全 文 ：工 艺 技 术
2013年第10期
Vol . 34 , No . 10 , 2013
乌蔹莓花色苷的提取工艺及稳定性研究
昝丽霞
（陕西理工学院生物科学与工程学院，陕西汉中 723000）
摘 要：优化了乌蔹莓花色苷提取最佳工艺。通过单因素实验考察了乙醇浓度、提取温度、提取时间、料液比对提取花
色苷的影响，在单因素实验的基础上，通过正交实验确定最佳工艺条件为40%的乙醇溶液，1∶30的料液比，提取温度
70℃，提取时间120min，在此条件下乌蔹莓花色苷的提取量为0.397mg/g。本实验为合理开发乌蔹莓提供了科学依据。
关键词：乌蔹莓，花色苷，提取工艺，稳定性
Study on the extraction technology and stability of anthocyanin
from cayratica jeponicae
ZAN Li-xia
（Biological Science & Engineering Dept.，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000，China）
Abstract：The optimal extraction technology of anthocyanin from Cayratica jeponicae was studied. The single
factors such as the ethanol concentration，the extracting temperature，and time and the ratio of material/liquid
were evaluated，based on which，the orthogonal array experimental results were analyzed. Ethanol concentration
of 40%，material/liquid ratio of 1∶30，the extraction temperature of 70℃，extraction duration of 120min were found
optimal. Under the optimal conditions the extract obtained was 0.397mg/g. The scientific basis for the rational
development of C. jeponicae was provided.
Key words：Cayratica jeponicae；anthocyanin；extraction technology；stability
中图分类号：TS201.1 文献标识码：B 文 章 编 号：1002-0306（2013）10-0251-03
收稿日期：2012－10－25
作者简介：昝丽霞（1977-），女，硕士，副教授，主要从事药用植物资源
开发与利用方面的研究。
基金项目：陕西省教育厅专项科研计划项目（11JK0633）。
乌蔹莓[Cayratica jeponicae（Thunb.）Gagnep.]为
葡萄科乌蔹莓属草质藤本植物，全草含甾醇、酚性、
黄酮类成分，根含生物碱、鞣质，果皮中含乌蔹苷。全
草入药，具有清热解毒，活血散瘀，利尿的功能，对溶
血性葡萄球菌、痢疾杆菌、大肠杆菌均有抑制作用[1]。
乌蔹莓果实为倒卵圆形浆果，成熟后呈黑紫色，含有
花色苷成分。花色苷是一类广泛存在于植物中的水
溶性天然色素，是植物花和果实中的一种重要的呈
色物质，使其呈现由红、紫红到蓝等不同的颜色，属
酚类化合物中的黄酮类物质，是一种天然食用色素，
同时还具有抗氧化、抗癌、抗炎等多种生理活性。当
今食品安全问题日益受到关注，人工化学合成色素
中一些品种具有严重的慢性毒性和致癌性[2]。对天然
食用花色苷的开发研究成为近年来引人瞩目的研究
课题之一，利用无毒害并有一定药理作用的天然植
物提取食用花色苷，是当今的新趋势[3]。本文首次对
乌蔹莓花色苷进行提取工艺及稳定性研究，为综合
开发利用该植物资源提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
氯化钾、醋酸钠、无水乙醇、甲醇、浓盐酸 均为
分析纯；乌蔹莓果 于2011年10月采自陕西省汉中市
褒河河东店，由陕西理工学院生物学院王勇博士鉴定。
FA2104型电子天平 上海舜宇恒平科技仪器有
限公司；精密pH计 梅特勒-托利多仪器有限公司；
LC-800型低速离心机 安徽中科中佳科学仪器有限公
司；优普超纯水制造系统 北京同泰联科技发展有限
公司；U-3900H型紫外可见分光光度计 HITACHI
公司。
1.2 实验方法
1.2.1 花色苷含量测定及计算方法[4-5] 精密量取乌
蔹莓果提取物溶液1mL，分别用pH1.0和pH4.5的缓冲
