摘要：通過正交試驗(yàn)確定龍葵（Solanum nigrnm）果紅色素提取最優(yōu)工藝，建立提取溫度、提取時(shí)間為影響因素的提取龍葵果紅色素影響因素統(tǒng)計(jì)模型。結(jié)果表明，提取溫度與吸光度呈近似的二次函數(shù)關(guān)系，提取時(shí)間與吸光度呈近似的對數(shù)函數(shù)關(guān)系。吸光度隨提取溫度升高呈先增后減的趨勢，在提取溫度為60 ℃時(shí)達(dá)到最大值；吸光度隨提取時(shí)間增加呈先急后緩的增長趨勢，在提取時(shí)間為70 min時(shí)達(dá)到穩(wěn)定值。

關(guān)鍵詞：龍葵（Solanum nigrnm）果；紅色素；影響因素；統(tǒng)計(jì)模型

中圖分類號：TS202.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）22-5553-03

龍葵（Solanum nigrnm）俗稱野葡萄，一年生草本植物，繁殖力強(qiáng)，在中國境內(nèi)分布廣泛，果實(shí)富含維生素、可溶性糖及多種礦物質(zhì)養(yǎng)分，營養(yǎng)價(jià)值較高[1]。龍葵果實(shí)富含花色苷類色素，易溶于水，pH為1～3時(shí)呈透明的玫瑰紅色，顏色鮮艷，性質(zhì)穩(wěn)定。龍葵果紅色素具有耐熱、耐光的特性，普通的防腐劑或食品添加劑對其穩(wěn)定性影響極微弱。劉良等[2，3]、劉志明等[4，5]先后對龍葵色素穩(wěn)定性影響因素的相關(guān)性以及龍葵色素的提取工藝進(jìn)行了研究；宮敬利[6]、袁博等[7]完成了龍葵果紅色素提取影響因素?cái)?shù)學(xué)模型建立的相關(guān)研究。試驗(yàn)采用水浴浸提法提取龍葵果紅色素，分析提取溫度、提取時(shí)間兩個(gè)主要影響因素對龍葵果紅色素提取量的影響，嘗試建立提取溫度、提取時(shí)間兩個(gè)因素對龍葵果紅色素提取吸光度影響的統(tǒng)計(jì)模型，以確定這兩個(gè)主要影響因素與龍葵果紅色素提取量之間的數(shù)量關(guān)系，為野生龍葵果紅色素提取工藝的改進(jìn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

龍葵果實(shí)，2011年8～10月間采于河北省張家口市，采集后于超低溫冰箱冷凍備用；檸檬酸（萃取劑）；752N型紫外可見分光光度計(jì)，恒溫水浴鍋，YP202N電子天平。

1.2 方法

稱取龍葵果實(shí)3 g，充分研磨，以檸檬酸溶液為萃取劑，利用水浴浸提法提取野生龍葵果紅色素，提取完畢后過濾，在527 nm下測定吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交試驗(yàn)結(jié)果

分別設(shè)定提取時(shí)間為30、60、90 min，提取溫度為40、60、80 ℃，料液比為1∶2、1∶3、1∶4（W/V，g∶mL，下同），萃取劑體積分?jǐn)?shù)為60%、70%、80%。相同條件下，每組試驗(yàn)進(jìn)行3次，記錄龍葵果紅色素提取量吸光度，計(jì)算平均值，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1結(jié)果表明，最優(yōu)工藝組合為A2B3C3D3，但由于B、D因素Ⅱ、Ⅲ水平間差異不顯著，故從節(jié)約成本和能源的角度考慮，選取提取時(shí)間60 min、提取溫度60 ℃、提取料液比1∶4、檸檬酸體積分?jǐn)?shù)70%為正交試驗(yàn)最優(yōu)工藝組合，在最優(yōu)工藝組合下完成統(tǒng)計(jì)模型研究。

2.2 溫度因素統(tǒng)計(jì)模型

設(shè)定提取時(shí)間為60 min，提取料液比為1∶4，萃取劑檸檬酸體積分?jǐn)?shù)為70%，在此試驗(yàn)條件下，將提取溫度設(shè)定為20、30、40、50、60、70、80、90 ℃ 8個(gè)梯度，每個(gè)梯度分別做3組平行試驗(yàn)，吸光度取平均值，研究溫度對吸光度變化的影響，結(jié)果見表2。表2結(jié)果表明，吸光度隨提取溫度的增加呈先增后減趨勢，并且在提取溫度為60 ℃時(shí)吸光度達(dá)到最大值。

