摘要：以野生雞樹條莢蒾（Viburnum sargentii Koehne）果皮為原料，采用熱浸提法提取紅色素，通過單因素試驗及正交試驗優(yōu)化提取條件，并檢測色素的穩(wěn)定性。結果表明，提取雞樹條莢蒾果皮紅色素的最佳工藝條件為體積分數(shù)80%、pH 2的乙醇溶液作提取溶劑，料液比m雞樹條莢蒾果皮∶V溶劑=1∶40（g/mL），浸提溫度60 ℃，浸提時間1.5 h，提取2次。色素在自然光照下易退色，溫度高于80 ℃時易褐化。

關鍵詞：雞樹條莢蒾（Viburnum sargentii Koehne）果皮；紅色素；提取

中圖分類號：R284.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）13-3124-04

雞樹條莢蒾（Viburnum sargentii Koehne）又名天目瓊花，是忍冬科莢蒾屬植物，春日開白花，深秋果實呈鮮紅色，累累掛滿枝頭，既具有觀賞價值又是一種較理想的天然紅色素資源。雞樹條莢蒾果實中含有黃酮、多糖、綠原酸、維生素、氨基酸、微量元素等多種營養(yǎng)成分[1-4]，其枝、葉、果實均可入藥，具有祛風通絡、活血消腫等功效[5]?，F(xiàn)代藥理研究表明雞樹條莢蒾果實能夠治療慢性支氣管炎、咳嗽痰喘等癥[6-9]，果實提取物還具有較好的抑菌作用[10]。近年來，隨著我國人民生活水平的提高，在食品、化妝品、醫(yī)藥、衛(wèi)生等領域對色素的需求量與日俱增，而天然色素由于具有安全、可靠、無毒副作用、著色自然等優(yōu)點，越來越受到人們的青睞[11-16]。本試驗以野生雞樹條莢蒾果皮為原料，通過單因素試驗和正交試驗對雞樹條莢蒾果皮中紅色素的提取工藝進行了研究，并對色素的光、熱穩(wěn)定性進行了探討，為開發(fā)和利用野生植物資源提供一定的依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雞樹條莢蒾果實采自江蘇省連云港市花果山，取皮，避光晾干，粉碎備用。乙醇、鹽酸、氫氧化鈉和乙酸均為分析純，購于上海國藥集團化學試劑有限公司。

主要儀器包括UV-2550型紫外可見分光光度計（日本島津公司）、RE-5285A旋轉蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）、DHG-9240A型電熱恒溫鼓風干燥箱（上海一恒科技有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 雞樹條莢蒾果皮紅色素的提取 稱取1 g雞樹條莢蒾果皮干粉樣品，置于磨口具塞錐形瓶中，加入體積分數(shù)80%、pH 2的乙醇溶液作提取溶劑，按試驗設計條件提取2次，離心取上清液，濃縮后定容，得到紅色素提取液。

1.2.2 色素提取率的測定 將雞樹條莢蒾果皮紅色素提取液稀釋后用紫外可見分光光度計在400～600 nm波長范圍內掃描，以體積分數(shù)80%、pH 2的乙醇溶液作參比，繪制色素的吸收光譜圖，以吸光度最大的波長作為檢測波長。色素提取率用色價表示，色價=吸光度A×稀釋倍數(shù)/雞樹條莢蒾果皮干粉質量（g）。色價越大表明色素的提取率越高。

1.2.3 單因素試驗 設置單因素試驗分別考察提取溶劑、乙醇溶液體積分數(shù)、料液比（m雞樹條莢蒾果皮∶V溶劑，g/mL，下同）、浸提時間、浸提溫度及提取溶劑pH對色素提取率的影響。①提取溶劑。取1 g雞樹條莢蒾果皮干粉，分別加入50 mL體積分數(shù)95%的乙醇溶液、酸性乙醇溶液（體積分數(shù)95%、pH 2）、0.3%的鹽酸、0.3%的氫氧化鈉、0.5%的乙酸溶液或水作提取溶劑，在室溫下浸提1.0 h，離心，取上清液，定容，檢測并計算色素提取率。②乙醇溶液體積分數(shù)。選用體積分數(shù)分別為30%、50%、60%、70%、80%、100%的乙醇溶液，用1.5 mol/L 的鹽酸溶液調節(jié)pH 2作為提取溶劑，浸提溫度50 ℃、料液比1∶50、浸提時間1.0 h，提取2次。③浸提時間。以體積分數(shù)80%、pH 2的乙醇溶液作提取溶劑，浸提時間分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h，浸提溫度50 ℃、料液比1∶50，提取2次。④浸提溫度。體積分數(shù)80%、pH 2的乙醇溶液作提取溶劑、料液比1∶50、浸提時間1.0 h，浸提溫度分別為30、40、50、60、70、80 ℃，提取2次。⑤pH。以體積分數(shù)80%的乙醇溶液作為提取溶劑，調節(jié)乙醇溶液pH分別為1、2、3、4、5、6、7，浸提溫度50 ℃、料液比1∶50、浸提時間1.0 h，提取2次。⑥料液比。以體積分數(shù)80%、pH 2的乙醇溶液作提取溶劑，浸提時間1.0 h，浸提溫度50 ℃，料液比分別為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50，提取2次。