液稀释并定容至10mL，静置2h后，进行光谱扫描，确
定最大吸收峰后，在此波长下进行提取液吸光度测
定，通过示差法计算总花色苷的含量（ACY），ACY以
矢车菊色素-3-葡萄糖苷计，按式（1）计算：
A=（Aλmax-A700）pH1.0-（Aλmax-A700）pH4.5[6]
总花色苷提取量（mg/g）=[（A×449.2×10×V）/
（26900×m）]×100 式（1）
式中，V：提取液总体积（mL）；m：取样量（g）；
26900：矢车菊色素-3-葡萄糖苷的摩尔消光系数；
449.2：矢车菊色素-3-葡萄糖苷的摩尔分子质量。
1.2.2 单因素实验 以单因素实验分别考察乙醇溶
液浓度（30%～80%），水浴提取温度（30～80℃），提取
时间（30～180min），料液比1∶10～1∶30（g/mL）对花色苷
提取量的影响。
1.2.3 正交优化实验设计 在单因素实验基础上，
251
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2013.10.023
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2013年第10期
选择乙醇浓度、提取温度、提取时间、料液比进行4因
素3水平正交实验，优化乌蔹莓花色苷的提取工艺。
正交实验因素水平表见表1。
1.2.4 稳定性考察 按1.2.2方法制备提取液2份，分
别置于避光条件下和自然光下，在1、3、5h测定其吸
光度；取4份提取液，分别在室温、40、70、90℃，在0、
0.5、1h测定吸光度。
2 结果与讨论
2.1 最佳检测波长的确定
在花色苷分光光度法测定中，为了消除其他物
质的干扰，根据花色苷在不同pH环境结构发生变化，
而干扰物质吸收光谱不随pH变化的特征，一般采取
示差测定法[7]。示差法是分别用两种不同pH的缓冲
溶液来稀释待测液，然后计算不同pH溶液吸光度差
值的测定方法[8]。实验选择pH=1.0和pH=4.5对花色苷
进行了定量分析。当溶液的pH=1.0，花色苷在520nm
处有最大光吸收；而当溶液的pH=4.5，花色苷转变为
无色的查尔酮形式，在520nm处无吸收，见图1。
2.2 单因素实验
2.2.1 乙醇浓度对花色苷提取量的影响 由图2可
知，在温度为70℃，料液比为1∶30，提取时间为120min
的条件下，当乙醇质量分数小于40%时，随着乙醇浓
度的增大，花色苷浓度不断增大；在乙醇浓度为40%
时，提取量达到最大；随着乙醇浓度进一步增加，提
取量降低。由此可知，以浓度为40%乙醇为提取剂提
取效率最佳。
2.2.2 提取温度对花色苷提取量的影响 由图3可
知，以浓度为70%的乙醇溶液为提取剂，料液比为
1∶30，提取时间为120min为条件，在温度小于70℃时，
随着温度的不断增加，花色苷浓度不断增大；在70℃
时提取量最高；当温度大于70℃时，随着温度的升
高，提取量有所下降。出现以上现象的原因为：从结构
角度考虑，温度过高时，蓝色的醌式碱（A）、红色的黄
洋阳离子（AH+）之间是可逆的，平衡向形成查耳酮的
方向移动，其结果是显色物质（AH+和A）含量降低。
2.2.3 提取时间对花色苷提取量的影响 由图4可
知，以浓度为70%的乙醇溶液为提取剂，在70℃下水
浴提取，料液比1∶30为条件，当提取时间小于90min
时，随着时间的增加，花色苷浓度不断增大；当提
取时间为90min时，提取量最高；当提取时间超过
90min，随着提取时间的延长，提取量有所下降，原因
是花色苷不稳定，随着提取时间的延长，花色苷溶液
会因氧化反应导致分解而退色，空气中的氧化作用
使其含量降低。
2.2.4 料液比对提取量的影响 由图5可知，以浓度
水平
因素
A 乙醇浓度
（%）
B 提取温度
（℃）
C 提取时间
（min）
D 料液比
（g∶mL）
1 30 60 60 1∶20
2 40 70 90 1∶25
3 50 80 120 1∶30
表1 因素水平表
Table 1 Factors and levels
图2 提取浓度对花色苷提取量的影响
Fig.2 Effect of different alcohol concentrations on
extraction ratio
30 40 50 60 70 80
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
提
取
量
（
m
g/
g）
乙醇浓度（%）
图3 提取温度对花色苷提取量的影响
Fig.3 Effect of different extracted temperature on
extraction ratio
30 40 50 60 70 80
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
提
取
量
（
m
g/
g）
温度（℃）
