李俊儒　王靜霞　吳李川　胡繼紅

桑葚花青素的提取和測定工藝探究

李俊儒王靜霞吳李川胡繼紅

（四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川成都611830）

桑葚果實(shí)味道甜美，其花青素含量較高且種類豐富，具有較高的食用價(jià)值。桑葚含有多種營養(yǎng)物質(zhì)，可以起到美容養(yǎng)顏、降脂降血糖以及預(yù)防心腦血管疾病發(fā)生的作用，具有較高的醫(yī)用價(jià)值。

桑葚；花青素；提取方法；測定工藝

1 桑葚花青素的提取方法

要想實(shí)現(xiàn)花青素在桑葚當(dāng)中的分離和利用，首先要將其提取出來。但是由于花青素具有比較特殊的結(jié)構(gòu)和比較復(fù)雜的化學(xué)成分，在提取的過程當(dāng)中表現(xiàn)出嚴(yán)重的不穩(wěn)定性，因此相關(guān)人員需要使用更為先進(jìn)的提取技術(shù)。

1.1 溶劑提取法

在花青素提取的時(shí)候，溶劑提取法是比較常用的，它的特點(diǎn)是操作簡單。在這種方法當(dāng)中常用的溶劑主要有蒸餾水、乙醇、丙酮、甲醇等。為了確保提取的效率，通常會(huì)在溶劑當(dāng)中加入適當(dāng)溶度的鹽酸等酸性溶液。

在這個(gè)基礎(chǔ)上，研究人員還對提取的工藝進(jìn)行了優(yōu)化，比如有研究人員使用雙水相萃取法來將花青素從桑葚當(dāng)中提取出來，他們使用了濃度為30 %的乙醇融合和20 %的硫酸銨溶液組成了雙水相系統(tǒng)，在pH值為4.5～5.5的情況下，將溫度控制在35 ℃，將桑葚當(dāng)中的花青素提取了出來，同時(shí)將85 %的游離狀態(tài)的糖有效去除。還有的研究人員使用正交實(shí)驗(yàn)法對花青素的提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，他們使用了濃度為50 %的乙醇溶液，將提取液的pH值控制在4，將桑葚與溶劑的比例控制在1∶1，在浸泡3次之后，從桑葚果汁和果渣當(dāng)中分別提出了花青素，提取率為0.04 %左右。

在上述的實(shí)驗(yàn)研究當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn)，使用溶劑提取法來提取桑葚當(dāng)中花青素的時(shí)候，桑葚與提取劑的使用比例為1∶10～1∶40是最佳的狀態(tài)，提取溫度通常為35～75 ℃。由于花青素的活性比較高，因此為了防止其降解，需要將提取的時(shí)間控制在1.5 h左右。溶劑提取法的操作簡單，對設(shè)備沒有特定的要求，但是提取的時(shí)間比較長、提取效率也并不高。

1.2 超聲輔助提取法

超聲輔助提取法主要利用的是超聲波機(jī)械的振動(dòng)和空化來提高花青素的提取效率。因此超聲波輔助提取法是一種物理提取方法，它的特點(diǎn)是在提取的過程當(dāng)中可以最大限度地保持花青素結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少花青素的破壞與流失。

研究人員在使用超聲輔助提取法的時(shí)候，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究了各個(gè)因素對提取效率的影響。他們發(fā)現(xiàn)，在乙醇溶液的濃度為60 %、溶劑酸堿度為2、桑葚與溶劑比例為1∶10、超聲時(shí)間為30 min、溫度為55 ℃、冷凝回流管提取次數(shù)為2次的時(shí)候，提取的效果最好，在100 g桑葚當(dāng)中提取的花青素含量約為260 mg。

超聲輔助提取法的特點(diǎn)是提取時(shí)間比較短、效率比較高，與此同時(shí)，這種方法可以適用多種提取場合，設(shè)備操作起來也比較簡單。因此，這種方法可以被廣泛地應(yīng)用于花青素的工業(yè)提取和生產(chǎn)當(dāng)中來。

1.3 微波輔助提取法

微波的振動(dòng)頻率比較高，因此會(huì)使得細(xì)胞內(nèi)的溫度在較短的時(shí)間內(nèi)快速升高。與此同時(shí)，微波還可以改變細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液的滲透壓，使得細(xì)胞壁出現(xiàn)破裂，細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞。在這樣的情況下，細(xì)胞外的溶劑就可以流入到細(xì)胞內(nèi)，在溶解的過程當(dāng)中使細(xì)胞當(dāng)中的花青素被釋放出來。因此使用微波輔助提取法的提取效率比較高，可以有效縮短提取的時(shí)間。

