全 文 ：食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 添加剂与调味品
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2014年 第39卷 第05期
食品色彩是食品感官品质的一个重要因素，
随食品工业的不断发展与进步，食用色素已成为
食品工业不可缺少的食品添加剂，年需求量增长
收稿日期：2013-11-12 *通讯作者
基金项目：国家自然科学基金项目(No.81360684)；广西自然科学基金课题(2011GXNSFA018046)；广西中医药科技专项(GZKZ10-128)；广西
教育厅课题(201106LX425)；广西中医药管理局课题(gzzc1047)；广西医学科学实验中心开放基金专项(KFJJ2011-04)。
作者简介：张德威(1991—)，男，研究方向为天然产物化学与药物化学。
率已达到5%[1]。色素分为天然色素和人工合成色
素，广泛用于食品、医药、化妆品等轻工业领
域。大量生物学、营养学和医学研究报告指出，
张德威1，黄雨晴1，卢小雪1，黄锁义2*
(1.右江民族医学院临床学院，百色 533000；
2.右江民族医学院药学院，百色 533000)
摘要：目的：以超声波辅助法对薏苡茎色素提取进行研究，为利用薏苡资源提供理论依据。方
法：通过单因素试验以及正交试验得到薏苡茎色素的最佳提取工艺。结果：试验得出超声波提取
时间为9 min，液固比为15:1，超声波功率为120 W时色素提取率最好，为最佳提取方法。结论：
原材料及试剂低廉易得，提取方法简便省时，提取效果重复性好。
关键词：薏苡茎色素；超声波法；提取工艺
中图分类号：TS 202.3 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2014)05-0239-03
Optimizing ultrasonic extraction of Coix stems pigment by
orthogonal experiment
ZHANG De-wei1, HUANG Yu-qing1, LU Xiao-xue1, HUANG Suo-yi2*
(1.College of Clinical Medicine, Youjiang Medical University for Nationalities, Baise 533000;
2.College of Pharmacy, Youjiang Medical University for Nationalities, Baise 533000)
Abstract: Objective: Coix stems is used as the raw material. The Coix stems pigment in the method of
ultrasound was researched, in order to provide the theory basis for making full use of the Coix stems
resources. Methods: The process to the best extracting Coix stems pigment through single factor
experiment and orthogonal experiment L9(3
4). Results: The result which investigated in single factor test
and orthogonal test L9(3
4) shows that the optimum conditions are the extraction reagent is solvent/reagent
ratio is 15:1, ultrasound power at 120 W for 9 minutes. Conclusion: Raw materials and reagent is less-cost
and easy to get, a simple method for extraction time, extraction repeatability.
Key words: Coix stems pigment; ultrasonic wave; extraction technology
正交试验优选薏苡茎中色素超声
提取工艺
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2014.05.055
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天然色素具有营养功能和生理保健功能，而合成
色素大多为焦油染料，本身无任何营养价值，在
食品中添加对人类健康有一定危害，因此开发安
全食用的天然色素，尤其是一些药食同源、并具
有保健功能的天然色素备受人们的关注，成为当
前食用色素研究中的热点课题。薏苡为禾本科薏
苡属(CoixL.)植物，药食兼用，入药部位为种仁，
民间亦将根、叶作为药用。薏苡富含蛋白质、脂
肪、人体必需氨基酸及微量元素等，被誉为“世
界禾本科植物之王”[4]。薏苡仁性味甘、淡、
微寒，入脾、胃、肺经。具有健脾利湿、除痹止
泻、清热排脓、健胃解痉等功效，中医用于治疗
水肿、小便不利、脾虚泄泻、肺痈、肠痈、扁平
疣。早期药理学研究表明薏苡仁具有解热、镇
痛、镇静作用[3]。药理实验表明薏苡提取物薏苡
仁酯可使癌细胞停滞于G2/M期，诱导肿瘤细胞凋
亡，抑制肿瘤新生血管形成，调节细胞因子水平
