微波辅助混合提取剂提取南瓜黄色素

黄 浩，翁 霞

（1.北京联创种业有限公司，北京 100020；2.鞍山师范学院化学与生命科学学院，辽宁鞍山 114056）

南瓜（Cucurbita moschataDuch）又称番瓜、金冬瓜等，属一年蔓生草本植物，在我国种植广泛，是一种营养价值高、低脂的功能性食品[1]。其中，南瓜黄色素主要是由南瓜果肉中提取，主要成分为胡萝卜素，是一种安全、无毒，且营养价值很高的天然植物色素，具有保健和多种药理作用，一定程度上可以起到保护视力、预防颈动脉粥样硬化、提高机体自身免疫力、抗癌的作用[2]。与天然色素相比，合成色素安全性差，其使用受到了限制。因此，天然色素逐步得到人们的青睐，天然色素不仅安全，有的还有维生素活性，因而兼具营养效果，备受人们关注[3]。微波提取技术具有方便、省时、节能的特点，近年来广泛应用于天然产物的萃取中。以微波辅助混合提取剂提取南瓜黄色素的研究鲜见报道。因此，利用微波辅助对南瓜黄色素进行提取，确定最佳提取工艺，为天然色素的研究和开发提供一定依据。

1 材料和方法

1.1 材料与设备

枕形成熟南瓜，市购，要求果肉饱满、外皮颜色鲜艳；无水乙醇、盐酸，均为分析纯。

TU-1810型紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限公司产品；SHB-B95型循环水式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司产品；PL-2002型电子天平，梅特勒-托利多仪器上海有限公司产品；G8023YSL-V2型微波炉，广东格兰仕集团有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 南瓜黄色素粗提液的制备

新鲜南瓜洗净去皮、切块后在研钵中捣碎成泥。取一定质量的南瓜泥，加入提取剂，设置微波功率、微波时间。微波处理后，减压抽滤，制得南瓜黄色素粗提液。

1.2.2 最大吸收波长的确定

取南瓜黄色素粗提液10 mL于100 mL容量瓶中，用提取剂定容，以相应提取剂作参比液，并用紫外分光光度计于波长400～500 nm处扫描，绘出扫描曲线，确定南瓜黄色素的最大吸收波长为446 nm[4]。

1.2.3 南瓜黄色素的提取量计算

按下式计算南瓜黄色素含量：

式中：Aλmax——南瓜黄色素最大波长处的吸光度；

D——色素浸提液稀释倍数；

V——浸提所用溶剂的总体积，mL；

W——提取所用的南瓜泥的质量，g；

0.16——类胡萝卜素的摩尔消光系数；

2 结果与分析

2.1 南瓜黄色素提取单因素条件确定

2.1.1 提取剂的确定

（1）盐酸质量分数的确定。取捣碎的南瓜泥2 g，加入40 mL盐酸，质量分数分别为0.01%，0.10%，0.20%，0.30%，0.40%，0.50%，1.00%的盐酸溶液，微波功率450 W，微波时间1.0 min进行试验。

盐酸质量分数对南瓜黄色素含量的影响见图1。

图1 盐酸质量分数对南瓜黄色素含量的影响

由图1可知，随着盐酸质量分数增加，南瓜黄色素含量逐渐增加然后减少，在盐酸质量分数为0.2%时有最大值，确定最佳盐酸质量分数为0.2%。

（2）乙醇质量分数的确定。取捣碎的南瓜泥2 g，加入等体积混合的盐酸-乙醇溶液，分别为10%，20%，40%，60%，80%乙醇20 mL与0.2%的盐酸20 mL等体积混合，微波功率450 W，微波时间1.0 min进行试验。

