呂曼曼，劉 航，苗修港，許芳溢，李五霞，王 敏*

超聲波輔助提取高粱全粉色素工藝及其體外抗氧化性分析

呂曼曼，劉 航，苗修港，許芳溢，李五霞，王 敏*

（西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

目的：確定高梁全粉中色素超聲輔助提取最佳工藝條件，并對(duì)其抗氧化活性進(jìn)行評(píng)價(jià)。方法：在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以色素提取率為響應(yīng)值，應(yīng)用響應(yīng)面Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)色素提取工藝條件進(jìn)行優(yōu)化；同時(shí)探究高梁色素的體外抗氧化能力。結(jié)果：超聲波輔助提取高梁全粉色素的最佳條件為：乙醇體積分?jǐn)?shù)50.76%、超聲功率500.64 W、料液比1∶16.72（g/mL），此條件下色素提取率理論值為54.26%，在提取條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)51%、超聲功率為504 W、料液比為1∶17（g/mL）時(shí)，色素提取率為（53.99±0.26）%；高梁色素對(duì)1,1-二苯基苦基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazy，DPPH）自由基和羥自由基（·OH）清除作用明顯，且具有較好的還原能力。結(jié)論：利用響應(yīng)面Box-Behnken試驗(yàn)分析結(jié)果可靠，得到了高梁全粉色素超聲波輔助提取的最佳工藝條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明高梁色素具有較強(qiáng)的抗氧化活性。

高梁色素；超聲提取；響應(yīng)面；抗氧化

高梁（Sorghum vulgare）為一種禾木科高梁屬的植物，不僅產(chǎn)量高，而且具有獨(dú)特的耐旱、耐澇、耐鹽堿等抗逆性[1]。近年來以高梁作為傳統(tǒng)食品的亞洲和非洲許多國(guó)家的高梁食用量逐漸在降低，加之高梁籽粒的開發(fā)利用研究遠(yuǎn)不如玉米等其他糧食作物廣泛和深入，因此高梁的種植面積正逐漸縮小。然而，高梁的高產(chǎn)性、高光合效率、強(qiáng)抗逆性和生產(chǎn)成本低決定了其在許多地區(qū)難以完全被別的作物取代。同時(shí)高梁還含有必需脂肪酸[2]、酚酸、類黃酮等多種酚類化合物[3-5]，對(duì)治療心血管疾病、降低血液膽固醇起到積極作用[6]，高梁還具有抗炎作用[7]。因此，開展對(duì)高梁的綜合利用研究勢(shì)在必行。

高梁中淀粉含量為65.3%～81%，平均為79.5%[8]，以高梁籽粒的粗磨粉為原料可以制備出質(zhì)量較高的淀粉[9]。然而高梁中含有天然紅色素，它的存在對(duì)高梁淀粉的品質(zhì)有一定影響[10]，因此為保證制備的高梁淀粉品質(zhì)必須對(duì)其中的色素進(jìn)行清除。目前有關(guān)高梁全粉中的色素提取及其性質(zhì)的研究還鮮見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)利用超聲波輔助法提取高梁全粉色素，并通過響應(yīng)面法對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到提取高梁色素的最優(yōu)工藝，同時(shí)對(duì)提取的高梁色素體外抗氧化活性進(jìn)行研究。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

高梁籽粒，晉雜22號(hào)，由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高梁研究所提供。

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（生化試劑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于98.0%） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司；1,1-二苯基苦基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazy，DPPH） 美國(guó)Sigma公司；甲醇、無水乙醇、三氯乙酸、硫酸亞鐵、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、三氯化鐵、30%雙氧水均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

KQ-700DE型數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；FW100型高速萬能粉碎機(jī) 北京成萌偉業(yè)科技有限公司；WFJ72系列721型可見分光光度計(jì) 上海光譜儀器有限公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠；KDC-40低速離心機(jī)、HC-2516高速離心機(jī)科大創(chuàng)新股份有限公司中佳分公司。

1.3 方法

1.3.1 高梁的預(yù)處理

將高梁籽粒的外種皮用谷物脫殼機(jī)去掉，用40 ℃溫度烘箱烘干，在實(shí)驗(yàn)室粉碎磨粉，全粉過80 目篩，測(cè)得水分含量為11.35%，置于4 ℃冰箱中備用。

