全 文 ：基金项目 广西工学院自然科学基金项目(院科自0704104)。
作者简介 郑燕升(1964-),男,广西贵港人,硕士,副教授,从事天然
有机化学研究。
收稿日期 2007!09!07
野生毛葡萄是喀斯特地区特有的生态植物,所酿造的
葡萄酒以独特的风味和具有软化血管、驻颜益寿的功效著
称。葡萄籽(皮)中还富含黄酮类化合物[1-2],原花青素是黄酮
类化合物的一种,其具有优越的抗氧化活性,能预防心血管
疾病,抗肿瘤,抗辐射,防止血小板凝结,且能调节哺乳动物
的关键生物途径,抑制多种细菌,以高效、低毒、高生物利用
率等功效越来越受到国内外的广泛关注[3-4]。我国西部地区
有着丰富的野生毛葡萄资源,由于野生毛葡萄不易保存,生
食有限,绝大部分用于酿酒,另一部分用于葡萄汁饮料,而
葡萄酿酒或进行果汁加工的下脚料主要是葡萄籽与葡萄
皮。如何将这些资源充分利用,变废为宝,用来开发研制高
附加值产品,成为亟待解决的问题。虽然目前国内对葡萄籽
原花青素的研究有了广泛的基础[5-8],但对于野生毛葡萄中
原花青素的研究还未见报道。为此,笔者对野生毛葡萄籽中
原花青素的提取工艺进行了研究,旨在为开发纯天然抗氧
化剂提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料 儿茶素标准品(Sigma公司生产,纯度 99.9%);
甲醇、乙醇、丙酮、石油醚、硫酸、香草醛,均为分析纯试剂。
野生毛葡萄籽(广西罗城野生毛葡萄酒厂生产)。
FZ102型植物粉碎机(上海胜启仪器仪表有限公司生
产);RE!52旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂生产);ZKD!
6090B全自动新型真空干燥箱(上海智城分析仪器制造有
限公司生产);AL104电子分析天平(梅特勒-托利多仪器有
限公司生产);SHZ!2000循环水式多用真空泵(巩义市予华
仪器有限公司生产);2003型恒温磁力加热搅拌器(上海闵
行虹浦仪器厂生产);HWY!2112型恒温调速振荡器(上海
智城分析仪器制造有限公司生产);WFZUV!2000紫外/可见
分光光度计(尤尼柯仪器有限公司生产)。
1.2 方法
1.2.1 溶液配制。儿茶素标准液:准确称取 100mg儿茶素
标准品用去离子水溶解并定容至100ml,作为标准品母液。
30g/L香草醛溶液:30g香草醛溶于 1000ml甲醇中。浓度
30%硫酸溶液:30ml硫酸(95%～98%)+70ml甲醇混合
均匀。
1.2.2 标准曲线绘制。将标准品溶液稀释成不同浓度,分别
取0.5ml不同浓度的标准品溶液于10ml具塞比色管中,加
入2.5ml浓度30g/L香草醛溶液,然后加入2.5ml浓度30%
硫酸溶液,30℃条件下避光反应 15min,以去离子水为空
白,在550nm处测定吸光度值。
1.2.3 野生毛葡萄籽的预处理。野生毛葡萄籽→粉碎→脱
脂→烘干→置于干燥器中备用。
1.2.4 野生毛葡萄籽中原花青素的提取。准确称取粉碎后
的脱脂野生毛葡萄籽10g于250ml圆底烧瓶中,在一定料
液比、溶剂浓度、温度条件下热回流提取或超声波提取一定
时间,取出过滤,将滤渣重复提取 2次后过滤,合并 3次所
得滤液进行减压浓缩,将浓缩液定容,测定野生毛葡萄籽中
原花青素的提取率(该文中以质量分数表示,即每 100g野
生毛葡萄籽经提取得到的原花青素的量)。
1.2.4.1 单因素试验。在处理条件一致的情况下,比较了浓
度均为 60%的乙醇、甲醇、丙酮及水对野生毛葡萄籽中原
花青素的提取效果,以确定最佳提取溶剂。在处理条件一致
的情况下,研究了不同提取溶剂浓度(20%、40%、60%、80%、
90%),不同料液比(1∶6、1∶9、1∶12、1∶15、1∶18),不同提取温度
(30、40、50、60、70、80℃),不同提取时间(1.0、1.5、2.0、2.5、
3.0h),不同提取次数(1、2、3、4次),对野生毛葡萄籽中原花
野生毛葡萄籽中原花青素提取工艺研究
郑燕升,莫 倩,雷 莉 (广西工学院轻化系,广西柳州 545006)
摘要 [目的]为开发纯天然抗氧化剂提供科学依据。[方法]以野生毛葡萄籽为原料,通过单因素试验和正交试验研究提取溶剂种类
和浓度、料液比、提取温度、提取时间、提取次数等因素对原花青素提取率的影响。[结果]采用热回流方法提取,以乙醇为提取溶剂,
野生毛葡萄籽中原花青素含量比普通葡萄籽高。野生毛葡萄籽中原花青素的最佳提取工艺条件为:以60%乙醇为提取溶剂,料液比
1∶12,提取温度为60℃,提取时间2.0h,提取3次。各因素对原花青素提取率的影响依次为乙醇浓度>提取温度>提取时间>料液比。
[结论]在最佳提取条件下,野生毛葡萄籽中原花青素的提取率为5.75%。
关键词 野生毛葡萄;原花青素;提取
中图分类号 S663.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)02-00408-02
