馬思怡 謝林惠 張雪琴

(西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽621000)

藏紅花(CrocussativusL.)，又稱西紅花或番紅花，是鳶尾科番紅花屬植物，是一種名貴的中藥。藏紅花具有活血化瘀，涼血解毒，清肝明目等功效[1]。藏紅花色素是暗黃至紅褐色粉末，有特殊的香氣，略有苦味，常用于高檔食品添加劑和食用色素，也可用作絲綢、棉和羊毛制品的高級染料，藏紅花色素還具有良好的防治阿爾茨海默癥的作用[2-3]。藏紅花中色素成分有水溶性色素和脂溶性色素，其中水溶性色素成分是藏紅花主要的藥用和色素成分[4]。利用溶劑提取藏紅花中天然色素是目前最常用的方法。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)[5]，藏紅花色素的提取與浸提時間、溫度、固液比以及乙醇濃度有關(guān)，本文探究了這些因素對提取效果的影響及最佳提取條件。

1 實驗材料與儀器

UV 5500PC型紫外可見分光光度計(上海元析儀器有限公司)；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠)；B220恒溫水浴鍋(上海亞榮生化儀器廠)；SHB-Ⅲ循環(huán)水式真空泵(鄭州長城科工貿(mào)有限公司)；FA2004電子天平(1/10000力辰科技)。

以購自四川九寨溝的藏紅花為原料，無水乙醇、甲醇、乙酸乙酯等試劑均為分析純。

2 實驗方法

2.1 藏紅花色素提取工藝

藏紅花原料→研磨粉碎→過篩→精稱→浸提→抽濾→濃縮→干燥→成品

2.2 藏紅花色素光譜特性的研究

取適量原料于研缽中，研細，過50目篩，稱取1g樣品粉末，加入20mL75%稀乙醇，在50 ℃下浸提5h，精密吸取5mL浸提液于100mL容量瓶中，用75%稀乙醇定容；再精密吸取2mL溶液于100mL容量瓶中，用75%乙醇定容，用紫外分光光度計分別測定提取色素380～500nm之間的吸光度。

2.3 單因素試驗

考察提取溶劑對藏紅花色素提取的影響，按照1∶15的料液比分別加入蒸餾水、甲醇、乙酸乙酯、50%稀乙醇、75%乙醇溶液，50 ℃下浸提3h；考察提取溫度對藏紅花色素提取的影響，按照1∶15的料液比加入蒸餾水，分別在20 ℃、35 ℃、50 ℃、65 ℃、80 ℃下浸提3h；考察料液比對藏紅花色素提取的影響，分別按照1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25的料液比加入蒸餾水，在50 ℃下浸提3h；過濾后分別測其吸光度；考察提取時間對藏紅花色素提取的影響，按照1∶15的料液比加入蒸餾水，在50 ℃下分別浸提1h、2h、3h、4h、5h，過濾后分別測其吸光度。

2.4 正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，進行正交試驗分析。以提取時間(A)、提取溫度(B)、乙醇濃度(C)以及料液比(D)為研究因素，采用4因素3水平的L9(34)正交實驗法進行提取，研究不同因素對提取效率的影響[6]，因素水平表見表1。

表1 實驗因素與水平

3 實驗結(jié)果

3.1 西紅花色素光譜特性的研究

將藏紅花的色素水提取液稀釋后，在波長為380～500 nm的波長范圍內(nèi)用紫外分光光度計測其吸光度，可知藏紅花色素的最大吸收波長為440 nm左右，其光譜特征曲線如圖1所示。

圖1 西紅花色素在不同波長下的吸光度

3.2 單因素實驗結(jié)果

由圖2可知：75%乙醇提取藏紅花色素的效果最佳，甲醇次之，水和50%乙醇提取效果相當，乙酸乙酯的提取最差。因甲醇帶有一定毒性，故一般不采用甲醇作為提取溶劑。所以可選取75%乙醇溶液作為后續(xù)提取溶劑。

圖2 不同溶劑對色素提取的影響

3.3 溫度對色素提取的影響

由圖3可知：50 ℃時提取效果最好；溫度在20～50 ℃時，隨著溫度升高，吸光度不斷增加；超過50 ℃后，吸光度隨溫度的升高而降低，過高的溫度可能會導(dǎo)致藏紅花色素的降解而不利于色素的提取。故選擇50 ℃作為最佳提取溫度。

圖3 溫度對色素提取的影響

3.4 料液比對色素提取的影響

由圖4可知：隨著料液比升高，吸光度不斷增加；當料液比為1∶15時提取效果最好，超過1∶15后，吸光度隨料液比的增加而降低。故選擇1∶15作為最佳提取料液比。

圖4 料液比對色素提取的影響

3.5 時間對色素提取的影響

由圖5可知：隨著提取時間的增加，吸光度不斷增加；當提取時間為4 h時提取效果最好，之后吸光度隨料液比的增加而降低。故選擇提取時間4 h作為最佳提取時間。

圖5 提取時間對色素提取的影響

3.6 正交試驗結(jié)果

正交試驗結(jié)果詳見表2及表3。通過極差分析，提取時間(A)、提取溫度(B)、乙醇濃度(C)、料液比(D)對藏紅花色素提取影響的主次關(guān)系為：乙醇濃度(C)>料液比(D)>提取溫度(B)>提取時間(A)；最優(yōu)組合為：A2、B1、C3、D3，即時間3h、溫度35 ℃、乙醇濃度75%、料液比1∶20。由方差分析可知：提取時間(A)對色素提取不具顯著影響，提取溫度(B)、乙醇濃度(C)、料液比(D)均對色素提取具極顯著性影響。

表2 L9(34)正交實驗結(jié)果

表3 正交實驗方差結(jié)果

4 結(jié)語

本試驗以來自九寨溝的藏紅花為原料，研究提取藏紅花色素的最佳工藝條件。對其進行單因素及正交試驗分析，以提取時間、提取溫度、乙醇濃度以及料液比為研究因素，確定最佳工藝條件為時間3 h、溫度35 ℃、乙醇濃度75%、料液比1∶20。本實驗可為藏紅花色素提取工藝研究提供一定借鑒。