桑葚花青素的提取和测定工艺探究

李俊儒　王静霞　吴李川　胡继红

桑葚花青素的提取和测定工艺探究

李俊儒王静霞吴李川胡继红

（四川工商职业技术学院四川成都611830）

桑葚果实味道甜美，其花青素含量较高且种类丰富，具有较高的食用价值。桑葚含有多种营养物质，可以起到美容养颜、降脂降血糖以及预防心脑血管疾病发生的作用，具有较高的医用价值。

桑葚；花青素；提取方法；测定工艺

1 桑葚花青素的提取方法

要想实现花青素在桑葚当中的分离和利用，首先要将其提取出来。但是由于花青素具有比较特殊的结构和比较复杂的化学成分，在提取的过程当中表现出严重的不稳定性，因此相关人员需要使用更为先进的提取技术。

1.1 溶剂提取法

在花青素提取的时候，溶剂提取法是比较常用的，它的特点是操作简单。在这种方法当中常用的溶剂主要有蒸馏水、乙醇、丙酮、甲醇等。为了确保提取的效率，通常会在溶剂当中加入适当溶度的盐酸等酸性溶液。

在这个基础上，研究人员还对提取的工艺进行了优化，比如有研究人员使用双水相萃取法来将花青素从桑葚当中提取出来，他们使用了浓度为30 %的乙醇融合和20 %的硫酸铵溶液组成了双水相系统，在pH值为4.5～5.5的情况下，将温度控制在35 ℃，将桑葚当中的花青素提取了出来，同时将85 %的游离状态的糖有效去除。还有的研究人员使用正交实验法对花青素的提取工艺进行了优化，他们使用了浓度为50 %的乙醇溶液，将提取液的pH值控制在4，将桑葚与溶剂的比例控制在1∶1，在浸泡3次之后，从桑葚果汁和果渣当中分别提出了花青素，提取率为0.04 %左右。

在上述的实验研究当中可以发现，使用溶剂提取法来提取桑葚当中花青素的时候，桑葚与提取剂的使用比例为1∶10～1∶40是最佳的状态，提取温度通常为35～75 ℃。由于花青素的活性比较高，因此为了防止其降解，需要将提取的时间控制在1.5 h左右。溶剂提取法的操作简单，对设备没有特定的要求，但是提取的时间比较长、提取效率也并不高。

1.2 超声辅助提取法

超声辅助提取法主要利用的是超声波机械的振动和空化来提高花青素的提取效率。因此超声波辅助提取法是一种物理提取方法，它的特点是在提取的过程当中可以最大限度地保持花青素结构的稳定性，减少花青素的破坏与流失。

研究人员在使用超声辅助提取法的时候，在单因素实验的基础上，设计相关实验探究了各个因素对提取效率的影响。他们发现，在乙醇溶液的浓度为60 %、溶剂酸碱度为2、桑葚与溶剂比例为1∶10、超声时间为30 min、温度为55 ℃、冷凝回流管提取次数为2次的时候，提取的效果最好，在100 g桑葚当中提取的花青素含量约为260 mg。

超声辅助提取法的特点是提取时间比较短、效率比较高，与此同时，这种方法可以适用多种提取场合，设备操作起来也比较简单。因此，这种方法可以被广泛地应用于花青素的工业提取和生产当中来。

1.3 微波辅助提取法

微波的振动频率比较高，因此会使得细胞内的温度在较短的时间内快速升高。与此同时，微波还可以改变细胞内液和细胞外液的渗透压，使得细胞壁出现破裂，细胞结构被破坏。在这样的情况下，细胞外的溶剂就可以流入到细胞内，在溶解的过程当中使细胞当中的花青素被释放出来。因此使用微波辅助提取法的提取效率比较高，可以有效缩短提取的时间。

研究人员在使用微波辅助提取法的时候，通常会结合其他的提取方法，使二者相得益彰。比如有的研究人员将该方法与正面分析法结合使用，在酸化甲醇浓度为60 %、微波的功率为420 W、桑葚与溶剂之间的比例为1∶25 、提取时间为130 s的时候提取的效率是最高的，他们经过实际操作之后得出了在这种情况下桑葚当中花青素的含量为55 mg/g左右。还有的研究人员通过单因素试验得出了该方法比溶剂提取法的提取效率高15 %以上。与此同时，他们通过响应面实验得出了，在桑葚与溶剂比例为1∶15、提取时间为50 s、微博功率为652 W左右、乙醇溶液浓度为70 %的时候提取的效果是最佳的，经过实验得到了提取物当中的花色苷含量约为3.5 mg/g。

微波辅助提取法的特点是可以破坏植物细胞的细胞壁，提取的效率比较高。但是在应用该方法的过程当中，需要控制好温度和时间，否则很容易出现局部温度过热、桑葚当中花青素降解的情况。与此同时，这种方法对实验的设备和容器有比较高的要求，因此该方法没有大规模应用。

2 桑葚花青素的测定原理

要实现对桑葚当中花青素的精准测定，首先要了解花青素的化学结构和性质。花青素的结构母核为2-苯基苯并吡喃阳离子，其化学机构如图1所示。花青素当中不同种类色素的R基团类型不同，比如飞燕草色素的R1和R2基团都是OH；天竺葵的R1和R2基团都是H；锦葵的R1和R2基团都是OCH3；矢车菊色素的R1基团为OH，R2基团为H；矮牵牛的R1基团为OCH3，R2基团为OH；芍药的R1基团为OCH3，R2基团为H。

图1 花青素的化学结构式

六种色素的不同R基团类型导致它们在色谱柱当中所停留的时间不同，从而可以实现对这些色素的分离。与此同时，研究人员可以使用高效液相色谱和专业的检测器检测这六种色素的紫外线吸收情况，从而得到在样品单中花青素谱图。得到花青素浓度和峰面积之后做成标准曲线图就可以得到样品单中花青素的具体含量。研究人员根据此方法测得了桑葚当中花青素的含量，并将结果以干基计之后进行整理。由整理的结果可以看出，在桑葚当中没有飞燕草、矮牵牛、芍药和锦葵这三种色素，含有的花青素种类是矢车菊色素和天竺葵色素，其中矢车菊色素的含量比较高，含量为1014 mg/kg。天竺葵的含量为21 mg/kg。

3 小结

总的来说，桑葚当中的花青素含量比较高，因此具有较高的药用和食用价值。但是在对花青素进行提取和测定的过程当中，仍然存在一些问题需要解决。对于桑葚当中花青素的提取问题，本文主要探究了溶剂提取法、超声辅助提取法和微波辅助提取法这三种类型，虽然研究人员已经对这些方法进行了优化与完善，但是仍然存在提取效率不高的情况。对于桑葚当中花青素的测定问题，本文从花青素的化学结构出发，探究了测定的原理与结果，得出了桑葚当中矢车菊色素的含量比较高的结果。

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TQ28

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2095-1205(2019)09-76-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2019.09.43