心20 min，取上清液。用乙酸乙酯萃取上清液，下層溶液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，真空干燥后計算茄子皮花青素提取率。

1.2.2? 茄子皮花青素提取的單因素試驗

乙醇濃度分別為50%、60%、70%、80%、90%，料液質(zhì)量體積比1∶30，提取溫度40℃，超聲浸提40 min，平行試驗3次，研究不同乙醇濃度對花青素提取率的影響。

料液質(zhì)量體積比分別為1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30，乙醇濃度70%，提取溫度40℃，超聲浸提40 min，平行試驗3次，研究不同料液比對花青素提取率的影響。

提取溫度分別為20、30、40、50、60℃，乙醇濃度70%，料液質(zhì)量體積比1∶30，超聲浸提40 min，平行試驗3次，研究不同溫度對花青素提取率的影響。

超聲浸提時間分別為30、40、50、60、70 min，乙醇濃度70%，料液質(zhì)量體積比1∶30，提取溫度40℃，平行試驗3次，研究不同浸提時間對花青素提取率的影響。

1.2.3? 正交實驗

以乙醇濃度、料液質(zhì)量體積比、提取溫度、超聲時間為實驗因素，根據(jù)單因素實驗結(jié)果，選擇3個最佳水平，以花青素提取率為指標，采用L9（34）正交試驗，確定茄子皮花青素的最佳提取工藝條件。

1.2.4? 茄子皮花青素的防腐保鮮實驗

將荔枝分成4組，每組30個，稱重。選擇0.05%山梨酸鉀、1%茄子皮花青素、0.05%山梨酸鉀+1%茄子皮花青素混合液（體積比為1∶1）共3個處理，以常溫放置為對照，將荔枝于各處理液中浸泡10 min后取出瀝干，用保鮮膜包裝，室溫（25℃）保藏7 d，期間每24 h測定相關(guān)指標。所有指標重復(fù)3次，取平均值。測定的指標如下：

失重率=■×100%

式中，W0為處理前的重量，g;W1為處理后的重量，g。

腐爛率：觀察處理后荔枝外觀變化，腐爛指數(shù)分為4級：無褐變、無腐爛記為0級;腐爛面積<10%，輕微腐爛，記為1級;10%<腐爛面積<30%，記為2級;30%<腐爛面積，記為3級。以荔枝的腐爛面積為基準，統(tǒng)計腐爛個數(shù)，記錄其腐爛率。

可溶性固形物：充分研磨各處理的荔枝，過濾后濾液即為荔枝汁，利用阿貝折光儀測定荔枝汁的可溶性固形物含量。

荔枝可滴定酸含量采用中和法測定。

式中，V為樣品滴定消耗的NaOH標準溶液體積，mL;V0為空白滴定消耗的NaOH標準溶液體積，mL;c為NaOH標準溶液的摩爾濃度，mol/L;m為樣品重量，g。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 單因素實驗

2.1.1? 乙醇濃度對提取率的影響

由圖1可知，隨著乙醇濃度的增加，茄子皮花青素提取率逐漸上升;當(dāng)乙醇濃度為70%，提取率達到最大值;之后隨著乙醇濃度的增加，提取率明顯下降。這可能是由于乙醇濃度高于70%時，花青素提取液溶出的雜質(zhì)不斷增加，導(dǎo)致提取率下降。因此，乙醇濃度為70%時，提取效果較好。

2.1.2? 料液比對提取率的影響

由圖2可知，隨著料液比的增大，茄子皮花青素提取率逐漸上升，當(dāng)料液質(zhì)量體積比為1∶20時，達到最大值;之后隨料液比的增大，提取率緩慢下降。這可能是由于提取溶劑過少，不利于花色素的溶出;而提取溶劑過大，雖有利于花青素溶出，同時也稀釋了花色素濃度，加之更多的糖類及淀粉等雜質(zhì)分散出來，使花青素被聚合[11]，提取率反而下降。因此，料液質(zhì)量體積比為1∶20時，提取效果較好。

2.1.3? 提取溫度對提取率的影響

由圖3可知，隨著提取溫度的升高，花青素提取率逐漸上升，40℃時達到最大值;隨后溫度升高，提取率反而下降。這可能是由于溫度過高會造成花青素損失，增加雜質(zhì)溶出量。因此，提取溫度40℃，提取效果較好。

2.1.4? 浸提時間對提取率的影響

由圖4可知，隨著超聲浸提時間的延長，花青素提取率呈逐漸上升趨勢，浸提50 min后，提取率趨于平緩。這可能是由于超聲浸提50 min，茄子皮花青素幾乎全部浸提出來，再延長浸提時間，提取率的變幅很小，但更多糖類及淀粉等雜質(zhì)卻分散出來，不利于花青素結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，還造成能源的浪費。因此，提取時間為50 min，提取效果較好。