1.3.2 高梁色素的提取及提取率測(cè)定方法

高梁色素提取工藝：干燥高梁全粉→加適量一定體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液→超聲波提取→3 500 r/min離心→上清液濃縮→干燥→高梁色素粗品。

采用間接法（NaNO2-Al(NO3)3-NaOH）測(cè)定高梁色素的提取量[11]。參考Bao Jinsong等[12]方法略有改動(dòng)，加入樣品液300 μL，然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)5% NaNO2溶液200 μL漩渦混勻，室溫放置6 min，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的Al(NO3)3溶液200 μL漩渦混勻，室溫放置6 min繼續(xù)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%NaOH溶液2 mL，用蒸餾水將各試管補(bǔ)至5 mL后混勻在暗處放置15 min顯色，510 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度（mg/mL）為橫坐標(biāo)、510nm波長(zhǎng)處的吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為：y=10.18x＋0.0065，R2=0.999 6。

根據(jù)已有研究[13-14]優(yōu)化出高梁色素的工藝條件多次提取，合并提取液，濃縮，按高梁色素含量的測(cè)定方法得出高梁全粉中色素的總量為0.91%。根據(jù)色素含量和提取量按式（1）計(jì)算高梁率色素提取率。

式中：m0為高梁粉中色素的提取量/g；m1為高梁粉中色素的含量/g。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取高梁粉3.0 g，放入150 mL燒杯中，在其他條件一定的情況下，采用不同乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、超聲功率、提取時(shí)間、提取溫度、提取次數(shù)進(jìn)行單因素試驗(yàn)[15-17]，以高梁色素提取率為響應(yīng)值，逐個(gè)考察各個(gè)提取條件對(duì)提取率的影響。

1.3.4 高梁色素提取響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以影響色素提取率的最主要因素為變量，以提取率為響應(yīng)值，以對(duì)超聲提取色素影響效果顯著的3 個(gè)因素：乙醇體積分?jǐn)?shù)（A）、超聲功率（B）和料液比（C）為自變量，采用響應(yīng)面Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，對(duì)超聲波輔助提取高梁色素工藝試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，設(shè)計(jì)三因素三水平試驗(yàn)，因素及水平如表1所示。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels used for response surface analysis

1.3.5 高梁色素體外抗氧化性測(cè)定

用響應(yīng)面方法分析得出的最佳條件提取高梁全粉中色素，得到的提取液濃縮干燥后用體積分?jǐn)?shù)70%的乙醇溶液配制不同質(zhì)量濃度的高梁色素溶液。

1.3.5.1 DPPH自由基清除能力測(cè)定[18-19]

取不同質(zhì)量濃度的高梁色素溶液1.0 mL于試管中，分別加入提前配制的DPPH溶液（0.002 6 g DPPH，甲醇定容至50 mL，避光放置）1.0 mL，以2.0 mL甲醇作空白、1.0 mL DPPH與1.0 mL甲醇混合液作對(duì)照，振搖混勻后置于暗室中靜置30 min，于517 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，按式（2）計(jì)算DPPH自由基清除率。

式中：Ax為樣品溶液的吸光度；A0為對(duì)照溶液的吸光度。

1.3.5.2 ·OH清除率測(cè)定[20-21]

在試管中依次加入9 mmol/L FeSO4溶液1.0 mL、9 mmol/L水楊酸-乙醇溶液1.0 mL、不同質(zhì)量濃度的高梁色素溶液1.0 mL。再加入8.8 mmol/L H2O2溶液1.0 mL啟動(dòng)反應(yīng)，振搖混勻后將試管迅速移入37 ℃水浴鍋中，靜置30 min后于510 nm波長(zhǎng)處測(cè)定不同質(zhì)量濃度樣品液的吸光度Ax。用蒸餾水代替H2O2時(shí)在510 nm波長(zhǎng)處測(cè)得對(duì)應(yīng)質(zhì)量濃度的本底吸光度。用蒸餾水代替樣品在510 nm波長(zhǎng)處測(cè)得對(duì)照吸光度，按式（3）計(jì)算樣品對(duì)·OH的清除率。

