全 文 ：微波法提取海南蒲桃果色素的研究
植中强
（肇庆学院 化学化工学院，广东 肇庆 ５２６０６１）
摘要：利用微波技术从海南蒲桃果中提取色素，通过单因素和正交试验确定最佳提取条件。结果表明：
微波法的最佳提取条件是微波功率５２８Ｗ，提取时间５ｍｉｎ，提取剂为０．３％ ＨＣｌ－６０％乙醇，料液比为
１∶１０（ｇ／ｍＬ）。
关键词：微波；提取；海南蒲桃果；色素
中图分类号：ＴＳ２６４．４ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－９９７３．２０１５．０２．０２６
文章编号：１０００－９９７３（２０１５）０２－０１１０－０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｙｚｙｇｉｕｍ ｃｕｍｉｎｉ Ｆｒｕｉｔ Ｐｉｇｍｅｎｔ ｂｙ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｍｅｔｈｏｄ
ＺＨＩ Ｚｈｏｎｇ－ｑｉａｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈａｏｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈａｏｑｉｎｇ ５２６０６１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｉｇｍｅｎｔ ｆｒｏｍ Ｓｙｚｙｇｉｕｍ ｃｕｍｉｎｉ ｆｒｕｉｔ ｉｓ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｔｈｅ
ｏｐｔｉｍｕｍ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｒｅ ａｓ ｆｏｌｏｗｓ：ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｏｗｅｒ
ｉｓ ５２８Ｗ，ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｉｓ ５ｍｉｎ，ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ ｉｓ ０．３％ ＨＣｌ－６０％ａｌｃｏｈｏｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ
ｏｆ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ（ｇ）ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ（ｍＬ）ｉｓ １∶１０．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｗａｖｅ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；Ｓｙｚｙｇｉｕｍ ｃｕｍｉｎｉ ｆｒｕｉｔ；ｐｉｇｍｅｎｔ
１ 概述
天然色素是重要的食品添加剂之一，主要优点是
安全可靠，没有毒副作用，而且着色自然。因此，天然
色素越来越受到重视，将随着食品工业的发展继续得
到发展，代替合成色素是大势所趋［１，２］。
海南蒲桃［Ｓｙｚｙｇｉｕｍ ｃｕｍｉｎｉ（Ｌ．）Ｓｋｅｅｌｓ］起源于
热带马来群岛，别名乌墨，又称楠木，桃金娘科蒲桃属
