陳澤群，亓希武，房海靈，梁呈元，呂 寒

[江蘇省中國科學(xué)院植物研究所（南京中山植物園）/江蘇省植物資源研究與利用重點實驗室，江蘇 南京 210014]

花色苷是植物中廣泛存在的一類水溶性色素，主要分布于花和果實的表皮細(xì)胞中，使植物的花和果實呈現(xiàn)出紅色、紫色、藍(lán)色等多種色彩[1-3]?；ㄉ赵诮Y(jié)構(gòu)上屬于類黃酮化合物，是一類次生代謝產(chǎn)物，其在植物生長、發(fā)育和防御中起到重要作用，尤其是在清除自由基方面[4-5]。此外，花色苷還具有抗炎、抗氧化、抗癌、治療心血管疾病等作用[6]。花色苷作為一種安全、無毒的天然色素，在食品添加劑和保健食品方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

桃屬于薔薇科李屬，擁有豐富的種質(zhì)資源。果肉顏色是評價桃種質(zhì)資源的一個重要指標(biāo)，根據(jù)感官判定，可分為白色、黃色、綠色、紅色[7]。黑桃又名烏桃，果皮和果肉均烏黑發(fā)紫、黑里透紅，具有很高的營養(yǎng)價值。研究表明，桃果肉呈現(xiàn)紅色的主要原因就是花色苷的存在，花色苷含量與桃果肉紅色深淺之間也具有相關(guān)性。本文以花色苷提取率為考察指標(biāo)，利用單因素試驗和正交試驗研究黑桃花色苷提取工藝，為黑桃花色苷的開發(fā)應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料、儀器

試驗材料：黑桃材料取自江蘇省南京市棲霞區(qū)八卦洲街道桃園。無水乙醇、鹽酸均為國產(chǎn)分析純。

試驗儀器：HH·S21-4-S 恒溫水浴鍋（上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司）、離心機(jī)（Eppendorf）、UV1600PC分光光度計（上海美譜達(dá)儀器有限公司）。

1.2 花色苷提取與檢測

取成熟的黑桃果實，稱取一定質(zhì)量的黑桃材料，按照設(shè)定的料液比加入酸性乙醇（0.1% HCl）溶液，在恒溫水浴鍋中按照設(shè)定的提取溫度提取一定時間，將所得提取液12 000 rpm 下離心10 min，取上清液，在紫外分光光度計下測定530 nm 處的吸光值，通過計算公式求得花色苷含量。

式（1）中，A530為花色苷在530 nm 處的吸光值，V為提取液體積（mL），n為測量時的稀釋倍數(shù)，98.2為花色苷在530 nm 波長處的平均消光系數(shù)，M為提取物質(zhì)量（g）。

1.3 單因素試驗

1.3.1 不同料液比條件下花色苷提取

設(shè)置料液比分別為1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，提取時間3 h，提取溫度50 ℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)70%，提取黑桃花色苷，計算花色苷提取率。

1.3.2 不同提取時間條件下花色苷提取

設(shè)置提取時間分別為1 h、2 h、3 h、4 h、5 h，料液比1∶15，提取溫度50 ℃，乙醇體積分?jǐn)?shù)70%，提取黑桃花色苷，計算花色苷提取率。

1.3.3 不同提取溫度條件下花色苷提取

設(shè)置提取溫度分別為30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃，料液比1∶15，提取時間3 h，乙醇體積分?jǐn)?shù)70%，提取黑桃花色苷，計算花色苷提取率。

1.3.4 不同乙醇體積分?jǐn)?shù)條件下花色苷提取

設(shè)置乙醇體積分?jǐn)?shù)分別為50%、60%、70%、80%、90%，料液比1∶15，提取時間3 h，提取溫度50 ℃，提取黑桃花色苷，計算花色苷提取率。

1.4 正交試驗

經(jīng)過單因素試驗分析，分別去除黑桃花色苷提取料液比、提取時間、提取溫度、乙醇體積分?jǐn)?shù)等4 個因素中結(jié)果最差的一個條件，將剩余的4 個水平按照L16（44）進(jìn)行正交試驗，提取黑桃花色苷，計算花色苷提取率。

2 結(jié)果與分析

2.1 料液比對黑桃花色苷提取率的影響

不同料液比條件下花色苷提取結(jié)果表明（見圖1）：隨著料液比的減小，黑桃花色苷提取率先升高后降低；料液比為1∶20 時，花色苷提取率最高；料液比為1∶5時，花色苷提取率最低。

