全 文 ：第 28 卷 第 1 期
2011 年 2 月
黑 龙 江 大 学 自 然 科 学 学 报
JOURNAL OF NATURAL SCIENCE OF HEILONGJIANG UNIVERSITY
Vol. 28 No. 1
February，2011
三种方法对比研究紫番薯原花青素的最佳提取工艺
王文君1， 李宗圣2， 邓镇涛1， 孙志勇1
( 1．遵义医学院 珠海校区，珠海 519041; 2．北京大学 药学院，北京 100800)
摘 要: 以紫番薯为原料，分别研究索氏提取法、热回流法、超声波提取法的原花青素提取工
艺条件。采用单因素实验和正交实验，探讨提取剂、提取次数、提取剂浓度、温度、时间、料液比、pH
值等因素对紫番薯原花青素提取率的影响，并以吸光度作为提取率的评价指标，分析最佳提取条
件。结果表明:超声波法提取率最高，热回流法次之，索氏提取法最低，超声波法的最佳工艺条件为
30%乙醇做提取剂，料液比为 1 ∶ 25，pH为 6，超声波处理 20 min，提取次数为 2 次，原花青素的提取
率为 7. 735 mg·g －1。
关键词:紫番薯; 原花青素; 索氏提取法; 热回流法; 超声波法
中图分类号: TQ041 文献标志码: A 文章编号: 1001 － 7011( 2011) 01 － 0090 － 06
收稿日期: 2010 － 07 － 02
基金项目: 遵义医学院基金资助项目( 2008F － 356)
作者简介: 王文君( 1971 － ) ，女，副教授，硕士，主要研究方向:天然产物，E － mail: wangwenjun1971@ sohu． com
0 引 言
原花青素是一类由不同数量的儿茶素或表儿茶素缩合而成的多酚化合物总称，无毒无味，具有强大的抗
氧化活性和自由基清除能力，具有降血压、降血脂、防止动脉硬化、抗癌、抗衰老和美容等功效，已经运用在疾
病治疗、保健品和化妆品领域，成为深受各国人们喜爱的天然植物提取物［1 － 3］。因此人们对原花青素的研究
越来越重视，寻找新的富含原花青素的原材料和适合于工业化提取、检测原花青素的方法是两个研究热点。
目前，有关原花青素的提取工艺已建立［4 － 5］。但主要源自葡萄籽的提取，我国天津尖峰天然产物研究开发有
限公司每年生产葡萄籽原花青素 3 × 104 kg，我国年产总量约 5 × 104 kg，欧洲年产量达到 8 × 104 kg，这不仅
不能满足市场需求，而且价格昂贵。研究表明，紫番薯中也含有原花青素，并且我国盛产番薯，番薯种植总面
积和总产量分别占世界的 62%和 84%，但利用紫番薯提取原花青素的工艺报道甚少［6 － 8］。基于此，本文以
紫番薯为原料，运用三种方法深入研究紫番薯原花青素的提取工艺，结合正交实验分析最佳提取条件，为紫
番薯原花青素的开发和综合利用提供理论依据。
1 实验方法
1. 1 单因素实验
精密称取脱脂紫番薯粉置于圆底烧瓶中，以乙醇溶剂提取四次，四次提取液分别定容至 100 mL，以吸光
度( A) 作为提取率的评价指标，确定最佳提取次数。
在确定提取次数下，分别改变溶剂浓度、提取时间、提取温度、pH值、料液比进行单因素实验。
所有的单因素实验，在定容确定准确体积后，热回流法和索氏提取法相当于 50 mL溶液中含有 1 g 固体
样品，超声波法相当于 100 mL溶液中含有 1 g固体样品。
1. 2 正交试验
在单因素实验基础上选择影响较大的三个因素进行正交试验，从而确定最佳提取条件。
1. 3 定性实验
把提取液和原花青素标准品对照液在同样条件下进行 UV分析，谱图对照，进行定性分析。
DOI:10.13482/j.issn1001-7011.2011.01.007
取提取液和原花青素标准品对照液各 0. 50 mL置于试管中，分别向两试管中各加入 1 mL盐酸酸化的香
兰素乙醇溶液，观察试管颜色，进行定性分析。
以 6%冰乙酸做展开剂，把提取液和原花青素标准品对照液在同样条件下进行纸色谱分析，测定 rf 值，
进行定性分析。
1. 4 定量分析
标准曲线绘制:称取原花青素标准品 10. 00 mg 溶于甲醇中，定容至 10 mL，吸取该溶液 0. 10、0. 25、
0. 50、1. 00、1. 50 mL分别置于 5 个 10 mL容量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀。将正丁醇与盐酸按 95 ∶ 5 的体积
