全 文 ：超声波辅助提取蛋黄果色素的工艺优化
方 正， 郭守军， 陈佳萍， 丁楠萍， 林银芳， 杨永利
（韩山师范学院生物系，广东 潮州 521021）
摘 要：通过单因素和正交试验对超声波提取蛋黄果果肉色素的工艺进行了优化。 结果表明：影响超声波提取的主要因素为
超声波提取温度，其次是提取时间，再次是提取功率。 最优工艺为：提取剂为无水乙醇，浸提温度 40℃，浸提时间 20 min，超声波功
率 200 W。 超声波辅助提取蛋黄果色素的效率明显高于常规提取法。
关键词：蛋黄果； 果肉； 色素； 超声波提取； 工艺优化
中图分类号：S-3 文献标识码：A 文章编号：1004-874X（2013）20-0105-03
Optimization extraction of Lucuma nervosa A. DC
from pulp by ultrasonic extraction
FANG Zheng, GUO Shou-jun, CHEN Jia-ping, DING Nan-ping, LIN Yin-fang, YANG Yong-li
（Biology Department, Hanshan Normal University, Chaozhou 521021, China）
Abstract: Extracting technics on pigment extracting from sarcocarp of Lucuma nervosa A. DC were optimazed by single factor test
and orthogonal test with ultrasonic extraction. The results showed that the main factors influencing ultrasonic extraction was ultrasonic
extraction temperature, the second was extracting time, and then was extracting power. Optimization scheme was that the anhydrous
ethanol was used as extracting agent, temperature was 40℃ , extracting time was 20 min and ultrasonic power was 200 W. Ultrasonic
extraction efficiency of Lucuma nervosa A. DC pigment was obviously higher than that of conventional extraction method.
Key words：Lucuma nervosa A. DC; pulp; pigment; ultrasonic extraction; process optimization
食用色素是食品添加剂的重要组成部分， 广泛应用
于饮料、酒类、糕点、果酱等食品中，用于改善食品的外观
品质，也可应用于医药、化妆品来满足人类不同方面的需
要 [1]。 近年来，由于合成色素对人体健康的危害越来越引
人关注 [2]，而天然色素因具有较高的安全性，色调亮丽诱
人，尤其是一些天然色素本身就是人们日常饮食的成分，
且有一定的营养保健作用， 使天然色素的研究和开发越
来越受到重视 [3]。 天然色素的提取方法很多：常规浸提法
工艺简单、设备投资少、提取操作简单、便于生产，但存在
浸提时间长、劳动强度大、提取效率低、产品质量色溶性
差，且有大量溶剂回收导致生产成本高的问题；超声波提
取法在众多食用色素提取方法的应用上显示出明显的优
势，由于超声波的震动空化、机械粉碎、搅拌以及热学等
作用，在震荡的过程中提高了有效成分的提取率[4]。
蛋黄果（Lucuma nervosa A. DC）又名狮头果、仙桃，为
山榄科蛋黄果属多年生常绿果树， 因果肉酷似煮熟的鸡
蛋黄而得名，在我国海南、广东、广西、云南、福建等热带
地区都有种植。 蛋黄果营养丰富，含有丰富的磷、铁、钙、
维生素 C等营养物质以及人体必须的多种氨基酸[5]。 成熟
时果肉为鸡蛋黄色，是提取天然黄色素的良好材料，但有
关蛋黄果色素的研究鲜见报道。 本研究通过单因素和正