以及逆转多药耐药等多方面的作用[5]。最新的临床
研究也表明薏苡提取物联合化疗治疗肺癌、胃癌
等多种肿瘤具有明显的治疗效果[6-7]。由此可见薏
苡具有非常重要的研究价值和药用价值。本研究
以薏苡茎作为研究对象，用超声波对其水溶物进
行色素提取，探讨其最佳的提取方法，为将来薏
苡茎色素利用提供重要理论指导依据。
1 试验材料、试剂与仪器
1.1 材料
薏苡茎：广西百色西林县，晒干后粉碎备用。
1.2 试剂
乙醇、丙酮、盐酸、乙酸、蒸馏水：AR。
1.3 仪器
电子天平：上海民桥精密科学仪器有限公
司；722N可见分光光度计：上海菁华科技仪器有
限公司；台式连续投料粉碎机：温岭市林大机械
有限公司；SHZ-D(Ⅲ)循环水真空抽气泵：巩义
市予华仪器有限责任公司；KQ5200DB型数控超
声波清洗器：昆山市超声仪器有限公司；DHG-
9070A型电热恒温鼓风干燥箱：上海精宏实验设
备有限公司；电热式恒温水浴箱：江苏金坛宏凯
仪器厂。
2 色素提取方法
以蒸馏水为提取液，用超声波辅助法，分别
选择时间、液固比、功率这3个因素进行单因素试
验和正交试验，以研究薏苡茎色素的最佳提取工
艺条件。
3 结果与讨论
3.1 提取液的选择
精确称量5份4.000 g的薏苡茎粉末分别置于5
个干净的80 mL的烧杯中，分别向其中加入60 mL
配制好的95%乙醇、丙酮、0.4 mol/L盐酸、20%乙
酸以及蒸馏水。60 ℃条件下在恒温水浴箱中加热
30 min后，观察其颜色，试验现象如表1所示。
表1 色素提取液颜色比较
提取剂 溶液颜色
95%乙醇 棕黄色
0.4 mol/L盐酸 棕黄色
蒸馏水 棕褐色
丙酮 黄色
20%乙酸 棕黄色
用蒸馏水浸提的溶液测其吸光度值为最大且
获得的溶液颜色稳定，所以选择蒸馏水作为其提
取剂。
3.2 最大吸收波长的选择
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图1 薏苡茎色素的吸收光谱
由图1可知在380~400 nm时存在一个波峰，最
大吸收波长为390 nm。
3.3 超声波辅助提取薏苡茎色素
3.3.1 超声波时间对薏苡茎色素提取效果的影响
分别精确称取4份4.000 g的薏苡茎粉末置于4
个干净的烧杯中，向烧杯中分别加入60 mL的蒸馏
水，在超声波功率为80 W的条件下超声3、6、9、
12 min后立即趁热抽滤。测其在390 nm处的吸光度
值A，结果如图2所示。
图2 超声时间对提取率的影响
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由图2可确定超声波时间为9 min时提取效果
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最好，故最佳提取时间为9 min。
3.3.2 液固比对薏苡茎色素提取效果的影响 分别
精确称取4份4.000 g的薏苡茎粉末置于4个干净的
烧杯中，向烧杯中分别加入60、80、100、120 mL
的蒸馏水，在超声波功率为80 W的条件下超声9
min，后立即趁热抽滤。测其在390 nm处的吸光度
值A，结果如图3所示。
正交试验可以得出最佳提取条件为：超声波功率
为120 W，提取时间为9 min，液固比为15:1。
4 结论
超声波提取薏苡茎色素的各因素对色素提取
效果的影响程度依次为超声波功率>超声波时间>
液固比。提取薏苡茎色素的最佳工艺：超声波功
率为120 W，提取时间为9 min，液固比为15:1。
通过单因素试验和正交试验，证明薏苡茎
提取色素在超声波功率为120 W，提取时间为9
min，液固比为15:1的条件下提取率最高，这样又
可以减少提取时间，为薏苡茎色素提取提供了一
条新的途径，对工业化生产具有一定的价值，对
薏苡茎的开发利用提供了参考。
参考文献：
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图4 超声功率对提取率的影响
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图3 液固比对提取率的影响
由图3可知提取液在液固比为15:1时提取效果
最好，所以确定液固比为15:1。
3.3.3 超声功率对薏苡茎色素提取效果的影响
分别精确称取4份4.000 g的薏苡茎粉末置于4
个干净的烧杯中，向烧杯中分别加入60 mL的蒸馏
水，在超声波功率为80、120、160、200 W的条件
下9 min后立即趁热抽滤。测其在390 nm处的吸光
度值A，结果如图4所示。
由图4可知，超声功率在80 W的时候提取率
最好，所以确定80 W为最佳超声波提取功率。
3.3.4 正交试验的结果与讨论 正交试验的试验因
素水平结果与讨论，如表2和表3所示。
表2 正交试验因素水平
水平
因素
超声波时间/min A 液固比 B 超声波功率/W C
1 6 15:1 80
2 9 20:1 120
3 12 25:1 160
从极差分析R值可以看出3个因素对薏苡茎天
然色素提取效果的影响程度依次为C>A>B，即超
声波功率>超声波时间>液固比。
同时综合考虑各因素的K值和吸光度值，从
表3 试验方案及试验结果
试验号
因素
吸光度AA B C
1 1 1 1 1.218
2 1 2 2 1.609
3 1 3 3 1.587
4 2 1 2 1.817
5 2 2 3 1.795
6 2 3 1 1.670
7 3 1 3 1.811
8 3 2 1 1.349
9 3 3 2 1.691
K1 1.468 1.615 1.412
K2 1.761 1.584 1.706
K3 1.617 1.649 1.731
R 0.293 0.065 0.319