1.2.4 正交試驗設計 設計正交試驗考察提取溶劑pH、浸提時間、浸提溫度和料液比對色素提取率的影響，正交試驗因素與水平見表1。

1.2.5 雞樹條莢蒾果皮紅色素的穩(wěn)定性試驗 ①光照對紅色素穩(wěn)定性的影響。取10 mL pH 2的色素提取液于具塞刻度試管中，分別放置于自然光直射和室內避光處，每隔24 h在最大吸收波長處測定其吸光度。②溫度對紅色素穩(wěn)定性的影響。取5 mL pH 2的色素提取液于具塞刻度試管中，分別放置于30、40、50、60、70、80、90 ℃恒溫水浴中2.0 h，取出冷卻至室溫后在最大吸收波長處測定其吸光度。

2 結果與分析

2.1 雞樹條莢蒾果皮紅色素最大吸收波長的確定

雞樹條莢蒾果皮紅色素提取液在400～600 nm波長范圍內的吸收光譜見圖1。由圖1可知，雞樹條莢蒾果皮紅色素在536 nm處有吸收峰，因此后續(xù)試驗均以色素提取液在536 nm處的吸光度為參考計算雞樹條莢蒾果皮紅色素的提取率。

2.2 單因素試驗結果

2.2.1 提取溶劑對雞樹條莢蒾果皮紅色素提取的影響 不同提取溶劑對色素提取率的影響結果見圖2。由圖2可知，酸性乙醇溶液（體積分數(shù)95%、pH 2）作提取溶劑時色素提取液的色價最大，所以后續(xù)試驗以酸性乙醇溶液作為提取溶劑。

2.2.2 乙醇溶液體積分數(shù)對雞樹條莢蒾果皮紅色素提取的影響 不同體積分數(shù)的乙醇作提取溶劑對雞樹條莢蒾果皮紅色素提取率的影響如圖3所示。由圖3可知，色素提取液的色價先隨乙醇溶液體積分數(shù)的升高而升高，乙醇溶液體積分數(shù)達80%時色素提取液的色價最大，之后再升高乙醇溶液體積分數(shù)，色價反而下降，說明體積分數(shù)80%、pH 2的乙醇溶液更適合雞樹條莢蒾果皮紅色素的溶出，因此后續(xù)試驗用體積分數(shù)80%的乙醇溶液作提取溶劑。

2.2.3 浸提時間對雞樹條莢蒾果皮紅色素提取的影響 不同浸提時間下雞樹條莢蒾果皮紅色素的提取率如圖4所示。由圖4可知，浸提時間由0.5 h延長至1.0 h，色素提取液的色價略有升高，浸提時間為1.0 h時色價最高并在1.5 h時基本保持穩(wěn)定，之后隨著浸提時間的延長色素提取液的色價下降。浸提時間過短不利于原料中色素的充分溶出，但浸提時間過長可能會導致色素變性[17]，因此適宜的浸提時間為0.5～1.5 h。

2.2.4 浸提溫度對雞樹條莢蒾果皮紅色素提取的影響 不同浸提溫度對雞樹條莢蒾果皮紅色素提取率的影響如圖5所示。由圖5可知，隨浸提溫度的升高，色素提取液的色價先呈升高趨勢，浸提溫度由60 ℃升高到70 ℃，色價基本保持不變，浸提溫度升高到80 ℃時色素提取液的色價略有下降，可能是溫度過高導致色素分解，故浸提溫度以60～70 ℃為宜。