交试验对超声波辅助提取蛋黄果果肉色素的工艺进行了
优化，为蛋黄果的进一步开发利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
新鲜的蛋黄果，市售（购自潮州市某超市）。蒸馏水，无
水乙醇等均为分析纯。
UV-2800 紫外可见分光光度计，尤尼柯（上海）仪器
有限公司；HF-2.0B 超声波循环提取器， 上海精密科学仪
器有限公司；Shimadzu 分析天平，岛津国际贸易(上海)有
限公司电子天平部；DZF-1B 真空干燥箱， 上海爱朗仪器
有限公司。
1.2 试验方法
色素提取工艺流程 [6]：新鲜蛋黄果果肉→除杂→真空
干燥→粉碎→称重→超声波提取→过滤→色素液。
溶剂的选择 [7]：称取 500 mg 蛋黄果果肉粉末，分别用
无水乙醇、70%乙醇、 蒸馏水各 50 mL 浸泡 3 h， 抽滤，在
190~600 nm 波长段扫描， 测定吸光度， 选取最佳提取溶
剂。
料液比的选择： 准确称量 1 g 蛋黄果粉末 6份， 于 6
个烧杯中，分别按 1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30 加入提取
剂，在室温下浸提 4 h，5 000 r/min 离心，定容，并在最大吸
收峰处测定吸光度，选取最佳提取料液比。
1.2.1 单因素试验 超声波功率对蛋黄果果肉色素提取
效率的影响：称取 1 g 蛋黄果果肉粉末，分别用 20 mL 提
取剂浸提， 在 30℃下分别用 150、200、250、300、350、400、
450、500 W 的超声功率处理 10 min，抽滤，测定色素溶液
收稿日期：2013-05-04
基金项目： 韩山师范学院-广东顺大食品调料有限公司横向联
合项目（2012）
作者简介：方正（1989 -），男，在读本科生，E-mail：772352391@
qq.com
通讯作者：杨永利（1965-），女，硕士，教授，E-mail：rose_kally@
qq.com
广东农业科学 2013 年第 20 期 105
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2013.20.010
64
2
0
Ab
s．
260 400 600 800
λ（nm）
图 1 蛋黄果果肉色素在不同提取溶剂下的吸收光谱
1：441nm（无水乙醇）
2：264.50nm（70%乙醇）
3：272nm（蒸馏水）
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
吸
光
度
料液比（g/mL）
图 2 最佳料液比的选择
1:05 1:10 1:15 1:20 1:25 1:25
在最大波长处的吸光度。
超声波处理时间对蛋黄果果肉色素提取效率的影
响：称取 1 g 蛋黄果果肉粉末，分别用 20 mL提取剂浸提，
在 30℃下分别处理 5、10、15、20、25 min，抽滤，测定色素
溶液在最大波长处的吸光度。
超声提取温度对蛋黄果果肉色素提取效率的影响：
称取 1 g 蛋黄果果肉粉末，分别用 20 mL最佳提取溶剂浸
提，分别在 20、30、40、50℃下处理 10 min，抽滤，测定色素
溶液在最大波长处的吸光度[8]。
1.2.2 正交试验 以超声波功率、浸提时间、浸提温度 3
个因素进行 L9(33)正交试验，以色素溶液在最大波长处的
吸光度为指标， 确定超声波辅助提取蛋黄果果肉色素的
最佳工艺参数[9]。
2 结果与分析
2.1 提取溶剂与料液比的选择
从图 1 可以看出， 蛋黄果果肉色素在可见光区域
770~390 nm 内只有无水乙醇提取液出现 3 个吸收峰，且
最高峰值 441 nm（λmax）处吸光度远远高于另外 2 种提取
液在此区域内的最高吸光度。 试验过程中无水乙醇提取
液最澄清，呈橙黄色，70%乙醇提取液颜色次之，蒸馏水提
取液颜色最浅，但溶液较浑浊。 故本试验选择无水乙醇作
为最佳提取液。
从图 2 可以看出，随着料液比的升高，吸光度值逐渐
升高，当料液比达到 1∶20 时，吸收度达到最大值，当料液
比大于 1∶20 时，吸收值略有降低。 料液比升高，色素分子
与溶剂分子的交换几率增大， 溶剂体系扩散速度加快，有
利于色素的溶出 [10]，当料液比继续增加时，其对色素扩散
速度的影响减少，因此确定最佳料液比为 1∶20。
