热回流法与微波辅助法提取栀子黄色素的比较

２０１２年第６期　总第３７卷　ＣＨＩＮＡ　ＣＯＮＤＩＭＥＮＴ　中国调味品　食品添加剂　热回流法与微波辅助法提取栀子黄色素的比较　涂华，张燕军，陈碧琼　（泸州医学院化学教研室，四川泸州　６４６０００）　摘要：探讨了栀子黄色素提取工艺中的热回流提取法和微波辅助提取法，并通过正交实验确定其相应的　最佳工艺条件，并得出结论：微波辅助法与热回流法相比具有能耗低、操作方便、产品品质更高的优点。　其最佳工艺条件为：提取功率为６００　Ｗ；乙醇浓度为３０　；提取时间为３　ｍｉｎ；料液比为１：８，在此条件　下产品的色价为７９．Ｏ９，ＯＤ值为１．２１。　关键词：栀子黄色素；热回流；微波辅助提取；提取工艺　中图分类号：ＴＳ２６４．４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１０００－－９９７３（２０１２）０６－－０１０３－－０３　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅｒｍａＪ　ｃｉｒｃｕｍｆｌｕｅｎｃｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇａｒｄｅｎｉａ　ｙｅｌｌｏｗ　ｐｉｇｍｅｎｔ　ＴＵ　Ｈｕａ，ＺＨＡＮＧ　Ｙａｎ－ｊｕｎ，ＣＨＥＮ　Ｂｉ－ｑｉｏｎｇ　（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｓｔａｆｆ　Ｒｏｏｍ　ｏｆ　Ｌｕｚｈｏｕ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｌｕｚｈｏｕ　６４６０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｍａ１　ｃｉｒｃｕｍｆｌｕｅｎｃｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘ－　ｔｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇａｒｄｅｎｉａ　ｙｅｌｌｏｗ　ｐｉｇｍｅｎｔ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｔｅｒ—　ｍｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　Ｔｈｅｒｍａ１　ｃｉｒｃｕｍｆｌｕ—　ｅｎｃｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｍｅｒｉｔｓ：ｌｏｗｅｒ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐ—　ｔｉｏｎ，ｅａｓｉｌｉｅｒ　ｔｏ　ｏｐｅｒａｔｅ　ａｎｄ　ｈｉｇｈｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｐｒｏｄｕｃｔ．Ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｏｆ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ａｂｔａｉｎｄ　ｆｉ—　ｎａｌｌｙ：ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｐｏｗｅｒｓ　６００　Ｗ，ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｌｃｏｈｏｌ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｉｓ　３０　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｔｏ　ｌｉｑｕｉｄ　ｉｓ　１：８．　，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｉｓ　３　ｍｉｎ，　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｉｒｃｕｍｆｌｕｅｎｃｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｇａｒｄｅｎｉａ　ｙｅｌｌｏｗ　ｐｉｇｍｅｎｔ　栀子黄色素作为一种稀有的水溶性天然食用色　素，提取于黄栀子果实，主要成份为藏花素和藏花酸，　在波长４４０　ｎｍ处有最大吸收峰，难溶于石油醚、乙酸　波使植物细胞内温度升高，从而使细胞内部渗透压增大，　以至撑破细胞膜，从而使有效成分快速流出。　