StudyontheExtractionTechnologyofProanthocyandinsfromtheSeedsofWildVitisquinquangularis
ZHENGYan!shengetal(DepartmentofLightIndustryandChemicalEngineering,GuangxiColegeofTechnology,Liuzhou,Guangxi545006)
Abstract [Objective]Theresearchaimedtoprovidescientificbasisfordevelopingpurenaturalantioxidants.[Method]Withtheseedsofwild
Vitisquinquangularisasrawmaterials,thefactorssuchasthekindsandconcentrationsofextractionsolvents,thematerial!liquidratio,extraction
temperature,extractiontimeandextractiontimesontheextractionrateofproanthocyandinswerestudiedthroughsinglefactortestandorthogonal
test.[Result]Extractingwithethanolasextractionsolventbyusingthermalrefluxmethod,thecontentofproanthocyandinsintheseedsofwildV.
quinquangulariswashigherthanthatincommongrapeseeds.TheoptimumconditionsforextractingproanthocyandinsfromtheseedsofwildV.
quinquangulariswereasfolows:Extractingwith60%ethanolasextractionsolventandthematrial!liquidratioof1∶12,at60℃for20minand3
times.Theefectsofeachfactorontheextractionrateofproanthocyandinsinorderwasasfolows:Ethanolconcentration>extractiontemperature
>extractiontime>thematerial!liquidratio.[Conclusion]Undertheoptimumextractionconditions,theextractionrateofproanthocyandinsinthe
seedsofwildV.quinquangulariswas5.75%.
Keywords WildVitisquinquangularis;Proanthocyandins;Extraction
安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2008,36(2):408-409,428 责任编辑 金琼琼 责任校对 王 淼
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2008.02.017
青素提取效果的影响,以确定最佳提取剂浓度最佳料液比,
最佳提取温度,最佳提取时间,最佳提取次数。
1.2.4.2 正交试验。在单因素试验的基础上,选出影响原花
青素提取效果的因素:提取温度、乙醇浓度、料液比、提取时
间。利用正交试验分析了4种因素在3个水平上对野生毛
葡萄籽中原花青素提取效果的影响。因素水平设计见表1。
1.2.5 原花青素含量测定。准确量取 0.5ml样品溶液,按
“1.2.2”的方法进行测定,加入 2.5ml浓度 30g/L香草醛溶
液,然后加入2.5ml浓度30%硫酸溶液,30℃条件下避光
反应15min,以样品溶液为空白,即0.5ml样品溶液+2.5ml
甲醇+2.5ml浓度30%硫酸溶液,在550nm处测定吸光度值。
2 结果与分析
2.1 标准曲线绘制结果 所取标准液的浓度和吸光度数
据经回归处理,得回归方程为:y=1.7644x-0.0072,R2=0.9961。
儿茶素在浓度0.05～0.50mg/ml范围内具有良好的线性关系。
2.2 单因素试验结果
2.2.1 提取剂种类对提取效果的影响(图 1)。由图 1可知:
采用蒸馏水提取时,会有一些大分子物质溶出而引入杂质,
使过滤困难,效果较差;乙醇的提取效果优于甲醇、丙酮,且
不易引入杂质。甲醇、丙酮均有一定毒性,不适宜用于食品
工业生产,因此,该试验选择乙醇作为最佳的提取溶剂。
2.2.2 提取剂浓度对提取效果的影响(图 2)。由图 2可知,
乙醇的溶解性能好,穿透细胞能力强。随着乙醇浓度的增
加,提取率增大,当乙醇浓度达到一定程度时,原花青素溶
解度最大,提取率最高;当乙醇浓度继续增加时,原花青素
