全 文 ：紫参薯中花色苷提取工艺研究
徐皓１，杨培君１，柳亚辉２
（１．陕西理工学院 生物科学与工程学院，陕西 汉中　７２３０００；２．陕西省勉县一中，陕西 汉中　７２４２００）
摘要：紫参薯中含有大量的花色苷，通过单因素试验和正交实验确定紫参薯块茎中花色苷提取的最佳工
艺条件。实验表明，最佳提取条件：５０％乙醇为提取剂，提取温度７０℃，提取时间１ｈ，提取料液比
１∶１５。实验将提取环境确定为ｐＨ　２．０，减少了花色苷的降解，同时降低了成本。
关键词：紫参薯；花色苷；提取工艺
中图分类号：ＴＳ２６４．４　　　文献标识码：Ａ　　　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－９９７３．２０１３．０６．０１８
文章编号：１０００－９９７３（２０１３）０６－００７１－０４
Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　Ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎｓ　ｆｒｏｍ　Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ　ａｌａｔａ
ＸＵ　Ｈａｏ１，ＹＡＮＧ　Ｐｅｉ－ｊｕｎ１，ＬＩＵ　Ｙａ－ｈｕｉ　２
（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｈａｎｚｈｏｎｇ　７２３０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎｏ．１Ｍｉｄｄｌｅ　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｉａｎ　Ｃｏｕｎｔｙ，Ｈａｎｚｈｏｎｇ　７２４２００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ＇ｓ　ａ　ｌａｒｇｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎｓ　ｉｎ　Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ　ａｌａｔａ．Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｅｘｔｒａｃ－
ｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎｓ　ｉｎ　ｔｕｂｅｒｓ　ｏｆ　Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ　ａｌａｔａ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｓｉｎｇｌｅ　ｆａｃｔｏｒ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ａｎｄ
ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｉｓ　ａｓ　ｆｏｌ－
ｌｏｗｓ：５０％ｅｔｈａｎｏｌ　ａｓ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｒｅａｇｅｎｔ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｉｓ　１ｈ，ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ　ｉｓ　１∶１５ａｎｄ　ｅｘｔｒａｃ－
ｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｉｓ　７０℃．Ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｉｓ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ　ａｓ　ｐＨ　２．０；ｉｔ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ
ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｓｔ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ　ａｌａｔａ；ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎｓ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
　　紫参薯，又名紫山药、大薯、红切薯、红毛薯、脚板
薯，属薯蓣科，以其肥大的块根或圆柱状根供食用［１］。
表皮呈紫褐色，肉质柔滑，紫色亮丽，比一般的参薯含
有更多的维生素和微量元素，还含有大量的蛋白质、多
糖、维生素、矿物质、薯蓣皂甙元等较高营养物质及药
理成分，特别是它含有由８种酚类黄酮物质组成的“花
青素”［２，３］。据《本草纲目》记载：“其有滋肺益肾、健脾
止泻的功效，对脾虚腹泻、久痢不愈、虚痨咳嗽、肾虚遗
精、小便频繁等有一定的食疗作用”［４］。
紫参薯因富含花色苷而呈紫色，而花色苷具有良
好的抗氧化、清除自由基的作用，对高血压、癌症、肝
炎、人体衰老、老年痴呆等都有一定的预防和保健作
用［５，６］。花色苷作为一种天然水溶性食用色素，使用
安全且具有一定的营养和药理保健作用而备受人们的
青睐［７］。目前，有关葡萄、黑莓果实、黑豆皮等植物花
色苷的报道很多，对于紫参薯中花色苷提取工艺的报
道则罕见［８－１０］。本文采用单因素试验初步确定乙
醇浓度、提取温度、提取时间、料液比４个主要因子对
收稿日期：２０１３－０１－１４
基金项目：陕西省教育厅自然科学专项项目（２０１０ＪＫ４６０）；２０１２～２０１３年度“春笋计划”课题研究项目；陕西省薯蓣皂素加工工程技
术研究中心子项目 （２０１０ＺＤＧＣ－２３－１８）
作者简介：徐皓（１９７２－），女，副教授，研究方向：植物资源开发与利用。
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总第３８卷
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提取紫参薯花色苷含量的影响，并在此基础上进行正
交试验，以确定紫参薯花色苷的最佳提取条件，为紫参
薯花色苷的利用提供科学的理论依据。
１　材料与方法
１．１　材料与仪器
紫参薯：产地为浙江黄岩；无水乙醇、柠檬酸均为
分析纯。
ＦＡ２１０４型电子天平　上海舜宇恒平科技仪器有
限公司；Ｕ－３９００Ｈ紫外分光光度计　上海仁特检测仪
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；ＦＷ１１７型中草药粉碎机　天津市泰斯
特仪器有限公司；ＤＫ－９８－ＩＩＡ恒温水浴锅　天津市泰
斯特仪器有限公司；ＬＣ－８００低速离心机　安徽中科中
佳科学仪器有限公司；酸度计　上海梅特勒－托利多仪
器有限公司。
１．２　方法
１．２．１　材料处理
将紫参薯块根清洗干净，切成片状，８０℃烘干，粉
碎，密封备用。
１．２．２　最大吸收峰的确定
称取２．５ｇ紫参薯粉，以４０％乙醇作提取剂，控制
ｐＨ为２．０提取２ｈ，４５００ｒ／ｍｉｎ下离心１０ｍｉｎ，抽滤，
收集滤液，紫外分光光度计在４００～６００ｎｍ范围内每
隔５ｎｍ对滤液进行扫描，测定吸收光谱特性，以确定
其最大吸收峰。
１．２．３　最佳提取条件的确定
称取等量的紫参薯粉末若干份，加入乙醇，对其进
行乙醇浓度、提取温度、提取时间及料液比的单因素试
验，平行样检测３次。在此基础上做正交试验，以确定
紫参薯花色苷的最佳提取条件。
２　结果与分析
２．１　花色苷的最大吸收波长
试验以４０％乙醇为空白，在４００～６００ｎｍ范围内
对紫参薯花色苷提取液进行扫描，获得吸收光谱图。
结果显示：紫参薯花色苷提取液的最大吸收波长为
５４３ｎｍ，符合花色苷类物质的吸收光谱。
２．２　紫参薯花色苷的最佳提取条件
２．２．１　单因素试验
２．２．１．１　乙醇浓度的选择
准确称取６份２．５ｇ紫参薯粉末放入６个三角瓶
中，分别加入４０％，５０％，６０％，７０％，８０％，９０％的乙
醇溶液２５ｍＬ，调节溶液的ｐＨ为２．０，在７０℃水浴中
浸提２ｈ，４５００ｒ／ｍｉｎ下离心１０ｍｉｎ，过滤。定容至
２５ｍＬ，以相应的浸提液为空白对照，在５４３ｎｍ处测
其吸光度，测定结果见图１。