吸光度隨溫度升高呈先增后減趨勢，二者間可能存在近似二次函數(shù)關(guān)系。設(shè)y=ax2+bx+c，y表示吸光度，x表示提取溫度，利用SPSS 17.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，決定系數(shù)R2=0.947，進(jìn)行擬合優(yōu)度檢驗(yàn)，方差分析顯示，F(xiàn)=52.4，P=0.001，擬合度較好，說明提取溫度與吸光度之間存在良好的二次函數(shù)關(guān)系，確定參數(shù)a=0.322，b=0.054，c=0.000，二次函數(shù)方程為■=0.322x2+0.054x，擬合結(jié)果見圖1。圖1結(jié)果表明，溫度在20～60 ℃，隨著溫度的升高，吸光度逐漸增加，在60 ℃時(shí)達(dá)到最大值，超過60 ℃后，吸光度反而下降。這可能是由于龍葵果紅色素在長時(shí)間較高溫度浸提下出現(xiàn)一定程度的降解造成的。

2.3 時(shí)間因素統(tǒng)計(jì)模型

在60 ℃恒溫環(huán)境下，設(shè)定提取料液比為1∶4，檸檬酸體積分?jǐn)?shù)為70%，提取時(shí)間取20、30、40、50、60、70、80、90 min 8個(gè)梯度，每個(gè)梯度做3組平行試驗(yàn)，吸光度取平均值，研究提取時(shí)間對吸光度的影響，結(jié)果見表3。表3結(jié)果表明，吸光度隨提取時(shí)間延長呈先急后緩的增長趨勢，提取時(shí)間在20～70 min隨時(shí)間延長吸光度增加迅速，70 min后增速放緩。

表3數(shù)據(jù)顯示，吸光度隨提取時(shí)間的延長呈先急后緩的增長趨勢，二者可能存在近似的對數(shù)函數(shù)關(guān)系。設(shè)y=a+blnx，y表示吸光度，x表示提取時(shí)間，利用SPSS 17.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，決定系數(shù)R2=0.946，進(jìn)行擬合優(yōu)度檢驗(yàn)，方差分析顯示，F(xiàn)=87.5，P=0.001，擬合度較好，吸光度與提取時(shí)間存在良好的對數(shù)函數(shù)關(guān)系，確定參數(shù)a=0.594，b=0.302，對數(shù)函數(shù)方程為■=0.594+0.302lnx。擬合結(jié)果見圖2。圖2結(jié)果表明，提取時(shí)間延長對吸光度有正向促進(jìn)作用，吸光度在提取時(shí)間為20～70 min時(shí)隨時(shí)間的延長增長迅速，在70 min時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，70 min后，繼續(xù)延長提取時(shí)間對吸光度不再有顯著影響。這有可能是因?yàn)樵跅l件具備的情況下，提取反應(yīng)已經(jīng)在70 min時(shí)充分完成，70 min后紅色素提取反應(yīng)幾乎不再進(jìn)行。

3 結(jié)論

結(jié)果表明，在龍葵果紅色素提取過程中，提取時(shí)間、提取溫度是影響龍葵果紅色素提取結(jié)果的兩個(gè)重要因素。吸光度隨提取溫度升高呈先增后減的趨勢，提取溫度為60 ℃，吸光度達(dá)到最大值，吸光度與提取溫度呈良好的二次函數(shù)關(guān)系，擬合得到二次函數(shù)為■=0.322x2+0.054x；吸光度隨提取時(shí)間延長呈先急后緩的增長趨勢，以時(shí)間70 min為分界點(diǎn)，70 min前吸光度增加迅速，70 min后增速放緩，二者具有較好的對數(shù)函數(shù)關(guān)系，擬合得到對數(shù)函數(shù)■=0.594+0.302lnx。

參考文獻(xiàn)：

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[6] 宮敬利.超聲波輔助法提取大果龍葵色素的工藝研究[J].北方園藝，2010（22）：48-50.

[7] 袁 博，曹熙敏，范翠麗.提取龍葵果紅色素影響因素?cái)?shù)學(xué)模型研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，50（23）：4927-4928.

（責(zé)任編輯 溫 亮）