超声辅助提取栀子黄色素的工艺研究

罗义发 周三女 潘斌 田妍基 施满容 刘丽清

摘要：以閩东福鼎的栀子为原料，研究了超声辅助乙醇提取栀子黄色素的最优工艺条件。通过单因素试验和正交试验，分析了在超声辅助提取条件下超声功率、提取温度、乙醇浓度、液固比和提取时间等5个影响因素，得出最优超声辅助提取工艺为：超声功率60%，提取温度40T，乙醇浓度60%，液固比为5：1，提取时间50min。

关键词：栀子黄色素;超声辅助提取;最优工艺

中图分类号 TS264.4 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）16-0164-03

栀子黄色素是从栀子的果实中提取的天然色素，是一种橙色、极易溶于水的粉末，主要成分是黄酮类的栀子素、类胡萝卜素类的藏红花素和藏红花酸。梔子黄色素提取方法主要有水提法[1]、醇提法[2-7]、微波法[8-9]、超声波法[10-11]、膜分离技术[12]等。笔者以闽东福鼎的栀子为原料，采用乙醇作为提取溶剂，超声辅助提取，探讨不同超声功率、提取溶剂浓度、超声提取温度、超声提取时间及液固比对梔子黄色素提取效果的影响，旨在开发低成本、无环境污染的梔子黄色素提取新工艺，为栀子黄色素的制备和产业化提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料及试剂 供试材料采自福建省福鼎市贯岭乡栀子栽培基地，选择大小均匀、色泽一致、无病虫、无损伤的健康栀子果实，果实粉碎后在干燥条件下保存备用。乙醇为分析纯。

1.2 仪器与设备 UV-1750紫外可见分光光度计（岛津仪器（苏州）有限公司）;S22H超声波清洗机（致微（厦门）仪器有限公司）;BS210S电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）;HR2827飞利浦搅拌机（飞利浦家庭电器有限公司）;Neofuge 13R尚速冷冻离心机（上海力申科学仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺参数确定 准确称取一定量栀子粉至50mL离心管中，在超声辅助提取下按照一定液固比加入浸提剂，在设定温度下浸提一段时间，5000转/min离心lOmin，取上清液，以相应浸提剂稀释相同倍数，以相应浸提剂作空白参比液，UV-1750型分光光度计测定上清液在440nm波长处的吸光值A440，以确定出最优的栀子黄色素提取工艺参数。

1.3.2 工艺参数优化 在单因素试验基础上，取1g栀子粉，根据L16（45）正交试验设计方案研究提取温度（A）、液固比（B）、超声功率（C）、乙醇浓度（D）、提取时间（E）等提取条件对栀子黄色素提取效果的影响，试验因素和水平设计见表1。栀子粉经超声辅助乙醇提取后离心，UV-1750型分光光度计测定上清液在440nm波长处的吸光值A440，以确定出最优的超声辅助乙醇提取梔子黄色素工艺参数。

2 结果与分析

2.1 不同超声功率对栀子黄色素提取效率的影响 准确称取1g栀子粉至50mL离心管中，按照液固比10：1加入浓度为70%的乙醇溶液10mL，于40℃温度，超声功率分别为30、40、50、60、70、80、90、100% 的条件下浸提 40min，5000转/mhi离心lOmin，取上清液，稀释相同倍数，UV-1750型分光光度计测定上清液在440nm波长处的吸光值A440，结果见图1。由图1可知：当超声功率在30%～60%，随着超声功率的提高，栀子黄色素提取效率增大，超声功率在60%时提取效率最佳，再提高超声功率反而不利于提取栀子黄色素，因此最佳提取超声功率为60%。

2.2 不同浓度乙醇溶液对栀子黄色素提取效率的影响准确称取1g栀子粉至50mL离心管中，按照液固比10：1加入浓度为 0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100%的乙醇溶液1OmL，于40℃温度、超声功率60%条件下浸提40min，5000转/min离心1Omin，取上清液，稀释相同倍数，UV-1750型分光光度计测定上清液在440nm波长处的吸光值A440，结果见图2。由图2可知：在超声辅助提取条件下，随着乙醇浓度的升高，栀子黄色素提取效率增大，70%乙醇提取梔子黄色素效果最佳，再增加乙醇浓度，提取液的吸光度值有所下降。因此，选取70%乙醇溶液作为后续提取溶剂。

2.3 不同提取温度对栀子黄色素提取效率的影响 准确称取1g栀子粉至50mL离心管中，按照液固比10：1加入浓度为70%的乙醇溶液10mL，于超声功率60%，分别在30、40、50、60℃ 温度下浸提40min，5000转/min 离心 1Omin，取上清液，稀释相同倍数，UV-1750型分光光度计测定上清液在440nm波长处的吸光值A440，结果见图3。由图3可知：在超声辅助提取条件下，40℃时提取效果最好，提高提取温度，提取液中A440反而有所下降，高温不利于栀子黄色素的提取，同时温度过高会加速栀子黄的降解。因此，选择40℃作为栀子黄色素的提取温度。

2.4 不同提取时间对梔子黄色素提取效率的影响 准确称取1g栀子粉至5OmL离心管中，按照液固比10：1加入浓度为70%的乙醇溶液1OmL，于40℃温度、超声功率60%条件下，分别浸提10、20、30、40、50、60min，5000转/min 离心 1Omin，取上清液，稀释相同倍数，UV-1750型分光光度计测定上清液在440nm波长处的吸光值A440，结果见图4。由图4可知：在超声辅助提取条件下，提取时间在40min时达到最佳提取效果，延长提取时间不会提高栀子黄色素的提取效率。因此，选择40min作为栀子黄色素的提取时间。

2.5 不同液固比对栀子黄色素提取效率的影响 准确称取1g栀子粉至50mL离心管中，按照液固比5：1、10：1、15：1、20：1、15：1、30：1加入浓度为70%的乙醇溶液，于40℃温度、超声功率60%条件下浸提40min，5000转/min离心1Omin，取上清液，稀释相同倍数，UV-1750型分光光度计测定上清液在440nm波长处的吸光值A440，结果见图5。由图5可知：在超声辅助提取条件下，液固比在10：1时栀子黄色素提取效果最好。因此，选择10：1作为栀子黄色素的提取液固比。

2.6 超声辅助乙醇提取栀子黄色素的最优工艺参数 超声辅助乙醇提取栀子黄色素的正交试验结果见表2。由极差分析结果可以看出，影响超声辅助乙醇提取栀子黄色素的各因素主次顺序为：液固比（13）>乙醇浓度（D）〉提取时间（E）>超声功率（C）>提取温度（A），最佳组合为AAGDA，即提取温度40℃、液固比5：1、超声功率60%、乙醇浓度60%、提取时间50min。

3 结论

本试验以闽东福鼎的梔子为原料，通过单因素试验和正交试验，分析了在超声辅助提取条件下超声功率、提取温度、乙醇浓度、液固比和提取时间等5个影响因素，得出最优超声辅助提取工艺为：超声功率60%，提取温度40℃，乙醇浓度60%，液固比为5：1，提取时间50min。

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（责编：徐世红）

基金项目：福建省中青年教师教育科研项目立项项目（科技类）（JAT171135）;宁德市科技计划项目（20170072）;宁德职业技术学院育苗基金项目（YM2016ZR03）。

作者简介：罗义发（1977-），男，福建清流人，讲师、工程师，从事植物中有效成分的提取分离、微生物转化、微生物发酵的研究工作。收稿日期：2020-07-26