微波辅助提取红花黄色素工艺的优化

张莉　李勇　赵建勇　舒翔

摘要[目的]研究微波辅助提取红花黄色素的工艺。[方法]采用单因素和正交试验的方法对微波辅助提取红花黄色素的工艺进行了系统研究，通过对溶剂浓度、微波功率、处理时间等因素的探讨，分析影响试验结果的因素，总结出微波辅助提取红花黄色素的最合适提取方法。[结果]微波辅助提取红花黄色素最佳提取工艺为乙醇浓度50%、处理时间40 s、微波功率为1 600 W。[结论]该研究为红花黄色素提取工艺提供一定的理论依据。

关键词红花；红花黄色素；微波提取；工艺；优化

中图分类号S567文献标识码A文章编号0517-6611（2014）22-07386-03

红花（Cartham us tinctorius L.）也称红花草、菊红花，菊科2年生草本植物[1]。在药食兼用的菊科植物红花绒中，富含25%～30%的黄色素和1%左右的红色素。红花黄色素（Safflor yellow，Y）在干花中含量占20%～30%，含有多种有效成分的水溶性成分，认为是红花的主要效应物质[2]。近几年来，国内外学者对红花黄素的提取和药理作用进行了广泛而深入的研究，发现红花黄素是中药红花中提取出来的水溶性成分，不仅是一种很有价值的天然食用色素，有色泽艳丽，高温、高压、低温、光、酸、还原和抗微生物等优点，还具有镇痛、抗炎、抗疲劳、耐缺氧、降压、抗凝血等药理作用，在治疗冠心病、高血压病及脑溢血等疾病方面取得了一定疗效[3]。

红花黄色素是红花中的主要有效成分，提取方法主要有温浸法、超声法、有机溶媒提取等提取方法。温浸法、超声波萃取等方法费时、效率低、有机试剂通常有毒，易对环境和操作人员造成危害[4]，微波萃取可以克服上述方法的缺点，具有设备简单、萃取效率高、节省试剂、污染小等特点，广泛用于中草药、香料、食品和化妆品等各个领域，目前利用微波辅助提取天然植物有效成分有生物碱类、黄酮类、多糖、挥发油等，但微波在红花黄色素提取上的报道则较少，该试验探讨了微波辅助萃取对红花黄色素提取效果的影响，为推动其在红花黄色素提取上的应用提供理论基础。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1原料与试剂。红花（新疆吉木萨尔县）、乙醇（天津试剂三厂）。

1.1.2实验设备。数显恒温水浴锅（江苏省金坛市医疗仪器厂）、WD900B型微波炉（顺德市格兰仕电器实业有限公司）、PL203 电子天平（上海天平仪器厂）、TU1810紫外可见分光光度计（北京谱析通用仪器有限责任公司）、722型可见光分光光度计（上海光谱仪器有限公司制造）。

1.2试验方法

1.2.1样品的制备。将干燥的红花样品放入研钵中研磨5 min，过30目筛。

1.2.2试验方案。称取0.5 g红花样品于磨口烧瓶，加入100 ml溶剂，采用微波处理后，取1 ml移入10 ml比色管，溶剂定容，分光光度计进行光谱扫描，确定色素的最大吸收波长，用吸光度值的大小间接反映红花黄色素的含量。

1.2.3最大吸收波长的确定。移取1 ml提取液至10 ml比色管中，以提取溶剂定容。分光光度计全波扫描确定其最大吸收波长，结果发现红花黄色素在可见光波长410 nm下有最大特征吸收峰（图1），确定其可见光最大吸收波长为410 nm。

图1红花黄色素光谱扫描曲线1.2.4微波辅助提取色素的最佳方案。

1.2.4.1单因素试验。为获得最佳的水解效果， 通过单因素试验逐一考察了微波处理的功率、处理时间、溶剂等因素对提取效果的影响。各因素的试验范围为：设定微波处理功率为1 000、1 200、1 400、1 600、1 800 W，处理时间为20、30、40、50、60 s，溶剂为30%、40%、50%、60%、70%的乙醇，测定提取液在最大吸收波长的吸光度，以吸光度为指标评价，按照单元操作进行， 除所研究因素， 提取温度30 ℃起，因为温度变化受到功率和提取时间变化的影响，而乙醇沸点为78 ℃，随着功率的增加、时间的延长，提取液温度必然会变化，所以乙醇挥发情况也是不可知因素。

1.2.4.2正交试验设计优化提取条件。根据单因素试验可以看出微波处理功率、处理时间、溶剂的浓度和温度之间存在复杂关系，选择微波处理功率、处理时间、溶剂比作为影响提取效率的决策变量， 进一步讨论它们对提取效率的影响、各因素之间的关系和最佳组合。在单因素试验结果的基础上， 选择微波功率为1 000～1 800 W、处理时间为20～60 s，溶剂为30%～70%乙醇， 进行三因素五水平正交试验（表1）。