全 文 ：《食品工业》2011年第8期
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工艺技术
遵义医学院珠海校区（珠海 519041）
紫番薯原花青素的热回流法提取技术研究
王文君，向灿辉，陈阳，胡永泽，孙志勇，冯丽娟，王敏
摘 要 以脱脂紫番薯粉为原料，研究其原花青素的热回流提取工艺条件。运用单因素试验和正交
试验，探讨溶剂浓度、提取次数、提取温度、料液比、pH值和提取时间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：热回流法的最佳
工艺条件为：料液比1︰25，pH6，提取温度70 ℃，乙醇浓度50%，提取时间60 min，提取次数为2
次，原花青素的提取率为5.258 mg/g。
关键词 紫番薯；原花青素；热回流提取法；正交试验
Research on Hot Refl ux Extraction Method of Purple Sweet
Potatoes’ Proanthocyanidins
Wang Wen-jun, Xiang Can-hui, Chen Yang, Hu Yong-ze, Sun Zhi-yong, Feng Li-juan, Wang Min
Zunyi Medical College Zhuhai Campus (zhuhai 519041)
Abstract Hot reflux extraction method of the 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 proanthocyanidins yield using single factor method coupled with orthogonal
ayyay design. Results showed the best extraction conditions is as follows, solid-liquid ratio of 1︰25, pH6,
temperature is 70 ℃, ethanol concentration of 50%, extraction time is 60 min,extraction times as 2. Under
such conditions,the yield of proanthocyanidins was 5.258mg/g .
Keywords purple sweet potato; proanthocyanidins; hot refl ux extraction; orthogonal array design
基金项目：遵义医学院基金项目(2008F-356）
原花青素(Proanthocyanidins，简称PC)是一种天然
色素，是植物中广泛存在的一类属于双黄酮衍生物的
天然多酚化合物。研究表明，原花青素具有抗腹泻、
抗溃疡、抗抑郁、抗癌、抑菌、防辐射、降血压及促
进毛发生长等多种疗效，其毒理试验研究也表明，原
花青素无致畸变、突变作用，大鼠、小鼠口服原花青素的
LD50均在4 000 mg/kg以上，属安全无毒级[1-4]。PC拥有
强有力的抗氧化能力，其在人体内氧化后清除自由基
的能力是VC的20倍，VE的50倍。PC以其优越多功能
性及安全性，在营养保健、化妆品、食品、医药等
领域的应用越来越广泛[5-6]。然而，目前原花青素的
提取主要来自葡萄籽，由于原材料品种单一和产量不
高，使得原花青素的价格非常昂贵。试验以热回流法
对紫番薯原花青素进行提取，并进行正交试验分析，
得出了紫番薯原花青素的最佳提取工艺。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
紫番薯，市售；儿茶素标准品，天津尖峰天然产物亚
就开发有限公司；香草醛、硫酸铁铵等均为分析纯。
UV210型紫外可见分光光度计：日本岛津；CQ-
200B型超声波振荡器：上海跃进医学用光学器械厂
(28KHZ)；400 g摇摆式高速中药粉碎机：温岭市
林大机械有限公司；SHB-III循环水式多用旋转蒸发
仪：巩义市英峪仪器厂。
1.2 方法
1.2.1 单因素变量试验
1.2.1.1 提取次数对提取率的影响