式中：Ax為樣品溶液的吸光度；Ax0為用蒸餾水代替H2O2時(shí)測(cè)得對(duì)應(yīng)濃度的本底吸光度；A0為蒸餾水代替樣品測(cè)得對(duì)照吸光度A0。

1.3.5.3 還原力測(cè)定[22-23]

取不同質(zhì)量濃度的高梁色素溶液1.0 mL于試管中，再依次加入0.2 mol/L pH 6.6的磷酸緩沖液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%鐵氰化鉀溶液各2.0 mL，混合均勻后，立即放入50 ℃水浴反應(yīng)20 min，取出冷卻至室溫，加入2.0 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%三氯乙酸終止反應(yīng)。離心后吸取反應(yīng)液2.0 mL，再加入2.0 mL蒸餾水和0.4 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1% FeCl3溶液，振搖混勻，暗室反應(yīng)30 min后于700 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003對(duì)單因素試驗(yàn)中的各因素進(jìn)行比較分析。采用Design-Expert 7.0.0數(shù)據(jù)處理專家進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析。同時(shí)所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3 次。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)色素提取率的影響

圖1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)色素提取率的影響Fig.1 Effect of ethanol concentration on the extraction yield of pigment

控制提取條件為料液比1∶15（g/mL）、提取溫度40 ℃、超聲功率420 W、提取時(shí)間30 min，研究乙醇體積分?jǐn)?shù)為30%、40%、50%、60%、70%時(shí)色素提取率變化。由圖1可以看出，在試驗(yàn)設(shè)定范圍內(nèi)，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大提取率先增大后減小，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)，隨著體積分?jǐn)?shù)的增加提取率急速下降。這可能是乙醇體積分?jǐn)?shù)過高增加了高梁粉中有其他醇溶性物質(zhì)的溶出，影響了色素的溶解[14]。而乙醇體積分?jǐn)?shù)過低影響色素的溶解，色素提取率低，所以當(dāng)其他條件確定時(shí)，最佳的乙醇體積分?jǐn)?shù)選擇50%。

2.1.2 料液比對(duì)色素提取率的影響

圖2 料液比對(duì)色素提取率的影響Fig.2 Effect of material/liquid ratio on the extraction yield of pigment

控制提取條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、提取溫度40 ℃、超聲功率420 W、提取時(shí)間30 min，研究料液比為1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30（g/mL）時(shí)色素提取率變化。由圖2可知，隨著提取劑用量比例的增大色素提取率增加，達(dá)到1∶15（g/mL）后隨著提取劑用量的增加，提取率增加緩慢。提取劑量太小提取不完全，色素提取率過低，試驗(yàn)用的是高梁全粉，提取劑量太大時(shí)又浪費(fèi)溶劑。因此當(dāng)其他條件確定時(shí)，選用料液比1∶15（g/mL）為最佳。

2.1.3 提取時(shí)間對(duì)色素提取率的影響

圖3 提取時(shí)間對(duì)總色素提取率的影響Fig.3 Effect of extraction time on the extraction yield of pigment

控制提取條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、料液比1∶15（g/mL）、提取溫度40 ℃、超聲功率420 W，研究提取時(shí)間為25、35、45、55、65 min時(shí)色素的提取率變化。由圖3可知,在提取時(shí)間為35 min之前，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，色素提取率也隨之增加；時(shí)間超過35 min后提取率反而降低。高于35 min，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，提取率反而下降，這可能是長(zhǎng)時(shí)間超聲破壞了色素的結(jié)構(gòu)，降低了其在乙醇溶液中的溶解性導(dǎo)致提取率下降。因此，當(dāng)其他條件確定時(shí)，超聲時(shí)間選擇在35 min左右。

2.1.4 超聲功率對(duì)提取率的影響

圖4 超聲功率對(duì)總色素提取率的影響Fig.4 Effect of ultrasonic power on the extraction yield of pigment