2.2 单因素试验
2.2.1 超声波功率对色素提取效率的影响 从图 3 可以
看出，当超声功率为 200 W时色素的吸光度明显高于 150
W 时的吸光度，当功率超过 200 W 时，吸光度逐渐下降，
这说明一定范围内加大功率有利于色素的提取，但超过最
佳提取功率可能会破坏细胞中的色素分子，这不利于色素
的提取。 因此最佳提取功率为 200 W， 其次为 250 W 和
300 W。
2.2.2 超声波时间对色素提取效率的影响 从图 4 可以
看出，随着超声波时间的延长，提取液的吸光度逐渐上升，
当时间大于 15 min 时色素液吸光值逐渐下降。 这说明长
时间的超声波提取可能会使色素分子的某些键断裂。 因
此最佳超声提取时间选择 15 min， 其次是 20 min 和 25
min。
2.2.3 超声波温度对色素提取率的影响 从图 5 可以看
出，随着温度的上升，提取液的吸光度呈先上升后下降的
趋势，这说明温度的升高有助于果肉的粉碎，从而有助于
色素的提取， 但温度过高会使色素遭到破坏。 因此选择
30℃为超声波提取的最佳温度，其次是 40℃和 50℃。
2.3 正交试验
在单因素试验基础上，对影响的 3 个主要因素（超声
波功率、超声波时间和超声波温度）进行 L9(33)正交试验，
正交试验因素水平设计和结果分别见表 1和表 2。根据极
差分析（表 2）可知，影响蛋黄果果肉色素提取效率因素次
1.5
1.0
0.5
0
150 200 250 300 350 400 450 500
超声波功率（W）
图 3 超声波功率对色素提取效率的影响
吸
光
值
（波
长
44
1n
m
）
0.84
0.82
0.80
0.78
0.76
0.74
0.72
5 10 15 20 25
超声时间（min）
图 4 超声时间对色素提取效果的影响
吸
光
值
（波
长
44
1n
m
）
106
C（浸提温度,℃）
20
30
40
B（浸提时间,min）
10
15
20
A（超声波功率,W）
150
200
250
水平
1
2
3
表 1 正交试验因素水平
因素
A441
0.715
0.784
0.826
0.796
0.825
0.807
0.813
0.779
0.800
水平组合
A1B1C1
A1B2C2
A1B3C3
A2B1C2
A2B2C3
A2B3C1
A3B1C3
A3B2C1
A3B3C2
C（浸提温
度，℃）
20
30
40
30
40
20
40
20
30
2.301
2.38
2.464
0.767
0.793
0.821
0.054
B（浸提时
间，min）
10
15
20
10
15
20
10
15
20
2.324
2.388
2.433
0.775
0.796
0.811
0.036
A（超声波
功率，W）
150
150
150
200
200
200
250
250
250
2.325
2.428
2.392
0.775
0.809
0.797
0.034
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
K1
K2
K3
R
表 2 正交试验结果
因素
显著性
-
-
-
临界值
F0.10(2,2)=9.0
上值
2.02222
2.22222
4.88889
均值
0.00091
0.00100
0.00220
0.00045
自由度
2
2
2
2
8
离差平方和
0.00182
0.00200
0.00440
0.00090
0.00912
方差来源
A
B
C
误差
总和
表 3 方差分析
注：表中“-”表示“无显著性”。
吸
光
值
（波
长
44
1n
m
） 1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
20 30 40 50
温度（℃）
图 5 超声温度对色素提取效率的影响
吸光度
0.825
0.826
0.873
温度（℃）
40
40
40
时间(min)
15
20
20
功率（W）
200
150
200
水平组合
A2B2C3
A1B3C3
A2B3C3
表 4 超声波辅助提取色素最佳组合的验证实验结果
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
度
常规提取
超声波提取
10 20 30 40 50
