全 文 ：FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
食 品 科 技
2011年 第 36卷 第 2期
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，并具有
降血压、降血脂、防止动脉硬化、抗癌、抗衰老
和美容等效果，并且运用在疾病治疗、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 2个研究的热
点 [4]，目前，有关原花青素的提取工艺已建立 [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 30
t，我国年产总量约 50 t，欧洲年产量达到 80 t，这
不仅不能满足市场需求，而且价格昂贵。研究表
超声波法提取紫番薯原花青素的
工艺条件研究
王文君， 向灿辉， 王 江， 陈 阳， 邓镇涛
(遵义医学院珠海校区，珠海 519041)
摘要： 以紫番薯为原料，研究其原花青素的超声波辅助提取工艺条件。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、料液比、pH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：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 7.442 mg/g。
关键词： 紫番薯；原花青素；超声波法；紫外分光光度法
中图分类号： R 284.2 文献标志码： A 文章编号： 1005- 9989(2011)02- 0179- 04
Extraction conditions of the proanthocyanidins from purple sweet
potatos by the ultrasound-assisted extraction
WANG Wen-jun, XIANG Can-hui, WANG Jiang, CHEN Yang, DENG Zhen-tao
（Zunyi Medical College Zhuhai Campus, Zhuhai 519041)
Abstract: Ultrasound -assisted extraction of the proanthocyanidins from the purple sweet potatos was
investigated by examining the effects of solvents, extraction times, solvent concentration, temperature, solid-
liquid ratio and pH on the proanthocyanidins yield using single factor method coupled with orthogonal assay
design. Results showed the best extraction conditions is as follows, ethanol concentration of 30%, solid-liquid
ratio of 1∶25, pH6, extraction time is 20 min, extraction times as 2. Under such conditions, the yield of proan-
thocyanidins was 7.442 mg/g.
Key words: purple sweet potato; proanthocyanidins; ultrasound-assisted extraction; UV spetrophotometry
收稿日期： 2010-07-09
基金项目： 遵义医学院基金项目(2008F-356)；贵州省科技厅项目(黔科合J字[2009]2291号)。
作者简介： 王文君(1971—)，女，硕士，副教授，主要从事天然产物研究工作。
提取物与应用
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DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2011.02.011
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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，我们以紫番薯为原料，用超声
波辅助萃取法对其原花青素提取工艺进行初步探
索，结合正交实验分析最佳提取条件，为紫番薯
的深加工和综合利用提供理论依据。
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