控制提取條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、料液比1∶15（g/mL）、提取溫度40 ℃、提取時(shí)間30 min，研究超聲功率為350、420、490、560、630 W時(shí)色素的提取率變化。由圖4可以看出，超聲功率350～490W范圍內(nèi)，色素提取率逐漸增加，而超聲功率490～630W范圍內(nèi)恰好相反，提取率下降劇烈。超聲功率太低，空化效應(yīng)不強(qiáng)烈，分子擴(kuò)散速度較慢，色素提取量少，提取率低。但是過高的超聲功率，可能對(duì)色素分子造成破壞，同時(shí)對(duì)高梁淀粉的組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了破壞作用，部分色素分子會(huì)被破壞作用產(chǎn)生的細(xì)小微粒吸附，導(dǎo)致色素提取率下降。因此當(dāng)其他條件確定時(shí)，超聲功率選擇在490 W左右為宜。

2.1.5 提取溫度對(duì)色素提取率的影響

圖5 提取溫度對(duì)色素提取率的影響Fig.5 Effect of extraction temperature on the extraction yield of pigment

控制提取條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)50%、料液比1∶15（g/mL）、超聲功率420 W、提取時(shí)間30 min，研究超聲提取溫度為35、40、45、50、55、60 ℃時(shí)色素的提取率變化。從圖5可以看出，隨著溫度的升高，色素提取率緩慢增加，當(dāng)溫度達(dá)到55 ℃時(shí)，色素提取率又開始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這說明溫度越高色素提取量越大，色素提取率也就越高。但當(dāng)溫度達(dá)到一定程度時(shí)，可能由于高溫導(dǎo)致色素不穩(wěn)定或色素分解、被破壞，色素提取率降低。因此，當(dāng)其他條件確定時(shí)，超聲溫度選擇在55 ℃為宜。

2.1.6 提取次數(shù)對(duì)色素提取率的影響

圖6 提取次數(shù)對(duì)色素提取率的影響Fig.6 Effect of number of repeated extractions on the extraction yield of pigment

在單因素試驗(yàn)已得到的最佳因素條件下，每次提取后的殘?jiān)^續(xù)提取，連續(xù)提取3 次。由圖6可以看出，提取1 次色素提取率就達(dá)到50%以上，在第2次時(shí)候提取率不足10%，第3次更小，不足1%。這說明本試驗(yàn)中色素提取1 次效果已經(jīng)很好，對(duì)于本試驗(yàn)選擇提取1 次即可。

2.2 響應(yīng)面分析法對(duì)高梁色素提取工藝的優(yōu)化

表2 響應(yīng)面分析設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Experimental design and results of response surface analysis

利用Design Expert 7.0.0軟件對(duì)表2的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到回歸方程：

Y=-1 299.411 84＋21.256 91A＋21.296 49B＋6.296 51C＋0.010 395AB＋0.078 707AC＋0.037 126BC-20.229 68A2-0.156 92B2-0.387 10C2

對(duì)上述回歸模型進(jìn)行了方差分析，結(jié)果見表3，該表表明該回歸模型顯著（P=0.013 8）?；貧w模型的R2=0.971 2，失擬項(xiàng)P=0.073 7＞0.05，不顯著，說明該回歸模型充分?jǐn)M合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以用該模型分析和預(yù)測(cè)超聲波輔助提取高梁色素的工藝結(jié)果。回歸模型中的一次項(xiàng)因素C顯著，二次項(xiàng)均為極顯著。3 個(gè)因素中對(duì)提取結(jié)果影響最大的為料液比，其次為超聲功率，影響程度最小的為乙醇體積分?jǐn)?shù)。

表3 回歸方程方差分析表Table 3 Analysis of variance for the fitted regression equation

響應(yīng)面圖形是對(duì)各試驗(yàn)因子A、B、C所構(gòu)成的三維空間的曲面圖，從響應(yīng)面分析圖上可看出最佳參數(shù)及各參數(shù)之間的相互作用。根據(jù)回歸方程得出不同因子的響應(yīng)面分析圖及相應(yīng)等高線圖結(jié)果見圖7。曲線越陡峭，則表明該因素對(duì)總色素提取率的影響越大，相應(yīng)表現(xiàn)為響應(yīng)值變化的大小[16]，由圖7可較直觀地看出各因素交互作用對(duì)高梁色素提取率的影響，料液比和乙醇體積分?jǐn)?shù)的交互作用對(duì)試驗(yàn)影響最大，超聲功率和乙醇體積分?jǐn)?shù)這兩個(gè)因素交互作用程度較小。從圖7可以看出各因素中對(duì)提取結(jié)果影響最大的為料液比，其次為超聲功率，影響程度最小的為乙醇體積分?jǐn)?shù)，表3回歸分析結(jié)果也與此相吻合。