比混合后，取出 6. 00 mL分别置于 5 个 10 mL具塞比色管中，再加入 0. 20 mL硫酸铁铵溶液( 2. 41 g 硫酸铁
铵溶于水，定容至 100 mL) 和 1. 00 mL原花青素标准品样液，混匀，置沸水浴，精确加热 40 min 后，立即置冰
水中冷却，以 V( 正丁醇—盐酸溶液) ∶ V( 硫酸铁铵溶液) ∶ V( 甲醇) = 30 ∶ 1 ∶ 5 的混合试剂空白作参比，在
549 nm处紫外分光光度计测定其吸光度［18 － 19］。
精密称取脱脂紫番薯粉，按最佳提取条件提取，抽滤，用甲醇定容至 100 mL。与标准溶液相同条件下显
色、测定，确定紫番薯原花青素的提取效率。
1. 5 准确性实验
向三份紫番薯提取液中分别加入一定量的原花青素对照品溶液，使对照品的量相当于提取液浓度的
80%、100%和 120%，进行 UV 定量，根据( m加标后含量 － m样液初含量 ) /m标液含量计算加标回收率。平行做三次，以
平均值进行分析。
2 结果与分析
2. 1 单因素实验结果
2. 1. 1 提取次数对提取率的影响
由表 1 可知，对于三种方法第一次提取率均很高，第二次
的提取率已经明显下降，第三、四次提取率已经接近零，而多
次提取会造成溶剂的浪费，因此提取次数确定为两次，既保
证了高效萃取又有利于溶剂的节省。
2. 1. 2 溶剂浓度对提取率的影响
由表 2 可知，随着溶剂浓度增大提取率先增
大然后又减少，热回流法在溶剂浓度为 60%时
提取效率最大，超声波法在溶剂浓度为 40%时，
提取效率最大，索氏提取法在溶剂浓度为 60%
时，提取效率最大。可以看出，溶剂浓度在不同
方法中都很大程度的影响原花青素的提取率。
2. 1. 3 提取时间对提取率的影响
从图 1 分析看出，对于热回流法，随提取时间的延
长，提取率具有缓慢上升的趋势，但增幅不大，而时间
的延长会造成能耗的剧增和效率的下降。因此，提取
时间以 60 min 为宜; 对于超声波提取法，随着提取时
间的延长提取率在前 15 min迅速增加，但 15 min后不
升反而极速下降，可见超声时间对提取率影响很大，初
步断定 15 min 前后作为适宜时间; 对于索氏提取法，
随着提取时间的延长，提取率表现出先降低再升高的
变化过程，120 min 时的提取率较高，但和 60 min 对
比，增加不明显，因此从节能方面和仪器受热能力考
虑，提取时间以 60 min为宜。
·19·第 1 期 王文君等:三种方法对比研究紫番薯原花青素的最佳提取工艺
表 8 的正交试验结果可以看出，在热回流提取法中，这三个因素对原花青素提取率影响大小依次为 B
( 浓度) ＞ A( 温度) ＞ C( 料液比) ，热回流法提取紫番薯原花青素的最佳条件为 A3B1C3，即提取温度 70 ℃，
乙醇浓度 50%，料液比 1 ∶ 25。
从表 9 的正交试验结果可以看出，这三个因素对原花青素提取率影响大小依次为 C( 料液比) ＞ B( 提取
时间) ＞ A( 提取剂浓度) ，超声波法提取紫番薯原花青素的最佳条件为 A1B3C3，即乙醇浓度 30%、料液比
1 ∶ 25、超声波处理时间 20 min。
·29· 黑 龙 江 大 学 自 然 科 学 学 报 第 28 卷
从表 10 的正交试验结果可以看出，在索氏提取法中，这三个因素对原花青素提取率影响大小依次为 A
( 浓度) ＞ B( 温度) ＞ C( 料液比) ，索氏提取法提取紫番薯原花青素的最佳条件为 A1B2C3，即乙醇溶度 60%，
提取温度 50 ℃，料液比为 1 ∶ 25。
2. 3 定性分析结果
2. 3. 1 UV分析
将紫番薯提取液和原花青素标准品溶液在同样条件下进行紫外扫描，其吸收光谱图形状基本一致，最大
吸收峰位置相同，只是吸收强度不同，说明紫番薯提取液中含有原花青素。
2. 3. 2 化学分析
向两个试管中各加入 1 mL盐酸酸化的香兰素乙醇溶液，两个试管均表现为樱红色，说明提取液中含有
原花青素。
2. 3. 3 纸色谱分析
以 6%的冰乙酸做展开剂进行纸层析分析，纸色谱结果显示，rf样品为 0. 431，rf标准品为 0. 426，两者的 rf 值
基本一致，说明提取液中含有原花青素。
三种方法对紫番薯提取液进行定性分析均表明提取液中含有原花青素。
·39·第 1 期 王文君等:三种方法对比研究紫番薯原花青素的最佳提取工艺
2. 4 定量分析结果
2. 4. 1 标准曲线绘制