时间（min）
图 6 两种方法提取效率的比较
序依次为：浸提温度>浸提时间>超声波功率。 最佳工艺组
合为 A2B3C3，即超声波功率 200 W，浸提时间 20 min，浸提
温度 40℃。方差分析结果（表 3）显示，超声波功率、时间和
温度 3个因素对色素提取率均没有显著影响。综合考虑提
取率与提取成本， 在实际生产中， 选择超声波功率 150~
200 W, 浸提时间 15~20 min, 浸提温度 40℃为宜。
从表 2 可以看出， 正交试验中 A2B2C3和 A1B3C3组合
的提取率最高， 而极差分析结果的最佳工艺为 A2B3C3，因
此进行验证试验，结果见表 4。 结果显示，A2B2C3组合提取
的色素液在 A441nm处的吸光度为 0.825，A1B3C3组合提取的色
素液在 A441nm处的吸光度为 0.826，而 A2B3C3组合在 A441nm处
的吸光度为 0.873，因此最佳组合选择 A2B3C3。
2.4 超声波提取法与常规提取方法的比较
在相同条件下 （取 1 g 蛋黄果果肉粉末， 分别用 20
mL 无水乙醇浸提，温度 40℃）分别在热水中和超声波提
取器（400 W）中对蛋黄果果肉色素进行提取，结果见图 6。
从图 6 可以看出，在相同提取温度下，超声波提取法
可在较短时间内从蛋黄果果肉中萃取较多的有效成分，
且提取效率较高。 这是因为在超声处理的过程中，超声波
可产生破碎、局部高温、空化作用及机械振动、乳化等次
级效应，促进色素释放扩散并与溶剂充分混合，有利于提
取。
3 结语
蛋黄果作为一种新兴热带水果， 日渐受到人们的喜
爱。蛋黄果果肉（中果皮）肥厚、柔软、味甜、含水量少，且色
泽鲜艳、自然，色素水溶性好，溶液澄清透明，是提取天然
黄色素的优质材料。 目前，兼具营养保健功效的天然色素
是色素发展的必然趋势。
本试验结果表明，超声波辅助提取蛋黄果果肉色素的
最佳提取溶剂是无水乙醇。 影响蛋黄果果肉色素提取的
主要因素为超声波温度，其次是超声波时间，最后是超声
波功率。 最佳提取工艺组合为超声波温度 40℃，超声波功
（下转第 124页）
107
率 200 W，超声波时间 20 min。 试验还证明，在相同条件
下， 超声波辅助提取可较大幅度提高蛋黄果果肉色素的
提取效率。
蛋黄果作为一种优质黄色素的来源， 日渐受到关注，
有关黄色素应用的研究也越发引起人们关注， 如有关黄
色素与眼部疾病、心脏疾病及癌症关系的研究，黄色素的
抗氧化性， 黄色素作为自由基清除剂和食品中的光保护
剂等；又因天然黄色素色调柔和、诱人，可以使消费者产
生强烈的购买欲，因此其市场需求量大，占国内色素需求
量的 60%，且在国外市场也有大量需求，因此食用黄色素
的开发研究具有广阔的前景[11-12]。 蛋黄果黄色素的化学成
分、稳定性及其营养保健功效等也有待进一步研究。
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数最少，但异常仔数小于其他胎次，第 2~6 胎呈逐渐上升
趋势，第 3~7 胎产仔数处于高峰稳定期，第 6 胎产仔数最
高。 这种趋势与以上结果略有不同，但基本一致，第 3~7
胎不仅产活仔数较多，其仔猪出生窝重、断奶窝重也较高。
生产中要提高猪场的繁殖性能，应适时调整母猪群的
年龄及胎次结构，利用母猪的繁殖高峰期，对于 8 胎次以
上的生产母猪一般应逐渐淘汰，及时补充优秀母猪，使母
猪群稳定地保持合理的胎龄结构[11]。 此外，还应注意饲养
管理和疾病预防， 不要因为饲养管理和疾病的原因而淘
汰一些经产母猪，使得胎龄结构不合理，从而影响繁殖性
能 [12-13]。 本研究结果中，皖南黑猪母猪不同胎次对繁殖性
能的影响表现为：随着胎次逐渐增加，皖南黑猪母猪总产
仔数、产活仔数逐渐上升，到第 5、6胎达到高峰，自第 6胎
最高点开始下降，第 3~7 胎产仔数处于高峰稳定期；随着
胎次逐渐增加，皖南黑猪仔猪 28 d 断奶窝重和 28 d 断奶
数基本呈上升趋势，在第 5、6 胎达到峰值，在第 6 胎后开
始有下降趋势。 因此，建议皖南黑猪在注重饲养管理和疾
病预防的基础上， 其较合理的胎龄结构以 3~7 胎次占
60%，8 胎及以上不超过 10%为宜， 这可使母猪繁殖潜力
最大化。
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