圖7 兩因素交互作用對(duì)色素提取率的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.7 Response surface and contour plots for the effects of operating parameters on the extraction yield of pigment

由響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果，得到色素的最佳超聲波輔助提取條件：乙醇體積分?jǐn)?shù)50.76%、超聲功率500.64 W、料液比1∶16.72（g/mL）。在此優(yōu)化的最佳條件下，色素提取率理論值為54.26%，結(jié)合實(shí)際在乙醇體積分?jǐn)?shù)51%、超聲功率504 W、料液比1∶17（g/mL）條件下，經(jīng)過3 次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)際得到的色素提取率的平均值為（53.99±0.26）%，與預(yù)測(cè)的理論值很接近，這說明該回歸模型具有可靠性。利用超聲波輔助方法提取高梁全粉色素具有一定的可行性與應(yīng)用價(jià)值。

2.3 高梁色素體外抗氧化測(cè)定結(jié)果

2.3.1 高梁色素對(duì)DPPH自由基清除作用

圖8 不同質(zhì)量濃度色素對(duì)DPPH自由基的清除作用Fig.8 Scavenging activity of sorghum pigment at various concentrations against DPPH· free radicals

DPPH自由基是一種穩(wěn)定的自由基，其醇溶液在517 nm波長(zhǎng)處有一吸收峰。在反應(yīng)系統(tǒng)中加入的自由基清除劑可以和DPPH自由基的單電子配對(duì)而使在517 nm波長(zhǎng)處吸光度降低。可根據(jù)在517 nm波長(zhǎng)處吸光度的變化來檢測(cè)DPPH自由基的清除情況，從而評(píng)價(jià)樣品的抗氧化能力[24]。由圖8可以看出，高梁色素提取液具有較好的DPPH自由基清除能力，但低于VC。在質(zhì)量濃度0～30 μg/mL范圍內(nèi)高梁色素提取液對(duì)DPPH自由基清除率迅速增加，之后隨著色素質(zhì)量濃度的增加，DPPH自由基的清除率增加緩慢。質(zhì)量濃度達(dá)到40 μg/mL，清除率達(dá)到了93.23%；質(zhì)量濃度增加到60 μg/mL時(shí)，DPPH自由基清除率只提高了1.1%。當(dāng)質(zhì)量濃度大于40 μg/mL時(shí)，VC和色素提取液對(duì)DPPH自由基的清除能力相當(dāng)。

2.3.2 高梁色素對(duì)·OH的清除作用

圖9 不同質(zhì)量濃度色素對(duì)·OH的清除作用Fig.9 Scavenging activity of sorghum pigment at various concentrations against hydroxyl free radicals

由圖9可以看出，在試驗(yàn)的質(zhì)量濃度范圍，隨著高梁色素質(zhì)量濃度增加，對(duì)·OH清除率不斷增加。在質(zhì)量濃度低于1.0 mg/mL時(shí)，高梁色素提取液質(zhì)量濃度與對(duì)·OH的清除能力具有良好的線性關(guān)系；質(zhì)量濃度高于1.0 mg/mL后，清除率的增加緩慢，當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到2.0 mg/mL時(shí)，色素提取液對(duì)·OH清除率可達(dá)91.99%。VC和色素提取液的IC50值分別為0.263 mg /mL與0.635 5 mg/mL，說明色素溶液對(duì)·OH具有很好的清除作用。

2.3.3 高梁色素的還原能力

圖10 不同質(zhì)量濃度色素的還原能力Fig.10 Reducing power of sorghum pigment at various concentrations