栀子黄色素传统提取工艺操作复杂，提取效率不　乙酯等非极性溶剂，易溶于乙醇和水等极性溶剂，因食　用的安全性要求，其提取剂通常为水或乙醇水溶　液　・引。　高，产品质量不稳定，今拟用热回流法与微波法对其进　行比较研究，并使用正交设计法对二者工艺进行优　化［３］。　微波是一种电磁波，其频率为３００　ＭＨｚ￣３００　ＧＨｚ。　微波辅助提取法是近年来广泛应用于药材的浸出、中药　活性成分的提取的新技术，具有提取效率高、操作时间　１　材料与方法　１．１材料与试剂　短、溶剂消耗量少，操作方便等优点。其原理是通过电磁　栀子果实，２０１０年秋购于泸州泸县金龙乡曹氏生　收稿日期：２０１２－－０２—１１　基金项目：泸州医学院青年基金项目（５３３）　作者简介：涂华（１９７６一），女，四川泸州人，硕士研究生，讲师，主要从事高校教学科研工作．　－－－——１０３・－－——　２０１２年第６期　中国调味品　ＣＨＩＮＡ　ＣｏＮＤＩＭＥＮＴ　食品添加剂　总第３７卷　态园；无水乙醇、石油醚均为分析纯。　１．２设备与仪器　ＲＥ５２ＣＳ－１旋转蒸发器上海亚荣生化仪器厂；　比色皿厚度为１　ｃｍ时的吸光度值。　２结果与讨论　２．１热回流法工艺条件优化　ＭＣＲ－３ｓ微波炉西安予辉仪器有限公司；ＳＰ一１９０１双　光束紫外可见分光光度计上海光谱仪器有限公司。　１．３试验方法　热回流法提取栀子黄色素的正交试验结果及数据　处理见表３及表４。　表３正交设计试验结果（热回流提取法）　将栀子果实粉碎，过５０目筛，常温保存备用。每　次称取１０　ｇ粉末，用滤纸包裹，浸泡于５Ｏ　ｍＬ石油醚　中，８～１０　ｈ后，用乙醇热回流（或微波辅助）提取，提　取液过滤后定容，并稀释至适当倍数，在４４０　ｒｉｍ处测　其吸光度。　１．３．１热回流提取　为了获得最佳的工艺条件，选择乙醇浓度、提取时　间、提取温度、料液比进行四因素三水平的正交实验　Ｌ９（３‘）见表１。　表１研究因素及水平（热回流提取法）　Ｔａｂｌｅ　１　Ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｌｅｖｅｌｓ（Ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｉｒｃｕｍｆｌｅｎｃｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）　１．３．２微波提取　为了获得最佳的工艺条件，选择乙醇浓度、提取时　间、提取功率、料液比进行四因素三水平的正交实验　Ｌ９（３　）见表２。　表２研究因素及水平（微波辅助提取法）　Ｔａｂｌｅ　２　Ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　Ｌｅｖｅｌｓ（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）　１．４产品检验［４］　测定产品的ＯＤ值和色价Ｅ　。　，其计算式为：　ＯＤ＝Ａ２３８／Ａ“ｏ　Ｅ　ｌ　一Ａ　／ｍ。　上式中，Ａ２３８，Ａ４４０为波长在２３８　ｎｍ和４４０　ｎｍ处　的吸光度，ｍ为被测溶液１００　ｍＬ中样品的质量（ｇ），　Ｅ　表示样品浓度为１　（１　ｇ／ｄＬ）、在４４０　ｎｍ处，　一】０４一　Ｔａｂｌｅ　３　Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ（Ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｉｒｃｕｍｆｌｅｎｃｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）　序号　Ａ　Ｂ　Ｃ　Ｄ　Ａｍ　１　１　１　１　１　０．１７９１　２　１　２　Ｚ　２　０．３２１９　３　１　３　３　３　０．５５２９　４　２　１　２　３　Ｏ．５８６４　５　２　２　３　１　０．４８６６　６　２　３　１　２　０．４９４５　７　３　１　３　２　０．６８６６　８　３　２　１　３　０．７０３２　９　３　３　２　１　０．５４２９　ｋ】０．３５１３　０．４８４０　０．４５８９　０．４０２８　０●　　Ｏ　●　０　●　０　■　０●　　ｋ２　０．５２２５　０．５０３９　０．４８３７　１０．５０１０　　０　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｚ　Ｏ　２　６　Ｏ　ｋ３　０．６４４２　０．５３０１　０．５７５３　９０．６１４１　３　２　７　３　９　２　５　　Ｏ　２　极差Ｒ　０．２９２１　０．０４６０　０．１１６４　０．