图1 乌蔹莓花色苷的吸收光谱图
Fig.1 Absorption spectrum of cayratica japonicae
500 550 600 650 700 750 800
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
值
波长（nm）
pH=1.0
pH=4.5
图4 时间对花色苷提取量的影响
Fig.4 Effect of different extracted time on extraction ratio
30 60 90 120 150 180
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
提
取
量
（
m
g/
g）
提取时间（min）
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为70%的乙醇溶液为提取剂，70℃下水浴提取120min
为条件，随着料液比的增大，吸光值也在提高，当料液
比为1∶25时，其提取量最高，原因是大量的溶剂更能充
分提取花色苷。料液比大于1∶25后，提取量有所下降。
2.3 正交实验结果
通过正交实验，结果表明，利用乙醇溶液作提取
液，影响乌蔹莓中花色苷提取量的因素主次顺序为：
B＞D＞A＞C。正交表中最佳工艺为2号实验中的因素水
平，为A1B2C2D2，在此条件下测得花色苷提取量为
0.378mg/g。而根据正交实验k值，最佳条件应为
A2B2C3D3，对该工艺进行补充实验，得到花色苷提取
量为0.397mg/g。故确定最佳提取工艺为为A2B2C3D3，
即40%的乙醇溶液，按1∶30的料液比，提取温度70℃，
提取时间120min。
正交实验的方差分析（见表3）表明，因素A、B、D
极显著（p＜0.01），因素C不具显著性，即乙醇浓度、提
取温度、料液比对花色苷提取都有极显著的影响，与
k值和直观分析的结果一致。
2.4 花色苷的稳定性
实验结果表明，在自然光下随着光照时间的延
长，花色苷吸光度持续下降，到第3d花色苷下降约
60%，低温避光保存组花色苷吸光度稍有下降，但保
持稳定，说明光照对乌蔹莓花色苷具有强烈的降解
作用。低温下花色苷稳定性较好，随着温度、热处理
时间的延长，稳定性下降，溶液色泽变浅，提取液吸
光度下降。提取液在温度90℃热处理0.5h和1h，花色
苷吸光值下降50%。
3 结论
乌蔹莓中的天然色素为花色苷类化合物，通过
单因素实验和正交实验确定了乌蔹莓中花色苷的最
佳提取工艺条件为：40%的乙醇溶液，按1∶30的料液
比，提取温度70℃，提取时间120min，在此条件下花
色苷的提取量为0.397mg/g。稳定性实验表明，光照和
温度对花色苷稳定性的影响都很大，在提取和储存
时应注意控制。本实验首次初步研究了乌蔹莓中花
色苷的提取工艺和稳定性，为进一步开发利用乌蔹
莓提供理论依据。
参考文献
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方差来源 离差平方和 自由度 均方 F值 F临界值 显著性
A 0.0125927 2 0.006296 8.78967 F0.05（1，2）=19 **
B 0.0158607 2 0.00793 11.07073 **
C 0.0014327 2 0.000716
D 0.019814 2 0.009907 13.83015 **
表3 方差分析表
Table 3 Analysis of variance
图5 料液比对提取量的影响
Fig.5 Effect of different proportion between material and
extracted solution on extracted ratio
1∶10 1∶15 1∶20 1∶25 1∶30
0.24
0.235
0.23
0.225
0.22
0.215
提
取
量
（
m
g/
g）
料液比（g/mL）
实验号
提取量
（mg/g）
1 1 1 1 1 0.254
2 1 2 2 2 0.378
3 1 3 3 3 0.357
4 2 1 2 3 0.334
5 2 2 3 1 0.337
6 2 3 1 2 0.350
7 3 1 3 2 0.287
8 3 2 1 3 0.329
9 3 3 2 1 0.261
k1 0.599 0.533 0.565 0.517
k2 0.619 0.633 0.590 0.615
k3 0.531 0.586 0.594 0.618
R 0.088 0.103 0.029 0.101
A B C D
表2 正交实验结果
Table 2 The results of L9（34）orthogonal test
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