圖1 不同料液比下黑桃花色苷提取率

2.2 提取時間對黑桃花色苷提取率的影響

不同提取時間條件下花色苷提取結(jié)果表明（見圖2）：隨著提取時間的增加，黑桃花色苷提取率逐漸出現(xiàn)小幅度升高，但整體水平變化不大。

圖2 不同提取時間下黑桃花色苷提取率

2.3 提取溫度對黑桃花色苷提取率的影響

不同提取溫度條件下花色苷提取結(jié)果表明（見圖3）：隨著提取溫度的升高，黑桃花色苷提取率逐漸提高；提取溫度為70 ℃時，花色苷提取率最高。

圖3 不同提取溫度下黑桃花色苷提取率

2.4 乙醇體積分?jǐn)?shù)對黑桃花色苷提取率的影響

不同乙醇體積分?jǐn)?shù)條件下花色苷提取結(jié)果表明（見圖4）：隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加，黑桃花色苷提取率逐漸下降；當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為50%時，花色苷提取率最高。

圖4 不同乙醇體積分?jǐn)?shù)下黑桃花色苷提取率

2.5 正交試驗

經(jīng)過單因素試驗分析，分別去除黑桃花色苷提取料液比、提取時間、提取溫度、乙醇體積分?jǐn)?shù)4個因素中結(jié)果最差的一個條件，將剩余的4個水平按照L16（44）進(jìn)行正交驗設(shè)計，正交因素水平設(shè)計如表1所示。

表1 花色苷提取正交因素水平設(shè)計

正交試驗結(jié)果表明，在黑桃花色苷提取過程中影響花色苷提取率的四個因素主次順序為：提取溫度＞料液比＞乙醇體積分?jǐn)?shù)＞提取時間（見表2）。為了進(jìn)一步提高試驗結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，對上述試驗結(jié)果進(jìn)行方差分析（見表3），結(jié)果顯示FC＞Fα=0.01，F(xiàn)A＞Fα=0.05，F(xiàn)D＞Fα=0.05，F(xiàn)B＜Fα=0.05，即提取溫度對花色苷提取率的影響極顯著，料液比和乙醇體積分?jǐn)?shù)對花色苷提取率的影響顯著，提取時間對花色苷提取率的影響不顯著。綜合直觀分析和極差分析可知，黑桃花色苷提取的最優(yōu)工藝條件為C4A2D1B3，即在提取溫度70 ℃，料液比1∶15，乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，提取4 h時的花色苷提取率最佳，提取率可達(dá)93.87 mg/100 g。

表2 花色苷提取正交試驗直觀分析表

（續(xù)表2）

表3 花色苷提取正交試驗方差分析表

3 小結(jié)與討論

桃擁有豐富的種質(zhì)資源，根據(jù)果肉顏色的感官判斷，可分為白色、黃色、綠色和紅色?；ㄉ帐鞘固夜獬尸F(xiàn)紅色的主要因素，大量研究表明桃中花色苷種類主要為矢車菊-3-葡萄糖苷，此外，在一些紅肉桃品種中還鑒定到矢車菊-3-蕓香糖苷[7]?；ㄉ蘸渴桥卸t肉桃的一個重要指標(biāo)，趙玉等測定了68份桃品種果肉花色苷含量并將其劃分為5 個等級，結(jié)合感官判定，將含量20 mg/100 g 定為紅肉桃的劃分臨界點[7]。本研究中在最優(yōu)提取工藝條件下測得黑桃花色苷含量為93.87 mg/100 g，遠(yuǎn)高于已報道的紅肉桃花色苷含量判定標(biāo)準(zhǔn)。

植物花色苷有多種提取方法，包括溶劑法、超聲輔助提取法、微波輔助提取法、超臨界CO2提取法、深晶低共熔溶劑法等[8-11]。其中溶劑法操作簡單、成本低廉，因而在生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。溶劑法提取花色苷常用的溶劑有甲醇、乙醇、酸化水、酸化乙醇等[8]，在食品行業(yè)中，綜合考慮提取率、成本、安全性等多方面因素，酸化乙醇具有安全、高效的優(yōu)點，因而應(yīng)用最為廣泛。本文利用單因素試驗和正交試驗研究了酸化乙醇對黑桃花色苷的提取工藝，結(jié)果表明提取溫度、料液比、乙醇體積分?jǐn)?shù)對花色苷提取率具有顯著影響，其中提取溫度的影響最為顯著，而提取時間對花色苷提取率的影響并不顯著，得到最優(yōu)工藝條件為提取溫度70 ℃，料液比1∶15，乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，提取時間4 h。