准确称取脱脂紫番薯粉2.000 g置于圆底烧瓶中，向
其中加入10.00 mL乙醇溶剂，在60 ℃水浴恒温60 min，
抽滤，固体残渣在相同条件下进行第二次、第三次、
第四次提取，四次滤液分别定容至100 mL，以紫外分
光光度法测定吸光度(A)作为提取率的评价指标。
1.2.1.2 溶剂浓度对提取率的影响
准确称取5份脱脂紫番薯粉2.000 g分别置于圆底
烧瓶中，向其中分别加入浓度为20%，40%，60%，80%，
100%乙醇溶剂10.00 mL，在60 ℃水浴恒温60 min，提取
两次，合并滤液，定容至100 mL，以紫外分光光度法
测定吸光度(A)作为提取率的评价指标。
1.2.1.3 料液比对提取率的影响
准确称取4份脱脂紫番薯粉2.000 g分别置于圆底烧
瓶中，按料液比(w︰v)1︰5，1︰10，1︰20，1︰30向其中加入
60%的乙醇溶剂，在60 ℃水浴恒温60 min，提取两次，合
并滤液，定容至100 mL，以紫外分光光度法测定吸光度
(A)作为提取率的评价指标。
1.2.1.4 提取温度对提取率的影响
准确称取4份脱脂紫番薯粉2.000 g置于圆底烧瓶
中，向其中加入40.00 mL 60%乙醇溶剂，分别为30 ℃，
50 ℃，70 ℃，90 ℃恒温60 min，提取两次，合并滤液，定
容至100 mL，以紫外分光光度法测定吸光度(A)作为提
取率的评价指标。
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1.2.1.5 提取时间对提取率的影响
准确称取4份脱脂紫番薯粉2.000 g置于圆底烧瓶
中，向其中加入40.00 mL 60%乙醇溶剂，恒温提取30 min，
60 min，90 min，120 min，提取两次，合并滤液，定
容至100 mL，以紫外分光光度法测定吸光度(A)作为提取
率的评价指标。
1.2.1.6 pH值对提取率的影响
准确称取4份脱脂紫番薯粉2.000 g置于圆底烧瓶
中，向其中加入40.00 mL 60%乙醇溶剂，以pH值2.0，
4.0，6.0，8.0提取两次，合并滤液，定容至100 mL，以紫
外分光光度法测定吸光度(A)作为提取率的评价指标。
1.2.2 正交试验
在单因素试验基础上，对影响较大的因素进行
L9(34)正交试验，优化提取条件
1.2.3 最佳工艺条件下提取
准确称取三份脱脂紫番薯粉5.000 g，在最佳工艺
条件下提取，定容至250 mL，进行定量分析。
1.2.4 定性分析
1.2.4.1 把提取液和原花青素标准品溶液在同样条件下
进行UV分析，观察最大吸收峰波长，进行定性分析。
1.2.4.2 以6%的冰醋酸做展开剂，把提取液和原花青
素标准品溶液在同样条件下进行纸色谱分析，测定rf
值，进行定性分析。
1.2.5 定量分析
准确称取5.00 mg儿茶素标准品，用去离子水溶解定
容至25.00 mL，用吸量管移取儿茶素标准溶液1.00 mL，
2.50 mL，4.00 mL，5.50 mL，7.00 mL，分别用去离
子水定容至10.00 mL。再精密称量香草醛4.00 g，用
甲醇溶解并定容至100 mL。移取上述定容后的儿茶
素标准溶液各1.00 mL，然后依次加入香草醛-甲醇溶液
6.00 mL，浓盐酸3.00 mL，混合均匀后在水浴锅中恒
温(30 ℃)避光反应15 h。以V(香草醛—甲醇溶液)︰
V(浓盐酸)︰V(甲醇)=3.00︰1.50︰0.50的混合溶剂作
为空白对照，在500 nm处测定吸光度[7]，样品溶液在
同样条件下进行测定。
2 结果与分析
2.1 单因素变量试验结果
2.1.1 提取次数对提取率的影响
从图1可知，随着提取次数的增加，原花青素的
得率越来越少，提取至第三次时，得率已经很接近于
0，表明乙醇是良好的提取剂，经过两次提取基本萃
图1 提取次数对提取率的影响
取完全，因此确定最佳提取次数为2次。
2.1.2 溶剂浓度对提取率的影响
由图2可见，随着溶剂浓度逐渐升高，提取率也
不断增大，在乙醇溶度为60%时，提取率达到最大
值，然后随溶剂浓度增大提取率又表现出下降趋势。
可见，溶剂浓度对提取率影响较大，因此将此因素进
行正交试验，确定最佳浓度。
2.1.3 料液比对提取率的影响
由图3可知，提取率随料液比的不断增大出现急