标准曲线的回归方程为 A = 0. 003 7c + 0. 022 9，R2 = 0. 995 4，式中: A 为吸光度; c 原花青素浓度( μg·
mL －1 ) ; R为相关性因数，由相关系数值可以看出线性关系较好。
2. 4. 2 优化条件下的紫番薯原花青素的提取率
其中， (C mg /g = c × N1 000 ×m，C 为提取效率 mg· g －1 ) ，c 为通过标准曲线得到的原花青素浓度 ( μg·
mL －1 ) ，N为稀释倍数，m为紫番薯粉的质量( g) 。
2. 5 准确性实验结果
加标回收率三次测定结果平均值分别为 98． 94%、101． 56%、99． 51%，标准偏差( S) 为 1． 38%，相对标准
偏差( RSD) 为 1． 4%。
3 结 论
根据单因素实验及正交实验并结合三种提取方法的提取率对比分析，超声波法的提取率最高
( 7. 735 mg·g － 1 ) ，热回流法次之( 5. 395 mg·g － 1 ) ，索氏提取法最低 ( 4. 772 mg·g － 1 ) 。超声波法的
提取率为热回流法的 1. 4 倍，索氏提取法的 1. 8 倍，而且又节省提取时间、能耗低，因此是一种理想的
提取方法，建议在实际工艺中使用超声波法进行提取。超声波法提取紫番薯原花青素的最佳工艺条件
为 ∶ 30%乙醇做提取剂，料液比为 1 ∶ 25，pH = 6，提取时间为 20 min，提取次数为 2 次，紫番薯原花青
素的提取率为 7. 735 mg·g － 1。
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Comparison extraction of proanthocyanidins from purple sweet potatos
by three kind of extraction method
WANG Wen-jun1， LI Zong-sheng2， DENG Zheng-tao1， SUN Zhi-yong1
( 1． Zhuhai Campus，Zunyi Medical College，Zhuhai 519041，China; 2． Pharmaceutical Sciences，Beijing University，Beijing 100800，China)
Abstract: Extraction condition of proanthocyanidins from the purple sweet potatos was investigated by examining the
effects of extraction times，solvent concentration，temperature，time，solid-liquid ratio and pH on the proanthocya-
nidins yield using single factor method coupled with orthogonal array design． Results showed that ultrasound-assis-
ted extraction’s yield is the best，hot reflux extraction’s yield is middle，soxlet extraction’s yield is the lowest．
The best extraction conditions for ultrasound-assisted extraction is as follows，ethanol concentration of 30%，solid-
liquid ratio of 1 ∶ 25，pH =6，extraction time is 20 min，extraction times as 2． Under such conditions，the yield of
proanthocyanidins was 7. 735 mg·g －1 ．
Key words: purple sweet potato; proanthocyanidins; soxlet extraction; hot reflux extraction; ultrasound-assisted
extraction
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