的常绿乔木［３］，适宜于热带、南亚热带地区生长，海南
蒲桃果实具有特殊的玫瑰香味，可食用率高达８０％以
上，并具有一定的营养价值，因其香气浓，可与其他果
品一起制成果汁、果膏等。其果实还可入药、浸酒，有
安胎和治呕功效，同时可治糖尿病［４］。目前海南蒲桃
果色素的提取主要是用有机溶剂萃取，但该方法提取
率低、耗时长、溶剂消耗量大。利用微波辐射提取天然
色素，具有加热速度快、控制方便、能耗低、溶剂用量少
等特点［５，６］。
微波法提取海南蒲桃果色素的研究尚未见有关文
献报道。本实验将微波技术应用于海南蒲桃果色素的
提取，以探讨其最佳的提取工艺条件，为海南蒲桃果色
素的开发利用提供参考。
２ 材料与方法
２．１ 材料与仪器
海南蒲桃成熟果实采自北岭山下。采回后，立即
洗净，沥干，除去种子，置于通风处阴干，备用。
收稿日期：２０１４－０９－２１
作者简介：植中强（１９７１－），男，广东怀集人，高级实验师，主要从事化学实验教学、食品工艺和应用化学方面的研究。
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盐酸、无水乙醇、无水乙醚、甲醇、丙酮、石油醚、氯
仿，以上试剂均为分析纯。
ＷＰ８００格兰仕微波炉 顺德市格兰仕微波炉电
器有限公司；Ｓ２２ＰＣ可见分光光度计 上海棱光技术
有限公司；ＧＢＣ ＵＶ／ＶＩＳ９１６紫外可见分光光度计
澳大利亚ＧＢＣ科学仪器公司。
２．２ 实验方法
２．２．１ 工艺流程
新鲜海南蒲桃果→洗净→干燥→捣碎→混合→微
波提取→冷却→减压抽滤→色素原液→真空干燥→成
品。
２．２．２ 提取剂的选择
根据参考文献可知，海南蒲桃果色素在酸性条件
下比较稳定，因此本实验选择含０．３％盐酸的不同浓
度的乙醇溶液作为提取剂［７，８］。
２．２．３ 色素的提纯
取适量的海南蒲桃果肉，用溶剂浸提后过滤，滤液
用石油醚、氯仿去除脂溶性杂质［９－１１］，可得到透明的
红色色素液。
２．２．４ 提取工艺条件试验
取等量的海南蒲桃果肉样品若干份，分别在不同
的提取工艺条件下做单因素试验、正交实验和最佳提
取条件重复试验，在一定波长处测量各样品的吸光度
Ａ。试验中，各个样品用０．３％盐酸溶液稀释定容至
５０ｍＬ。
２．２．５ 色素含量分析
用改进的 Ｆｕｌｅｋｉ方法，计算海南蒲桃果色素含
量。计 算 公 式：花 色 苷 总 量 （ｍｇ／１００ ｇ）＝
Ａ５３２×Ｖ×ｎ×１００
９８．２×Ｗ 。
其中：Ａ５３２为色素在５３２ｎｍ波长处
的吸光度；Ｖ为一定质量的样品提取色素时的定容体
积（ｍＬ）；ｎ为比色时稀释的倍数；９８．２为花青苷色素
在５３２ｎｍ 波长处的平均消光系数；Ｗ 为样品质量
（ｇ）。
３ 结果与分析
３．１ 海南蒲桃果色素的光谱性质
用紫外－可见分光光度计对用０．３％盐酸－乙醇
溶液提取的海南蒲桃果色素进行光谱扫描，结果见
图１。
Abs
2.000
1.000
0.000
200.0 400.0 600.0 800.0
波长（nm）
图１ 海南蒲桃果色素的吸收光谱
由图１可知，海南蒲桃果色素在３５０ｎｍ 和
５３２ｎｍ附近有强吸收峰。与相关文献对比［１２－１６］，可
知海南蒲桃果色素主要是花色苷类色素。
３．２ 单因素实验
３．２．１ 提取剂浓度的选择
在５个１００ｍＬ圆底烧瓶中各装入２．０ｇ果肉，分
别用不同浓度的提取剂按１∶２０（ｇ／ｍＬ）的料液比作
为浸取体系，在２９６Ｗ 的微波功率下分别浸取３ｍｉｎ，
冷却，减压抽滤，将滤液稀释、定容后，静置５ｍｉｎ，再