2.2.5 pH對雞樹條莢蒾果皮紅色素提取的影響 提取溶劑乙醇溶液的pH對雞樹條莢蒾果皮紅色素提取率的影響見圖6。由圖6可知，乙醇溶液的pH由1升高到2，色素提取液的色價略有升高，之后隨著提取溶劑pH的升高色素提取液的色價迅速下降，顏色由紫紅色逐漸變淺，pH為7時色素提取液的顏色變?yōu)辄S褐色，說明雞樹條莢蒾果皮紅色素在酸性條件下較為穩(wěn)定。

2.2.6 料液比對雞樹條莢蒾果皮紅色素提取的影響 不同料液比對雞樹條莢蒾果皮紅色素提取率的影響見圖7。由圖7可以看出，在試驗范圍內料液比對雞樹條莢蒾果皮紅色素提取率的影響較大，隨著提取溶劑用量的增加，即料液比的降低，色素提取液的色價升高，料液比由1∶10降低到1∶30色素提取液的色價升高幅度較大，由1∶30降低到1∶50色素提取液的色價變化趨勢較為平緩，料液比為1∶50時色價最高，料液比為1∶60時提取液的色價又有所下降，故料液比以1∶30～1∶50為宜。

2.3 正交試驗結果

在單因素試驗的基礎上進行正交試驗，結果見表2。由極差分析可知，各因素對色素提取率的影響由大到小依次為pH、浸提溫度、浸提時間、料液比，最佳提取工藝條件組合為A2B2C3D2，即pH 2、浸提溫度60 ℃、浸提時間1.5 h、料液比1∶50。此組合未包括在正交試驗的組合中，因此在此條件下進行驗證試驗，重復3次，所得雞樹條莢蒾果皮紅色素提取液的色價分別為46.34、46.12、46.42，平均為46.29，與正交試驗組合A2B2C3D1所得色素提取液的色價相差不大，考慮到料液比對色素提取率的影響較小，從節(jié)約成本、簡化操作的角度考慮選擇料液比為1∶40。

2.4 雞樹條莢蒾果皮紅色素的穩(wěn)定性試驗結果

2.4.1 雞樹條莢蒾果皮紅色素的光穩(wěn)定性 提取的雞樹條莢蒾果皮紅色素在室內避光和自然光照條件下吸光度A536 nm隨放置時間的變化見圖8。由圖8可知，隨著放置時間的延長，自然光照條件下色素提取液的A536 nm下降，退色明顯，而避光條件下色素提取液的A536 nm和顏色基本不變，因此，在生產和使用該色素時要盡量避光。

2.4.2 雞樹條莢蒾果皮紅色素的熱穩(wěn)定性 提取的雞樹條莢蒾果皮紅色素經不同溫度水浴處理2.0 h后吸光度A536 nm的變化見圖9。由圖9可知，浸提溫度由30 ℃升高到70 ℃，雞樹條莢蒾果皮紅色素提取液的吸光度略有升高，顏色逐漸加深，浸提溫度升高到80 ℃，A536 nm迅速升高，色素提取液的顏色也變暗發(fā)黑，這可能是由于溫度升高，色素分子發(fā)生了聚合[18]。說明雞樹條莢蒾果皮紅色素遇高溫時不穩(wěn)定，因此不宜用于高溫食品的加工。

3 小結與討論

雞樹條莢蒾果皮紅色素的酸性乙醇溶液提取液為紫紅色，在可見光區(qū)的最大吸收波長為536 nm，單因素試驗和正交試驗表明，影響提取率的主要因素是提取溶劑的pH，其次為浸提溫度，再次是浸提時間，料液比的影響最小。最佳提取條件為以體積分數(shù)80%、pH 2的乙醇溶液作提取溶劑，浸提溫度60 ℃，浸提時間1.5 h，料液比1∶40，提取2次。

雞樹條莢蒾果皮紅色素在自然光照下易退色，在30～70 ℃的溫度下穩(wěn)定性較好，溫度過高會導致色素褐變，因此在開發(fā)利用該色素產品時應盡量避光，加工溫度應低于70 ℃。

雞樹條莢蒾不僅野生資源豐富，而且適于人工栽培，原料易得、成本低廉，從其果皮中提取的紅色素安全性高、操作簡便、產品得率高，是一種具有廣闊的開發(fā)利用前景的天然色素。

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