然产物研究开发有限公司；香草醛、硫酸铁铵：
分析纯。
UV210型紫外可见分光光度计：日本岛津公
司；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 实验方法
1.2.1 紫番薯粉末的制备 取新鲜紫番薯洗净、去
皮、切成细丝放在阴凉避光处自然风干。将风干
后的紫番薯细丝用粉碎机粉碎，过 80目筛、称质
量，细粉用石油醚以料液比 1∶5 的比例浸泡 24 h
后回流加热 3 h脱脂，抽滤，50℃干燥，备用。
1.2.2 单因素实验
1.2.2.1 不同提取剂对提取率的影响 精密称取
5.000 g的细粉 3份分别装入具塞瓶，按料液比 1∶
10再分别加入乙醇(95%)、丙酮、正丁醇在室温下
用超声波处理 10 min，然后抽滤收集滤液并定
容，在 280 nm波长下测定其吸光度作为提取率评
价指标。
1.2.2.2 不同提取次数对提取率的影响 精密称取
5.000 g细粉装入具塞瓶，按料液比 1 ∶10 加入提
取剂在室温下用超声波处理 10 min，然后抽滤
收集滤液，同时收集滤纸上的细粉按上述步骤
重复 3次把所得的 4瓶滤液分别定容至相同体积，
在 280 nm 波长下测定其吸光度作为提取率评
价指标。
1.2.2.3 不同提取剂浓度对提取率的影响 精密称
取 5.000 g的细粉 4份分别装入具塞瓶，按料液比
1∶10再分别装入体积分数 20%、40%、60%、80%
的上述提取剂，在室温下用超声波处理 10 min，
然后抽滤，固体物再提取 1次，合并 2次提取液
并定容，在 280 nm波长下测定其吸光度作为提取
率评价指标。
1.2.2.4 不同提取时间对提取率的影响 精密称取
5.000 g 的细粉 5 份分别装入具塞瓶，按料液
比 1 ∶10再分别装入浓度相同的上述提取剂，在
室温下用超声波分别处理 5、10、15、20、30
min，抽滤，固体物再提取 1次，合并 2次提取液
并定容，在 280 nm波长下测定其吸光度作为提取
率评价指标。
1.2.2.5 不同 pH对提取率的影响 精密称取 5.000
g的细粉 5份分别装入具塞瓶，按料液比 1∶10 再
分别装入浓度相同的上述提取剂，分别调整 pH为
5、6、7、8、10，在室温下用超声波处理 10 min，
抽滤，固体物再提取 1次，合并 2次提取液并定
容，在 280 nm波长下测定其吸光度作为提取率评
价指标。
1.2.2.6 不同料液比对提取率的影响 精密称取
5.000 g的细粉 4分别装入具塞瓶，分别按照 1∶10、
1∶20、1∶30、1∶40装入浓度相同的上述提取剂，调
整 pH 至相同水平，在室温下用超声波处理 10
min，抽滤，固体物再提取 1次，合并 2次提取液
并定容，在 280 nm波长下测定其吸光度作为提取
率评价指标。
1.2.3 正交实验 在单因素实验基础上，确定 3个
对紫番薯提取率影响较大的因素，进行正交实验，
采用 L9(34)正交表进行正交实验设计，希望利用正
交法“均衡分散”的特点确定最佳提取条件，依
然以吸光度作为评价指标。
1.2.4 优化条件下提取紫番薯原花青素 精密称取
5.000 g细粉 3 份，按最佳提取条件提取，抽滤，
用甲醇定容至 100 mL，摇匀，备用。
1.2.5 儿茶素标准品为对照定量分析实验 标
准溶液的配制参照文献[6]，然后在 500 nm处测定
吸光度。
紫番薯提取液在同样条件下进行显色和测定，
计算紫番薯原花青素的提取率。
2 结果与分析
2.1 单因素变量实验结果
2.1.1 不同提取剂对提取率的影响
由图 1可知，以无水乙醇做提取剂提取效果
最佳，尽管正丁醇的提取能力与乙醇接近，但从
安全角度分析，把乙醇作为最佳溶剂。
2.1.2 提取次数对提取率的影响
由图 2可知，提取 1次就可以将大部分原花
提取物与应用
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青素提取出来，第 2次提取后的吸光度值已经明
显下降，第 3、4次吸光度值已经接近零，而多次
提取会造成溶剂的浪费，因此提取次数确定为 2
次，既保证了高效萃取又有利于溶剂的节省。
2.1.3 提取剂浓度对提取率的影响
由图 3可知，随着浓度不断增大提取率出现
先增大再降低的变化趋势，40%时提取率最大，所
以初步断定乙醇浓度 40%较好，最佳浓度将通过
正交实验确定。
2.1.4 提取时间对提取率的影响
由图 4可以看出，随着提取时间的延长，原
花青素提取率值随之升高，但是超过 15 min
后，提取率不仅没升高反而降低，所以初步断定
15 min前后作为适宜时间，最佳时间通过正交实
验确定。
2.1.5 pH对提取率的影响
从图 5中可以看出，pH对提取率的影响不很
明显，在碱性条件下提取率有所减低，在 pH 在
5~7之间提取率变化缓慢，此区间在 pH为 6时提
取率要稍高一些，而 pH为 6刚好接近于体系的自
然 pH，无需外加酸碱，所以最佳 pH为 6，既节