２１１３　表４方差分析表（热回流提取法）２　２　　２　２　２　Ｔａｂｌｅ　４　Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｖａｒｉａｎｃｅ（Ｔｈｅｒｍａｌ　ｃｉｒｃｕｍｆｌｅｎｃｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）Ｏ　●　　Ｏ　●　Ｏ　●　Ｏ■　　Ｏ●　　０　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　６　Ｏ　１　３　０　４　１　１　ｕ　１　来源　离差　自由度　均方　９　Ｆ值　６　２　５　显著性　６　Ａ　０４　７Ｏ　．　Ｏ２　．　　Ｂ　．　５　４　９　６　５』　Ｃ　４　４　２　Ｄ　误差　＊　＊　＊　根据显著性检验可知，提取温度对提取效果的影　响最显著，其次是提取温度，而提取溶剂浓度和料液比　对提取效果的影响很小，因此从提取效果及节约成本　的角度综合考虑，确定最佳工艺条件Ａ。Ｂ。Ｃ　Ｄ　，即提　取温度为５０℃；乙醇浓度为３Ｏ％；提取时间为４　ｈ；料　液比为１：１０。在此工艺条件下进行验证实验，对栀　子果实进行热回流提取，测得其ＯＤ值为１．９８，色价　为６８．４２。　２．２微波辅助提取法工艺条件优化　微波辅助提取栀子黄色素的正交试验结果及数据　处理见表５和表６。　２０１２年第６期　总第３７卷　ＣＨＩＮＡ　ＣｏＮＤＩＭＥＮＴ　中国调味品　食品添加剂　衰５　正交设计试验结果《微波辅助提取法）　Ｔａｂｌｅ　５　Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）　表７不同提取方法对提取工艺条件的影响　Ｔａｂｌｅ　７　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　微波辅助法与热回流法提取栀子黄色素相比，具　有节省溶剂、节省时间、操作方便等优点。　２．３．２色价与ＯＤ值的比较　采用热回流提取与微波辅助法在最优条件下提取　得到的栀子黄色素粉末，分别测得其ＯＤ值为１．９８，　１．２１；色价为６８．４２，７９．０９。明显微波辅助提取法优　于热回流法，得到的栀子黄色素品质更高。　３　结论　试验结果表明：微波辅助提取法与热回流法相比　根据显著性检验可知，提取功率对提取效果的影　响最显著，其次是提取时间，而提取溶剂浓度和料液比　对提取效果的影响很小，因此从提取效果及节约成本　具有设备简单、节省时间、节省溶剂及产品品质高等优　点，在天然色素的提取工艺中具有广阔的应用前景。　参考文献：　的角度综合考虑，根据显著性检验确定的最佳工艺条　件最佳工艺条件Ａ　Ｂ　ｃ。Ｉ）３。即提取功率为６００　Ｗ；乙　醇浓度为３Ｏ　；提取时间为３　ｍｉｎ；料液比为１：８，在　［１］任志军，张立明，何开泽．栀子主要成分的提取工艺及药理　研究进展ｒＪ１．天然产物研究与开发，２００５，１７（６）：８３１－８３６．　［２］钟雪梅，罗乔奇，唐敏，等．均匀设计法优化栀子黄色素提取　工艺ＣＪ１．华西医药杂志，２００９，２４（２）：１６０－１６２．　１－３］卢菊花，魏东芝，蒋晓荫．中药有效成分提取分离技术Ｉ－Ｍ］．　北京：化学工业出版社，２００８．　此条件下产品的色价为７９．０９，ＯＤ值为１．２１。　２．３　两种栀子黄色素提取方法的比较　２．３．１提取工艺的比较　两种提取方法的提取工艺条件见表７。　［４］谢凤霞，邱祖民。涂盛辉，等．浸提法与超声波提取栀子黄色　素的比较［Ｊ］．南昌大学学报，２００５，２９（３）：２７８—２８０．　（上接第９４页）　中的香味物质口］．无锡轻工业大学学报，２００３，２２（１）：１－６．　［３］邢志利．果醋的保健功效及加工工艺研究进展［Ｊ］．中国调　味品，２００５，３０（４）：４２—４４．　［８３凌育赵，刘经亮．姜醋特征香气成分的固相微萃取ＧＣ／ＭＳ　分析［Ｊ］．中国调味品，２０１１，３６（５）：９１—９３．　［４］鲁周民，郑皓，刘月梅，等．自然发酵柿果醋香气成分的　ＧＣ／ＭＳ分析ｒＪ１．食品与发酵工业，２００８，３４（８）：１５０—１５３．　［５］王永苓，牛广财，朱丹，等．沙棘果醋香气成分的ＧＣ／ＭＳ分　－ｉ９］袁仲，马绮云，杨继远．液液萃取和同时蒸馏萃取与气相色　谱／质谱法联用分析国产食醋香味成分口］．食品科学，　２０１０，３１（４）：２２６－２２９．　析［Ｊ］．中国调味品，２０１０，３５（４）：９４—９６．　［６］周珊，赵立文，马腾蛟，等．固相微萃取（ＳＰＭＥ）技术基本理　论及应用进展口］．现代科学仪器，２００６（２）：８６—９０．　［７］汪立平，徐岩，赵光鳌，等．顶空固相微萃取法快速测定苹果酒　［１Ｏ］何坚，孙宝国．香料化学与工艺学［Ｍ］．北京：化学工业出　版社，１９９５．　［１１］李艳清。付大友，王蓉．食醋中乙醇含量的测定［Ｊ］．四川理　工学院学报（自然科学版），２００９，２２（１）：７２－７４．　－－－——１０５・－—－—