图１　乙醇浓度对吸光度的影响
Ｆｉｇ．１Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅｔｈａｎｏｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ
　　结果显示，在ｐＨ 值２．０，温度７０ ℃，料液比
１∶１０，提取时间２ｈ的条件下，乙醇浓度小于５０％时，
花色苷含量随着乙醇浓度的增加而增加；当乙醇浓度
达到５０％时，紫参薯花色苷含量达到峰值；当乙醇浓
度大于５０％时，随着乙醇浓度的增加，紫参薯花色苷
含量呈下降趋势，因此确定５０％乙醇为最佳提取液。
２．２．１．２　温度的选择
准确称取５份２．５ｇ紫参薯粉末放入５个三角瓶
中，加入ｐＨ　２．０的５０％的乙醇溶液２５ｍＬ，分别在４０，
５０，６０，７０，８０℃水浴中浸提２ｈ，４５００ｒ／ｍｉｎ下离心
１０ｍｉｎ，过滤。定容至２５ｍＬ，以ｐＨ　２．０的５０％乙醇为
空白对照，在５４３ｎｍ处测其吸光度，测定结果见图２。
图２　提取温度对吸光度的影响
Ｆｉｇ．２Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ
　　结果显示，在其他提取条件相同的情况下，随着温
度的不断增加，花色苷含量也在不断地增加，由于乙醇
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食品添加剂　　２０１３年第６期
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溶液的沸点为７０～８０℃，故只将水浴的最大温度设为
８０℃，但在提取天然花色苷时，温度达到７０～８０℃以
上，原料中的很多杂质也容易被提取出来，因此单因素
实验以７０℃为最佳提取温度。
２．２．１．３　提取时间的选择
准确称取５份２．５ｇ紫参薯粉末放入５个三角瓶中，
加入ｐＨ　２．０的５０％的乙醇溶液２５ｍＬ，在７０℃水浴中
分别浸提０．５，１，１．５，２，２．５ｈ，４５００ｒ／ｍｉｎ下离心１０ｍｉｎ，
过滤。定容至２５ｍＬ，以ｐＨ　２．０的５０％乙醇为空白对
照，在５４３ｎｍ处测其吸光度，测定结果见图３。
图３　提取时间对吸光度的影响
Ｆｉｇ．３Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｏｎ　ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ
　　结果显示，提取时间不足１．５ｈ时，花色苷的含量
随着提取时间的延长而增加；当提取时间为１．５ｈ时，
花色苷的含量达到峰值；提取时间超过１．５ｈ时，随着
时间的延长，花色苷的含量呈下降趋势，因此将最佳提
取时间确定为１．５ｈ。
２．２．１．４　最佳提取料液比的确定
准确称取５份２．５ｇ紫参薯粉末放入５个三角瓶
中，分别加入ｐＨ　２．０的５０％的乙醇溶液１２．５，２５，
３７．５，５０，６２．５ ｍＬ，在 ７０ ℃ 水浴中浸提 １．５ｈ，
４５００ｒ／ｍｉｎ下离心１０ｍｉｎ，过滤。依次将上述提取液
取出１，２，３，４，５ｍＬ，均用ｐＨ　２．０的５０％乙醇稀释到
１０ｍＬ，以ｐＨ　２．０的５０％的乙醇为空白对照，在
５４３ｎｍ处测定其吸光度，测定结果见图４。
图４　料液比对吸光度的影响
Ｆｉｇ．４Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ　ｏｎ　ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ
　　结果显示：料液比小于或者大于１∶１５时，花色苷
的含量都会有所下降；料液比为１∶１５时，提取的花色
苷含量最高，因此选择１∶１５为最佳料液比。
２．２．２　正交试验
为使提取条件进一步优化，从而得到理想的提取
率，试验根据各条件下单因素试验的结果，设计４因素
３水平正交试验，见表１。并以各试验条件下提取液的
吸光度大小为依据，确定最佳提取条件，结果见表２。
表１　因素水平表
Ｔａｂｌｅ　１Ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｌｅｖｅｌｓ
水平
因素
Ａ提取剂浓度（％） Ｂ浸提时间（ｈ） Ｃ浸提温度（℃）Ｄ料液比