2.2? 正交實驗結(jié)果

根據(jù)單因素實驗結(jié)果，以乙醇濃度（60%、70%和80%）、料液質(zhì)量體積比（1∶15、1∶20和1∶25）、提取溫度（30、40和50℃）、浸提時間（40、50和60 min）4因素3水平進行L9（34）正交試驗，考察花青素提取率，因素水平見表1。

由表2可知，影響茄子皮花青素提取率的因素依次為提取溫度>浸提時間>乙醇濃度>料液比，最佳組合為A2B3C2D3，即乙醇濃度為70%，料液比為1∶25，提取溫度為40℃，浸提時間為60 min。在此條件下，茄子皮花青素的提取率為5.27%，遠高于魏瑋等[12]的原花青素提取率3.86%，但低于蔣召雪等[13]茄子皮花青素提取率，以及公云等[14]的紫茄子皮原花青素提取率。這可能與茄子的品種、產(chǎn)地及提取對象等有關(guān);而提取時沒有添加輔助溶劑提高花青素得率，也是導(dǎo)致花青素得率偏低的原因之一。

2.3? 茄子皮花青素的防腐保鮮效果

2.3.1? 花青素對荔枝失重率的影響

由圖5可知，隨著處理時間的延長，3個處理和對照的荔枝失重率均逐漸增加，但3個處理失重率增加幅度明顯低于對照。失重率增加趨勢依次為對照>1%花青素>0.05%山梨酸鉀>山梨酸鉀+花青素。說明花青素在一定程度上能減緩荔枝水分的損失，延緩荔枝腐爛的速度，可以作為一種理想安全的保鮮劑[15]。

2.3.2? 花青素對荔枝防腐保鮮效果的影響

由圖6可知，隨著處理時間的延長，對照處理在第2天出現(xiàn)水浸狀斑塊，第4天腐敗變質(zhì)明顯，腐爛率達到60%（此時3個處理荔枝腐爛率均小于20%），第6～7天完全腐敗變質(zhì)，其荔枝腐敗率明顯高于其他3處理;防腐能力大小依次為山梨酸鉀+花青素>0.05%山梨酸鉀>1%花青素>對照。這可能是由于花青素具有較強的抗氧化性，能阻礙細菌呼吸作用，抑制外來微生物的入侵[15-17]，降低荔枝的腐爛率。

2.3.3? 花青素對荔枝可溶性固形物含量的影響

由圖7可知，隨著處理時間的延長，3個處理和對照的荔枝可溶性固形物含量均呈下降趨勢。延緩可溶性固形物含量降低能力依次為山梨酸鉀+花青素>0.05%山梨酸鉀>1%花青素>對照。這說明花青素具有較強的抗氧化性，在一定程度上可以減緩荔枝果肉可溶性固形物含量的降低，保護果肉組織不被破壞，延長荔枝的貯藏期[15]。

2.3.4? 花青素對荔枝可滴定酸含量的影響

可滴定酸是影響荔枝風(fēng)味品質(zhì)的重要因素[18]。由圖8可知，隨著處理時間的延長，3個處理和對照的荔枝可滴定酸含量均呈下降趨勢。延緩可滴定酸含量下降能力依次為山梨酸鉀+花青素>0.05%山梨酸鉀>1%花青素>對照。這說明花青素能減弱荔枝貯藏過程的呼吸作用，緩解荔枝可滴定酸含量的降低，延緩衰老進程[19]，對荔枝果肉的營養(yǎng)物質(zhì)具有一定的保護作用。

3? 結(jié)論

影響超聲輔助乙醇提取法提取茄子皮花青素因素順序依次為提取溫度>浸提時間>乙醇濃度>料液比。根據(jù)正交實驗，最佳提取條件為乙醇濃度為70%，料液質(zhì)量體積比為1∶25，提取溫度為40℃，浸提時間為60 min。在此條件下，茄子皮花青素的提取率為5.27%。隨著不同處理荔枝時間的延長，3個處理和對照的荔枝可溶性固形物含量和可滴定酸含量逐漸降低，失重率和腐敗率逐漸增加，保鮮防腐能力依次為山梨酸鉀+花青素>0.05%山梨酸鉀>1%花青素>對照，說明茄子皮花青素對荔枝具有較好的防腐保鮮效果。該結(jié)論對利用茄子皮等富含花青素的原材料開發(fā)安全環(huán)保的新型天然防腐保鮮劑提供一定的參考依據(jù)。

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