约了成本又能达到较高的提取率。pH的研究意义
较大，不仅影响提取效率，也会决定原花青素的
使用条件。
2.1.6 料液比对提取率的影响
由图 6可知，料液比在 1∶10~1∶20之间提取率
不断升高，但料液比在 1∶20以后，原花青素提取
率有所下降，因此料液比 1∶20提取率最大，通过
正交实验确定最佳的料液比。
2.2 正交实验结果
在单因素实验基础上，选择提取剂浓度、提
取时间、料液比 3个影响比较显著的因素进行正
交实验，因素水平设计见表 1。
由表 2的数据分析可知，以上 3 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
图 4 提取时间对提取率的影响
图 5 pH对提取率的影响
表 1 正交实验因素水平表
图 2 提取次数对提取率的影响
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
A
0 1 2 3 4 5
提取次数
图 6 料液比对提取率的影响
A
0.4
0.35
0.3
1∶10 1∶15 1∶21 1∶27 1∶33 1∶38 1∶44
料液比
图 3 提取剂浓度对提取率的影响
A
提取剂浓度/%
0.7
0.65
0.6
0.55
0.5
0.45
0.4
0.35
0 20 40 60 80 100
图 1 不同溶剂对提取率的影响
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
A
乙醇 正丁醇 丙酮
溶剂类型
A
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0 5 10 15 20 25 30
提取时间/min
0.55
0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
A
4 5 6 7 8 9 10
pH
水平
1 30 10 1∶10
2 40 15 1∶20
3 50 20 1∶25
因素
浓度/% A 提取时间/min B 液料比/(w∶v) C
提取物与应用
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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，即乙醇浓度为 30%、
料液比为 1∶25、超声波处理时间为 20 min。
结合单因素实验和正交实验，优化提取条件
为以乙醇作为提取剂、提取次数为 2次、pH为 6、
乙醇浓度为 30%、料液比为 1∶25、超声波处理时
间为 20 min，在此条件下进行 3 次平行提取，进
行定量分析，确定提取率。
2.3 儿茶素标准品作对照定量分析结果
标准曲线的回归方程为：
A=0.006C- 0.0111，R2 =0.9935
式中：A为吸光度；
C为儿茶素质量浓度，μg/mL；
R为相关系数。
把优化条件下提取液的吸光度值代入回归方
程，得到 3次测定提取率，结果见表 3。
超声波法的提取率为 7.442 mg/g，效果优于热
回流法(提取率为 5.258 mg/g)和索氏提取法(提取率
为 4.170 mg/g)。
3 结论
超声波法提取紫番薯原花青素的最佳工艺条
件为乙醇浓度为 30%、提取次数为 2 次、pH 为
6、料液比为 1 ∶25、超声波处理时间为 20 min，
测得紫番薯原花青素的提取率为 7.442 mg/g，是
索氏提取法的 1.8 倍。不仅如此，超声波法可以
有效节省提取时间和提取剂用量，因此是一种理
想的提取方法。
参考文献：
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细胞脱落凋亡[J].中国药理学通报,2004,20(7):761-764
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食品科技,2008,124(1):61-63
表 2 正交实验结果 表 3 紫番薯原花青素提取率测定结果 mg/g
实验号 提取率/%
1 1 1 1 1 0.553
2 1 2 2 2 0.685
3 1 3 3 3 0.775
4 2 1 2 3 0.663
5 2 2 3 1 0.654
6 2 3 1 2 0.566
7 3 1 3 2 0.654
8 3 2 1 3 0.625
9 3 3 2 1 0.731
K1 2.013 1.87 1.744 1.938
K2 1.883 1.964 2.079 1.905
K3 2.01 2.072 2.083 2.063
R 0.043 0.067 0.113 0.053
因素
A B C 空列
编号 1 2
提取率 7.382 7.524
3 平均值
7.420 7.442
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