用可见分光光度计在５３２ｎｍ波长处测定各样品的吸
光度，结果见表１。
表１ 提取剂浓度对提取效果的影响
０．３％ＨＣｌ－乙醇（％） １０ ３０ ５０ ７０ ９０
吸光度Ａ５３２ ０．４６５ ０．６１１ ０．６５１ ０．５３９ ０．４４６
由表１可知，乙醇浓度为５０％的提取液吸光度最
大，色素含量明显高于其他提取液。因此，选择提取海
南蒲桃果色素的提取剂浓度为０．３％ＨＣｌ－５０％乙醇。
３．２．２ 微波功率的选择
在６个１００ｍＬ圆底烧瓶中各装入２．０ｇ果肉和
０．３％ＨＣｌ－５０％乙醇，按１∶２０（ｇ／ｍＬ）料液比作为浸
取体系，分别在不同微波功率下浸取３ｍｉｎ，冷却，减
压抽滤，将滤液稀释、定容后，静置５ｍｉｎ，再测定各样
品的吸光度，结果见表２。
表２ 微波功率对提取效果的影响
功率（Ｗ） １３６ ２２８ ３２０ ４２４ ５２８ ６８０
吸光度Ａ５３２ ０．３２５ ０．５３４ ０．５９９ ０．６１９ ０．６３２ ０．２０１
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由表２可知，随着辐射功率的提高，色素的吸光度
在增加，辐射功率在５２８Ｗ 达到最高，当辐射功率继
续提高时反而会由于强热效应对有效成分的破坏，导
致吸光度急剧下降。所以，选择微波提取功率为
５２８Ｗ。
３．２．３ 原料与提取剂的配比（料液比）的选择
在５个１００ｍＬ圆底烧瓶中各装入２．０ｇ果肉和
０．３％ＨＣｌ－５０％乙醇，按不同料液比作为浸取体系，以
５２８Ｗ作为微波的辐射功率分别辐射浸取３ｍｉｎ，冷
却，减压抽滤，将滤液稀释、定容后，再测定各样品的吸
光度，结果见表３。
表３ 料液比对提取效果的影响
料液比（ｇ／ｍＬ） １∶５ １∶１０ １∶１５ １∶２０ １∶２５
吸光度Ａ５３２ ０．５８９ ０．６３０ ０．６６９ ０．５２３ ０．４８１
由表３可知，当料液比达到１∶１５（ｇ／ｍＬ）以后，
吸光度反而下降，因此选择料液比为１∶１５（ｇ／ｍＬ）。
３．２．４ 提取时间的选择
在５个１００ｍＬ圆底烧瓶中各装入２．０ｇ果肉和
０．３％ＨＣｌ－５０％乙醇，按１∶１５（ｇ／ｍＬ）料液比作为浸
取体系，在５２８Ｗ 的辐射功率下，进行不同时间的浸
取，冷却，减压抽滤，将滤液稀释、定容后，静置５ｍｉｎ，
再测定各样品的吸光度，结果见表４。
表４ 提取时间对提取效果的影响
提取时间（ｍｉｎ） １ ２ ３ ４ ５
吸光度Ａ５３２ ０．５１８ ０．６７０ ０．６７６ ０．６６４ ０．６１７
由表４可知，在１～３ｍｉｎ内，浸提率随时间延长
而增加，但之后随时间延长，吸光度变化不大。因此，
微波提取时间在３ｍｉｎ之内为宜。
３．３ 正交试验
为确定微波功率、提取时间、提取剂浓度、料液比
等各因素在实验中的最佳提取条件，选取这４个因素
及其对应的５个较优水平，按Ｌ２５（５４）进行正交试验，
对提取工艺条件作进一步优化，正交试验的因素与水
平见表５，结果见表６。
表５ 正交试验的因素与水平表
水平
因素
Ａ料液比
（ｇ／ｍＬ）
Ｂ提取时间
（ｍｉｎ）
Ｃ提取剂浓度
（％）
Ｄ微波功率
（Ｗ）
１ １∶１０ ３ ３０ １３６
续 表
水平
因素
Ａ料液比
（ｇ／ｍＬ）
Ｂ提取时间
（ｍｉｎ）
Ｃ提取剂浓度
（％）
Ｄ微波功率
（Ｗ）
２ １∶１５ ４ ４０ ２２８
３ １∶２０ ５ ５０ ３２０
４ １∶２５ ６ ６０ ４２４
５ １∶３０ ７ ７０ ５２８
表６ 正交试验结果