研究人員在使用微波輔助提取法的時(shí)候，通常會(huì)結(jié)合其他的提取方法，使二者相得益彰。比如有的研究人員將該方法與正面分析法結(jié)合使用，在酸化甲醇濃度為60 %、微波的功率為420 W、桑葚與溶劑之間的比例為1∶25 、提取時(shí)間為130 s的時(shí)候提取的效率是最高的，他們經(jīng)過實(shí)際操作之后得出了在這種情況下桑葚當(dāng)中花青素的含量為55 mg/g左右。還有的研究人員通過單因素試驗(yàn)得出了該方法比溶劑提取法的提取效率高15 %以上。與此同時(shí)，他們通過響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)得出了，在桑葚與溶劑比例為1∶15、提取時(shí)間為50 s、微博功率為652 W左右、乙醇溶液濃度為70 %的時(shí)候提取的效果是最佳的，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得到了提取物當(dāng)中的花色苷含量約為3.5 mg/g。

微波輔助提取法的特點(diǎn)是可以破壞植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，提取的效率比較高。但是在應(yīng)用該方法的過程當(dāng)中，需要控制好溫度和時(shí)間，否則很容易出現(xiàn)局部溫度過熱、桑葚當(dāng)中花青素降解的情況。與此同時(shí)，這種方法對實(shí)驗(yàn)的設(shè)備和容器有比較高的要求，因此該方法沒有大規(guī)模應(yīng)用。

2 桑葚花青素的測定原理

要實(shí)現(xiàn)對桑葚當(dāng)中花青素的精準(zhǔn)測定，首先要了解花青素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)?；ㄇ嗨氐慕Y(jié)構(gòu)母核為2-苯基苯并吡喃陽離子，其化學(xué)機(jī)構(gòu)如圖1所示?；ㄇ嗨禺?dāng)中不同種類色素的R基團(tuán)類型不同，比如飛燕草色素的R1和R2基團(tuán)都是OH；天竺葵的R1和R2基團(tuán)都是H；錦葵的R1和R2基團(tuán)都是OCH3；矢車菊色素的R1基團(tuán)為OH，R2基團(tuán)為H；矮牽牛的R1基團(tuán)為OCH3，R2基團(tuán)為OH；芍藥的R1基團(tuán)為OCH3，R2基團(tuán)為H。

圖1 花青素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

六種色素的不同R基團(tuán)類型導(dǎo)致它們在色譜柱當(dāng)中所停留的時(shí)間不同，從而可以實(shí)現(xiàn)對這些色素的分離。與此同時(shí)，研究人員可以使用高效液相色譜和專業(yè)的檢測器檢測這六種色素的紫外線吸收情況，從而得到在樣品單中花青素譜圖。得到花青素濃度和峰面積之后做成標(biāo)準(zhǔn)曲線圖就可以得到樣品單中花青素的具體含量。研究人員根據(jù)此方法測得了桑葚當(dāng)中花青素的含量，并將結(jié)果以干基計(jì)之后進(jìn)行整理。由整理的結(jié)果可以看出，在桑葚當(dāng)中沒有飛燕草、矮牽牛、芍藥和錦葵這三種色素，含有的花青素種類是矢車菊色素和天竺葵色素，其中矢車菊色素的含量比較高，含量為1014 mg/kg。天竺葵的含量為21 mg/kg。

3 小結(jié)

總的來說，桑葚當(dāng)中的花青素含量比較高，因此具有較高的藥用和食用價(jià)值。但是在對花青素進(jìn)行提取和測定的過程當(dāng)中，仍然存在一些問題需要解決。對于桑葚當(dāng)中花青素的提取問題，本文主要探究了溶劑提取法、超聲輔助提取法和微波輔助提取法這三種類型，雖然研究人員已經(jīng)對這些方法進(jìn)行了優(yōu)化與完善，但是仍然存在提取效率不高的情況。對于桑葚當(dāng)中花青素的測定問題，本文從花青素的化學(xué)結(jié)構(gòu)出發(fā)，探究了測定的原理與結(jié)果，得出了桑葚當(dāng)中矢車菊色素的含量比較高的結(jié)果。

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2095-1205(2019)09-76-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2019.09.43