紫薯中花青素的提取工藝研究

單守水 張毅 孫秀虎

作為一類安全、無毒、水溶性類黃酮化合物，花青素具有較高的抗氧化性，對人體健康十分有利?；ㄇ嗨貜V泛存在于各種果蔬中，其中紫薯中的花青素含量較高，因此加強對紫薯中花青素的提取研究十分重要。本文以鹽酸溶液作為提取溶劑，對紫薯中花青素進行提取工藝研究，旨在提升花青素的提取質(zhì)量。

一、試驗材料與方法

1.試驗材料與相關設備與試劑。隨機在超市采購當前進貨的新鮮紫薯，分析純則使用鹽酸、乙醇與檸檬酸等。使用由北京連華永興科技發(fā)展公司生產(chǎn)的UV-1750紫外可見分光光度計，由上海高致精密儀器有限公司生產(chǎn)的HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋，以及電子天平與攪拌機。

2.花青素提取方法。將紫薯切片后使用攪拌機進行粉碎，每份試驗紫薯控制在5.0克，并分別添加0.1%與0.2%兩種濃度鹽酸，以及含有0.2%鹽酸的70%乙醇、6%檸檬酸，以上分析純均添加100mL。使用70℃溫水浴，在浸提150分鐘后過濾殘渣，使用523納米波長的紫外分光光度法測定花青素吸光度值，選擇最佳提取溶劑。依舊每份采用5.0克紫薯，加入100mL不同濃度鹽酸，從0.05%到1.0%，設置6個檔次，同樣在70℃恒溫水浴浸提150分鐘后過濾殘渣，使用523納米波長的紫外分光光度法測定花青素吸光度值，選擇最佳提取鹽酸濃度。提取時間也進行同樣操作，但是要控制浸提時間從30到360分鐘不等，確定最佳提取時間。確定最佳提取次數(shù)操作也類似，但是要針對溶液過濾步驟進行多次提取，以紫薯花青素繼續(xù)提取為結果，計算提取花青素所需次數(shù)。

二、結果分析

進行試驗后可以得知，在不同分析純條件下的紫薯花青素提取量不同，以0.2%鹽酸提取效率最高，含有0.2%鹽酸的70%乙醇提取效率最低，因此在不同提取溶劑條件下獲得的花青素提取效率也不同。而在確定以鹽酸溶液進行花青素提取效率最高后，針對不同鹽酸濃度提取花青素量，可以發(fā)現(xiàn)鹽酸濃度在0.05%-0.2%范圍內(nèi)，花青素提取量與鹽酸濃度之間成正比例函數(shù)關系，并在鹽酸濃度0.2%時獲得最大提取量。在鹽酸濃度超過0.2%后，花青素提取量與鹽酸濃度之間成反比例函數(shù)關系。這有可能是在鹽酸濃度增加后，導致紫薯樣品周邊pH值上升過大，花青素在酸性條件下產(chǎn)生降解反應。所以，選擇鹽酸溶液0.2%濃度為最佳花青提取溶劑濃度。在30分鐘到150分鐘范圍內(nèi)，花青素吸光度值與提取時間呈正比例函數(shù)關系，在150分鐘到240分鐘內(nèi)，花青素吸光度值并未表現(xiàn)出繼續(xù)增長，而在240分鐘后，花青素吸光度值會產(chǎn)生下降現(xiàn)象，所以將紫薯花青素最佳提取時間設置為150分鐘。在40℃-60℃范圍內(nèi)，花青素提取量與溫度呈正比例關系，在60℃-70℃范圍內(nèi)則沒有明顯變化，而在70℃提取溫度條件下，花青素提取量達到最大值，超過80℃則出現(xiàn)花青素提取量降低的問題。這是因為在超過80℃后，紫薯淀粉無法保持現(xiàn)有溶劑狀態(tài)，而是產(chǎn)生糊化現(xiàn)象，導致內(nèi)部結構變化，降低了花青素的提取量。但是在超過90℃條件下，紫薯淀粉跳過糊化階段，花青素提取量又會有所上升。

在綜合考慮后，將最佳紫薯花青素提取溫度穩(wěn)定在70℃，結合以上最優(yōu)紫薯花青素提取條件，采用多次提取方法，以紫薯再無花青素為主，再經(jīng)過兩次提取，即可將紫薯中花青素完全提取出來。

本文使用鹽酸溶液對提取紫薯中的花青素工藝進行研究，確定采用0.2%鹽酸溶液、使用兩次重復提取，即可將紫薯內(nèi)花青素完全提取，在提取效率方面具有重大突破。而且，該實驗操作相對簡單，適合大規(guī)模推廣。但是考慮到浸提時間對花青素提取的影響，未來可以采用適當方式縮減浸提時間，進一步提高紫薯中花青素提取的效率。