１　 ４０　 １　 ６０　 １∶１０
２　 ５０　 １．５　 ７０　 １∶１５
３　 ６０　 ２　 ８０　 １∶２０
表２　正交实验结果分析
Ｔａｂｌｅ　２Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔ
序号
因素
Ａ　 Ｂ　 Ｃ　 Ｄ
吸光度值
１　 １　 １　 １　 １　 ０．４１６
２　 １　 ２　 ２　 ２　 １．３７５
３　 １　 ３　 ３　 ３　 １．４６８
４　 ２　 １　 ２　 ３　 １．５４４
５　 ２　 ２　 ３　 １　 ０．６１７
６　 ２　 ３　 １　 ２　 ０．４７
７　 ３　 １　 ３　 ２　 １．０７３
８　 ３　 ２　 １　 ３　 ０．９２８
９　 ３　 ３　 ２　 １　 １．００５
ｋ１ １．０８６　 １．０１１　 ０．６０５　 ０．６８
ｋ２ ０．８７７　 ０．９７３　 １．３０８　 ０．９７３
ｋ３ １．００２　 ０．９８１　 １．０５３　 １．３１３
Ｒ　 ０．２０９　 ０．０３８　 ０．７０３　 ０．６３３
　　由表２可知，各Ｒ值大小ＲＣ＞ＲＤ＞ＲＡ＞ＲＢ，即４
个因素中浸提温度对色素提取影响最大，其次为料液
比、乙 醇 浓 度 和 浸 提 时 间。最 佳 提 取 工 艺 为
Ａ２Ｂ１Ｃ２Ｄ３，即乙醇浓度为５０％，浸提时间为１ｈ，提取
温度为７０℃，料液比为１∶１５。
３　结论
在酸性条件下（ｐＨ　２．０），紫参薯花色苷的最大吸
收峰为５４３ｎｍ，颜色为紫红色。通过正交试验确定了
紫参薯花色苷的最佳提取工艺：乙醇浓度为５０％，料
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液比为１∶１５，提取温度为７０℃，提取时间为１ｈ。该
研究表明：紫参薯花色苷的提取工艺简单，安全无毒，
色素含量高，应用前景广阔。
通过文献查阅，发现ｐＨ 的调控是影响提取效率
的关键因素之一，然而不同的文献有不同的结论，认为
ｐＨ在２．０～４．０范围内都可作为提取环境的酸度指
标［１１－１４］，对此本试验一一进行验证，发现在ｐＨ　３．０
和４．０时，紫参薯花色苷提取液的吸光度值小于
ｐＨ　２．０条件下的，最终确定ｐＨ　２．０为最佳提取环境。
由此可知进一步验证酸性环境有利于花色苷的保
存［１５］，减少其降解。
参考文献：
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法研究［Ｊ］．山东农业科学，２００８（７）：３４－３６．
［１５］郭松年，徐驰，刘兴华，等．温度、ｐＨ 值和光照对石榴汁花
色苷稳定性的影响［Ｊ］．食品与发酵科技，２００９，４５（５）：２９－
３４．
（上接第７０页）辣椒、花椒、西瓜水拌匀，并装入陶瓷坛中，
装满后密封，放在室温下，大约３０天后就可以食用了。
５　结果分析
５．１　配方一分析结果
５．１．１　视觉检验
色泽黄亮，有油滑细腻感。
５．１．２　味觉检验
咸度适中，有豆豉特有的香味，但稍微有些苦味。
５．１．３　操作工艺
操作简单，但发酵周期长。
５．２　配方二分析结果
５．２．１　视觉检验
颗粒状，色泽暗红。
５．２．２　味觉检验
酱香清纯，味鲜醇厚，咸度适中，但稍微有些苦味。
５．２．３　操作工艺
操作复杂，但发酵周期短。
５．３　配方三分析结果
５．３．１　视觉检验
颗粒完整，色泽黄亮。
５．３．２　味觉检验
豆香、酯香浓郁，咸淡可口，并伴有清香微甜之感，
还有一些脂香和麻香，回味无穷。颗粒完整、松散、质
地较硬。
５．３．３　操作工艺
技术简单，易操作，发酵周期短。
６　总体评价
通过实践品尝及调查结果显示，配方三比较受广
大消费者欢迎，在制作上不但技术简单，操作方便，而
且较易控制工艺。在口感上除了松软即化，咸香适口，
油滑细腻之外，还伴有一定的脂香和麻香，同时还有清
香微甜之感留在口中，让人回味无穷，百吃不厌。
参考文献：
［１］邹晓葵．发酵食品加工技术［Ｍ］．北京：金盾出版社，２００８．
［２］杜连起．风味酱类生产技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社，
２００５．
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