的提取率减少,而一些醇溶性杂质、亲脂性强的成分溶出
量增加,这些成分与原花青素竞争与乙醇-水分子结合,从
而导致原花青素的提取率下降。因此,乙醇的最适浓度为
60%。
2.2.3 料液比对提取效果的影响(图 3)。由图 3可知,提取
溶剂用量越大,提取率越大,但是过大的料液比会造成溶剂
和能源的浪费,并给后面工序的浓缩带来困难,当料液比增
大到一定程度时,提取效果趋于稳定,即一定比例的溶剂已
将有效成分基本溶出完全。因此,最适宜料液比为1∶12。
2.2.4 提取温度对提取效果的影响(图 4)。由图 4可知,随
着提取温度的升高,原花青素的提取效果增强。因为温度升
高,分子运动速度加快,渗透、扩散、溶解速度加快,同时高
温可以引起细胞膜结构的变化,使原花青素由葡萄籽的外层
细胞转移到溶剂中,但是高温也使原花青素的结构被氧化
破坏,导致其提取效果下降。因此,提取温度以60℃为宜。
2.2.5 提取时间对提取效果的影响(图 5)。由图 5可知,原
花青素提取效果随时间不同而不同。当提取达到一定时间
时,葡萄籽内外有效成分浓度达到平衡,提取效果最好;随
着时间的进一步延长,其提取效果有所下降,因为原花青素
在溶液中长时间受热可能使部分酚结构被破坏;但是,如果
提取时间过短,原花青素则不能很快从葡萄籽细胞中溶出,
(下转第428页)
表1 正交试验因素与水平
Table1Factorsandleveloforthogonaltest
水平
Level
乙醇浓度∥%
Ethanolconcentration
料液比
Materialliquidratio
时间∥h
Time
温度∥℃
Temperature
1 40 1∶6 1.5 50
2 60 1∶9 2.0 60
3 80 1∶12 2.5 70
图1 提取溶剂对原花青素提取效果的影响
Fig.1Efectofdiferentsolventondistilingoriginalanthocyanin
郑燕升等 野生毛葡萄籽中原花青素提取工艺研究36卷2期 409
(上接第409页)
影响提取效率。因此,最适提取时间为2h。
2.2.6 提取次数对提取效果的影响(图 6)。由图 6可知,提
取次数越多,累计提取率越高,但提高幅度明显降低,第 4
次的提取量非常低。因此,只需提取3次。
2.3 正交试验结果(表 2) 由表 2可知,影响原花青素提
取效果的因素主次顺序为:乙醇浓度>提取温度>提取时间>
料液比。最佳条件为 A2B3C2D2,即加入 12倍于原料的浓度
60%乙醇,在 60℃温度下提取 3次,每次提取时间为 2h,
按最佳条件提取 3次,野生毛葡萄籽中原花青素的平均提
取率最高,为5.75%。
3 结论与讨论
该试验结果表明,采用热回流方法提取,以乙醇为提取
溶剂,野生毛葡萄籽中原花青素的含量较普通葡萄籽的含
量高。通过单因素试验和正交试验,考虑各因素对原花青素
提取效果的影响,野生毛葡萄籽中原花青素提取的最佳工
艺条件为:提取溶剂浓度 60%的乙醇,提取温度 6O℃,料
液比1∶12,提取时间2h,提取3次,该条件下原花青素的提
取率最高,为 5.75%。由于提取物中仍含有一些水溶性大
分子的杂质,如果胶和糖类,还有鞣质、有机酸等,会影响到
野生毛葡萄籽中原花青素的精制,故今后需要对野生毛葡
萄籽中原花青素的分离纯化进行进一步的研究。
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表2 正交试验结果
Table2 Resultsoforthogonaltest
试验号
TestNo.
乙醇浓
度∥%
Alcohol
concentration
料液比
Material
liquid
ratio
提取时
间∥h
Extraction
time
提取温
度∥℃
Extraction
tempera-
ture
原花青素提
取率∥%
Extractof
original
anthocyanin
1 40(A1) 1∶6(B1) 1.5(C1) 50(D1) 2.45
2 40(A1) 1∶9(B2) 2.0(C2) 60(D2) 3.87
3 40(A1) 1∶12(B3) 2.5(C3) 70(D3) 3.92
4 60(A2) 1∶6(B1) 2.0(C2) 70(D3) 5.06
5 60(A2) 1∶9(B2) 2.5(C3) 50(D1) 3.65
6 60(A2) 1∶12(B3) 1.5(C1) 60(D2) 5.01
7 80(A3) 1∶6(B1) 2.5(C3) 60(D2) 4.74
8 80(A3) 1∶9(B2) 1.5(C1) 70(D3) 3.43
9 80(A3) 1∶12(B3) 2.0(C2) 50(D1) 4.57
极差Range 1.16 0.85 0.87 0.98
优选水平
Optimum
level
A2 B3 C2 D2
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安徽农业科学 2008年428