序号 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 吸光度Ａ５３２
１ １ １ １ １ ０．６０２
２ １ ２ ２ ２ ０．７０８
３ １ ３ ３ ３ ０．７３４
４ １ ４ ４ ４ ０．７３６
５ １ ５ ５ ５ ０．７１５
６ ２ １ ２ ３ ０．６７６
７ ２ ２ ３ ４ ０．６１４
８ ２ ３ ４ ５ ０．６８５
９ ２ ４ ５ １ ０．５９８
１０ ２ ５ １ ２ ０．６３９
１１ ３ １ ３ ５ ０．５００
１２ ３ ２ ４ １ ０．５７１
１３ ３ ３ ５ ２ ０．６０８
１４ ３ ４ １ ３ ０．５４８
１５ ３ ５ ２ ４ ０．４７７
１６ ４ １ ４ ２ ０．５２８
１７ ４ ２ ５ ３ ０．５７５
１８ ４ ３ １ ４ ０．５６３
１９ ４ ４ ２ ５ ０．６４６
２０ ４ ５ ３ １ ０．５０４
２１ ５ １ ５ ４ ０．５１５
２２ ５ ２ １ ５ ０．５２８
２３ ５ ３ ２ １ ０．４１１
２４ ５ ４ ３ ２ ０．４５８
２５ ５ ５ ４ ３ ０．５３０
Ｋ１ ３．４９５ ２．８２１ ２．８８０ ２．６８６
Ｋ２ ３．２１２ ２．９９６ ２．９１８ ２．９４１
Ｋ３ ２．７０４ ３．００１ ２．８１０ ３．０６３
Ｋ４ ２．８１６ ２．９８６ ３．０５０ ２．９０５
Ｋ５ ２．４４２ ２．８６５ ３．０１１ ３．０７４
ｋ１ ０．６９９ ０．５６４ ０．５７６ ０．５３７
ｋ２ ０．６４２ ０．５９９ ０．５８４ ０．５８８
ｋ３ ０．５４１ ０．６００ ０．５６２ ０．６１３
ｋ４ ０．５６３ ０．５９７ ０．６１０ ０．５８１
ｋ５ ０．４８８ ０．５７３ ０．６０２ ０．６１５
Ｒ ０．２１１ ０．０３６ ０．０４８ ０．０７８
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由表６可知，微波功率、提取时间、提取剂浓度、料
液比等各因素对海南蒲桃果色素提取影响大小依次为
Ａ＞Ｄ＞Ｃ＞Ｂ，因此，最优化工艺条件是 Ａ１Ｂ３Ｃ４Ｄ５。
综合分析正交试验结果，确定最佳提取工艺条件为：微
波功率５２８Ｗ，提取时间５ｍｉｎ，提取剂０．３％ＨＣｌ－
６０％乙醇，料液比１∶１０（ｇ／ｍＬ）。
３．４ 最佳提取条件重复试验
选择微波法提取海南蒲桃果色素的最佳条件：微
波功 率 ５２８ Ｗ，提 取 时 间 ５ ｍｉｎ，料 液 比 １∶
１０（ｇ／ｍＬ），提取剂０．３％ＨＣｌ－６０％乙醇，进行重复试
验，结果见表７。
表７ 最佳提取条件下的吸光度
序号 １ ２ ３ ４ ５ 平均值
吸光度Ａ５３２ ０．７３１ ０．７３４ ０．７２９ ０．７３９ ０．７２４ ０．７３２
由表７可知，最佳提取条件下做的重复实验其重
现性极好，吸光度Ａ５３２可以达到０．７２４以上。
３．５ 色素含量分析
海 南 蒲 桃 果 色 素 的 花 色 苷 总 量 ＝
０．７３２×５０×５×１００
９８．２×２．０ ＝９３．１７ｍｇ
／１００ｇ。
４ 结论
微波法提取海南蒲桃果色素的最佳工艺条件为：
提取剂０．３％ＨＣｌ－６０％乙醇，料液比１∶１０（ｇ／ｍＬ），
提取时间５ｍｉｎ，微波功率５２８Ｗ；在此条件下提取的
海 南 蒲 桃 果 色 素 的 花 色 苷 总 量 可 以 达 到
９３．１７ｍｇ／１００ｇ以上。
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