物質(zhì)的還原性作用可以還原力來體現(xiàn)，還原性物質(zhì)在反應(yīng)體系中反應(yīng)，反應(yīng)體系在700 nm波長(zhǎng)處的吸光度越大，表明抗氧化劑還原力越強(qiáng)[25]。由圖10可以看出，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，VC和高梁色素提取液的還原能力隨著其質(zhì)量濃度的增加而增加，而且還原力的增加呈直線上升趨勢(shì)。在質(zhì)量濃度為20 μg/mL時(shí)，VC和高梁色素提取液的還原力分別為0.267和0.097；當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到30 μg/mL時(shí)，色素提取液的還原力為0.231，說明高梁色素具有很強(qiáng)的還原性。

3 結(jié)論與討論

超聲波輔助提取高梁全粉中的色素操作簡(jiǎn)便、能耗低、提取效率高，以響應(yīng)面方法分析得出提取色素的最佳條件，結(jié)果可用。最佳條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)50.76%、超聲功率500.64 W、料液比為1∶16.72（g/mL），此條件下，色素提取率理論值54.26%。在乙醇體積分?jǐn)?shù)51%、超聲功率504 W、料液比1∶17（g/mL）條件下，經(jīng)過3 次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)際得到的色素提取率為（53.99±0.26）%。

本實(shí)驗(yàn)通過色素溶液對(duì)·OH和DPPH自由基的清除以及對(duì)總還原力的測(cè)定，與VC作對(duì)照[25]，說明高梁粉中的色素具有有較好的抗氧化能力，且在一定的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)一定線性關(guān)系，但是其抗氧化性低于VC。

高梁粉中色素提取工藝和其抗氧化能力的研究為高梁粉中色素的進(jìn)一步開發(fā)研究提供了理論依據(jù)。實(shí)驗(yàn)中所用是色素的粗提物，可能含有蛋白質(zhì)、纖維素等雜質(zhì)，高梁粉中色素的組成、結(jié)構(gòu)以及純化等還需進(jìn)一步的研究。

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Ultrasonic-Assisted Extraction and in vitro Antioxidant Activity of Pigment from Sorghum Flour

Lü Man-man, LIU Hang, MIAO Xiu-gang, XU Fang-yi, LI Wu-xia, WANG Min*
(College of Food Science and Engineering, Northwest A & F University, Yangling 712100, China)

Objective: To explore the optimal ultrasonic-assisted extraction conditions of pigment from sorghum flour and evaluate the antiox idant activity of the extracted pigment. Methods: Based on the single-factor designs, the ultrasonicassisted extraction conditions of pigment from sorghum flour were optimized by response surface methodology with Box-Behnken design in order to increase the extraction yield of pigment. Meanwhile, the in vitro antioxidant activity of pigment from sorghum flour was also studied. Results: The optimal extraction conditions were 50.76%, 500.64 W and 1:16.72 (g/mL) for ethanol concentration, ultrasonic power and material/liquid ratio, respectively. Under these conditions, the maximum predicted extraction yield of pigment was 54.26%. When the ethanol concentration, ultrasonic power and material/liquid ratio were 51%, 504 W and 1:17 (g/mL), respectively, the experimentally observed extraction yield of pigment was (53.99 ± 0.26)%. Sorghum pigment showed significant scavenging effects on 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazy (DPPH ) and hydroxyl free radicals ( OH) and excellent reducing power. Conclusion: Response surface methodology with Box-Behnken design is applicable for the optimization of the ultrasonic-assisted extraction of pigment from sorghum flour. The pigment from sorghum flour has strong antioxidant capacity.

sorghum pigment; ultrasonic-assisted extraction; response surface methodology; antioxidant activity

TS239

A

1002-6630（2014）16-0039-07

10.7506/spkx1002-6630-201416008

2013-12-11

“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國(guó)家科技計(jì)劃課題（2012BAD34B05）

呂曼曼（1989—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称饭こ?。E-mail：skywy1@sina.com

*通信作者：王敏（1967—），女，教授，博士，研究方向?yàn)槭称窢I(yíng)養(yǎng)與安全、食品化學(xué)與分析和西部特色藥食兼用資源加工利用。E-mail：wangmin20050606@163.com