乙醇质量分数对南瓜黄色素含量的影响见图2。

由图2可知，乙醇质量分数为60%时，南瓜黄色素的含量有最大值，可能是混合提取剂能产生协同作用。因此，选用60%的乙醇溶液与盐酸混合。

图2 乙醇质量分数对南瓜黄色素含量的影响

（3）盐酸和乙醇体积比的确定。取捣碎的南瓜泥2 g，分别加入0.2%盐酸20 mL与60%乙醇20 mL、0.2%盐酸30 mL与60%乙醇10 mL、0.2%盐酸10 mL与60%乙醇30 mL 3种混合试剂，微波功率450 W，微波时间1.0 min进行试验。

盐酸和乙醇体积比对南瓜黄色素产含量的影响见图3。

图3 盐酸和乙醇体积比对南瓜黄色素产含量的影响

由图3可知，0.2%盐酸和60%乙醇体积比为1∶1（20 mL∶20 mL）时，南瓜黄色素含量有最大值。因此，确定0.2%盐酸和60%乙醇体积比为1∶1。

2.1.2 料液比的确定

取捣碎的南瓜泥2 g，分别按料液比1∶10，1∶15，1∶20，1∶30，1∶40加入以上确定的最佳比例盐酸-乙醇混合试剂，微波功率450 W，微波时间1.0 min进行试验。

料液比对南瓜黄色素含量的影响见图4。

图4 料液比对南瓜黄色素含量的影响

由图4可知，随着料液比的增大，南瓜黄色素含量先增加后逐渐降低。在1∶15处达到最大值。可能是由于溶剂量增多，微波辐射能量减少，南瓜黄色素被稀释的作用大于溶出作用，南瓜黄色素含量降低。因此，选择1∶15的料液比较适宜。

2.1.3 微波功率的确定

取捣碎的南瓜泥2 g，加入以上确定最佳料液比的混合提取剂，微波功率分别为200，350，450，500，600 W，微波时间1.0 min进行试验。

微波功率对南瓜黄色素含量的影响见图5。

图5 微波功率对南瓜黄色素含量的影响

由图5可知，随着微波功率的增大，南瓜黄色素的含量呈上升趋势，在450～500 W时趋于平缓，之后降低。可能是由于微波能量增大色素的溶出量也增大[6]，功率超过500 W时，对色素有一定的分解。因此，选择450 W为最佳微波功率。

2.1.4 微波时间的确定

取捣碎的南瓜泥2 g，加入以上确定最佳料液比的混合提取剂，在确定的微波功率条件下，微波时间分别为40，50，60，70，80，90 s进行试验。

微波时间对南瓜黄色素含量的影响见图6。

图6 微波时间对南瓜黄色素含量的影响

由图6可知，随着微波作用时间延长，南瓜黄色素的含量逐渐增大，在80～90 s时增加较为平缓。在此条件下，南瓜黄色素提取比较完全，同时为了节约时间，选择80 s为最佳提取时间。

2.2 微波辅助混合提取剂提取南瓜黄色素的正交试验结果

正交试验直观分析结果见表1。

由表1可知，影响南瓜黄色素提取量大小的主次顺序为A＞C＞B＞D（料液比＞微波功率＞微波时间＞空白），最佳提取工艺条件为A2B3C3，即料液比为1∶15，微波时间100 s，微波功率550 W，此时南瓜黄色素产量为65.8 mg/100 g。比直观分析中A2B2C3组合测得南瓜黄色素含量63.1 mg/100 g要高，故可确定其最佳测定条件为A2B3C3，即料液比为1∶15，微波时间100 s，微波功率550 W。

表1 正交试验直观分析结果

正交试验结果方差分析见表2。

表2 正交试验结果方差分析

查F值表，得F0.05（2,2）=19.00，F0.01（2,2）=99.00，料液比对南瓜黄色素提取有极显著影响，微波功率影响显著，微波时间影响不显著。

3 结论

利用微波法辅助混合提取剂提取南瓜黄色素，通过单因素试验和正交试验确定出南瓜黄色素的最佳工艺条件为0.2%盐酸和60%乙醇等体积混合液为提取剂，料液比1∶15，微波功率550 W，微波时间100 s。在此条件下，南瓜黄色素的提取量为65.8 mg/100 g。