剧升高而后又缓慢下降的趋势，料液比在一定范围内
对提取效果产生很大影响，因此最佳比例通过正交试
验确定。
2.1.4 提取温度对提取率的影响
由图4可知，30 ℃～50 ℃之间提取率随温度升
高变化缓慢，50 ℃～70 ℃之间提取率随温度变化显
著，70 ℃～90 ℃之间提取率变化也不明显，而温度
不仅影响提取率也考验设备耐热性，温度越高，耗能
也越大，因此将此因素进行正交分析。
2.1.5 提取时间对提取率的影响
图2 溶剂浓度对提取率的影响
图3 料液比对提取率的影响
图4 温度对提取率的影响
图5 时间对提取率的影响
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由图5可知，随提取时间的延长，提取率有所上
升，但变化不大，延长提取时间，耗能增加。因此，
综合考虑各因素的影响，以60 min为宜。
2.1.6 pH值对提取率的影响
由图6可知，提取率随pH的增大，出现先下降又
回升的趋势，在pH为6.0时提取率最好，且此时的pH
恰为反应体系的自然值，无需外加酸碱调节。因此，
选择pH为6.0最合适。
2.2 正交试验结果
在单因素试验基础上，选择温度、溶剂浓度、料
液比三个影响比较显著的因素进行正交试验，因素水
平设计表见表1。
由正交试验分析可知，以上三个因素对原花青
素提取率影响大小依次为B(溶剂浓度)＞A(温度)
＞C(料液比)，提取紫番薯原花青素的最佳条件为
A3B1C3，即提取温度为70 ℃，溶剂浓度为50%，料液
比为1︰25。
结合单因素试验和正交试验，优化提取条件为：
乙醇浓度50%，温度70 ℃，料液比1︰25，pH6，提取
时间60 min，提取两次。在此条件下进行三次平行提
取，进行定量分析，确定提取率。
2.3 定性分析结果
将紫番薯提取液和原花青素标准品溶液在同样条
图6 pH值对提取率的影响
表1 正交试验因素水平设计表
水平 A温度/℃ B溶剂浓度/% C料液比/w:v
1 60 50 1∶15
2 65 60 1∶20
3 70 70 1∶25
表2 正交试验结果
试验号 A B C 测定结果
1 1 1 1 1 0.573
2 1 2 2 2 0.544
3 1 3 3 3 0.515
4 2 1 2 3 0.611
5 2 2 3 1 0.594
6 2 3 1 2 0.506
7 3 1 3 2 0.655
8 3 2 1 3 0.594
9 3 3 2 1 0.563
K1 1.632 1.839 1.673 1.73
K2 1.711 1.732 1.718 1.705
K3 1.812 1.584 1.764 1.72
R 0.06 0.085 0.030333 0.008333
件下进行紫外扫描，最大吸收峰位置相同，最大吸收
波长均为280 nm，只是吸收强度不同，说明紫番薯提
取液中含有原花青素。
纸色谱层析结果表明，紫番薯提取液的 r f样品
=0.431，原花青素标准品溶液的rf标准品=0.426，两者的
比移值基本一致，说明提取液中含有原花青素。
2.4 儿茶素标准品为对照定量分析结果
标准曲线的的回归方程：A=0.006C-0.011 1，
R2=0.993 5，式中：A为吸光度；C为儿茶素质量浓度(µg/
mL)；R为相关性系数。把紫番薯原花青素提取液的吸光
度值代入上述方程，测定结果如表3。
以儿茶素标准品为对照，测得紫番薯原花青素的
平均提取率为5.258 mg/g。
3 讨论
在研究中发现随着乙醇浓度的增加，尤其是在
60%以后，提取物的测定值在不断下降，这可能是由
于溶剂的浓度在增大而其极性在降低，使得原花青素
在其中的溶解能力下降。在定量分析中，儿茶素是使
用最广泛的标准品，所以也以其作为标准对照，便于
和其它测定结果进行对比分析。
4 结论
根据单因素试验及正交试验分析得到紫番薯原花
青素的最佳提取工艺：50%乙醇、料液比1︰25、时间
60 min、pH为6.0、温度70 ℃、提取次数2次，在此条
件下测得紫番薯原花青素提取率为5.258 mg/g。
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表3 紫番薯原花青素提取率测定结果
提取率/（mg·g-1） 5.260 5.254 5.261
提取率均值/（mg·g-1） 5.258