全 文 ：微量杂质所致，但由于操作过程未引入有害杂质，故作
食用色素已无须进一步纯化。
3 结论
若采用新鲜番茄，粉碎离心脱水制备番茄糊，用
超声波振荡破碎法进行预处理，将番茄糊与 90 ％乙醇
按料液比为 1∶5（g/mL）配备投料，调节 pH=6，60 ℃恒
温回流 15 min以提取番茄红素，效果最佳。35 ℃蒸发
回收乙醇，番茄红素经冷却结晶提纯。由于无有害溶
剂残留，产品可直接用作饮料或食品添加剂,为安全绿
色产品。
参考文献：
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收稿日期：2010-07-03
红毛丹果皮中原花青素提取及其抗氧化性
张瑜，张换换，李志洲
（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西汉中 723000）
摘 要：采用微波辅助法对红毛丹果皮中原花青素的提取及抗氧化性进行研究，通过回归正交试验确定微波辅助提
取红毛丹果皮原花青素的最佳工艺条件。结果表明：最佳提取工艺条件为微波功率 300 W、料液比 1∶21.37（g/mL）、乙
醇浓度为 58.78 %、微波作用时间为 69.41 s，在此最佳工艺条件下，原花青素的提取率为 7.463 %。抗氧化性研究表
明，红毛丹果皮中原花青素对猪油具有较强的抗氧化作用。
关键词：红毛丹果皮；原花青素；提取；抗氧化性
Study on Extraction and Antioxidation Properties of Proanthocyanidins from Rambutan Peel
ZHANG Yu，ZHANG Huan-huan，LI Zhi-zhou
（School of Chemistry ＆ Environmental Science of shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000, Shaanxi, China）
Abstract: The extraction of proanthocyanidins from rambutan peel using microwave-assisted processing and
antioxidant activity were studied in this paper. The optimum technology conditions were determined by regress-
orthogonal experiments. The results showed that the optimum conditions were microwave power 300 W, ratio of
solid and solution 1∶21.37 (g/mL) ethanol concentration 58.78 % and microwave extraction time 69.41 s. Under
such conditions, the extraction ratio of proanthocyanidins is 7.463 %. And the results of antioxidant properties
showed much better the antioxidant ability of proanthocyanidins in rambutan peel on lard.
Key words： Rambutan peel; Proanthocyanidins; extraction; antioxidant activity
作者简介：张瑜（1988—），女（汉），本科在读，研究方向：化学工程与工艺。
888888888888888888888888888888888888888888888888
2011年 1月
第 32卷第 1期
食品研究与开发
Food Research And Development 天然食品添加剂188
张瑜，等：红毛丹果皮中原花青素提取及其抗氧化性
原花青素（Proanthocyanidins，简称 PC）是广泛存
在于植物界和食品中的一大类多酚化合物，是近年来
不断研究开发的一种较强的体内活性功能因子。许多
研究表明，原花青素拥有强有力的抗氧化、清除自由基
能力和对人体微循环特殊改善的双重功效[1]。能预防
80多种因自由基而引起的疾病，包括心脏病、癌症、关
节炎等，还具有改善人体微循环的功能。目前，国外正
将其广泛用于保健品、药品和化妆品等领域，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
素的资源和适合于工业提取原花青素的方法是目前研
究的热点[2]。
红毛丹（Nephelium lappaceumL．）英文名为Rambu－
tan,别称韶子，又名毛荔枝，原产马来群岛，亦称毛龙
眼，是我国引种的热带水果，外型美观、营养丰富、兼有
荔枝与葡萄风味，可口怡人，品质优越。海南人赞美它
“似荔枝又胜于荔枝”[3]。红毛丹在食用时果皮常常作
为废物而遗弃，不仅破坏环境卫生，而且造成色素资源
的浪费。目前，对红毛丹果皮的研究报道多局限在采
后生理和贮运方面，而对其果皮色素的提取、稳定性及
综合利用的系统研究还很少[4]。因此，研究从红毛丹果
皮中提取、分离原花青素，有利于提高红毛丹的附加
值，为原花青素的进一步研究和应用提供原材料，因而
具有广泛的经济效益和社会效益。
近年来，微波技术以及其促进反应的高效性和强
选择性，操作简便、副产物少、产率高及产物易于提纯
等优点，已广泛应用于生化蛋白质水解、有机合成、酯
化等反应中，该技术在天然产物的辅助提取中应用亦
日渐广泛[5]。本文探索了应用微波技术从红毛丹中提
取原花青素的工艺条件，对提取物进行了抗氧化性研
究，为天然产物的开发提供一定的理论参考。
1 材料和方法
1.1 材料与仪器
1.1.1 主要材料
红毛丹（市售，产地：广东）。
1.1.2 主要试剂
儿茶素标准品；（Sigma公司），纯度 99.9 %；香草
醛、浓硫酸、甲醇、乙醇、氯仿-冰乙酸、饱和碘溶液、碘
化钾、淀粉指示剂等，均为分析纯（AR）。
1.1.3 主要仪器
WF-2000微波快速反应系统：上海屹尧分析仪器
有限公司；TDL-5台式离心机：上海安亭科学仪器厂
制造；721-型分光光度计：上海精密科学仪器有限公
司；GR-200电子天平：日本 A&D公司；SHZ-D（III）循
环水式真空泵：巩义市予华仪器有限责任公司，等。
1.2 方法
1.2.1 原花青素含量测定的标准曲线[5]
准确称取一定量的儿茶素，配制成浓度分别为
0.15、0.3、0.45、0.6、0.75 g/L的儿茶素标准溶液，各取
1 mL于 5支试管中，加入浓度为 45 g/L香草醛溶液
（溶剂为甲醇）5 mL，再加入 40 %硫酸溶液（溶剂为甲
醇）5 mL，30 ℃条件下避光反应 20 min，以蒸馏水为空
白，在 500 nm处测吸光度[3]，各组试验反复测定 3次，
求平均值，对所得的数据采用二次回归，得标准曲线的
回归方程为：
y=0.000 4x+0.047 6，r=0.999 9
式中：y为吸光度;x为儿茶素浓度，mg/L。
1.2.2 红毛丹果皮中原花青素的提取工艺
红毛丹果皮→洗净→低温烘干→粉碎→筛分
（60目）→提取→离心→过滤→浓缩→低温干燥→原
花青素粗品
1.2.3 提取单因素试验
影响红毛丹果中原花青素的提取因素很多，采用
微波辅助提取法研究原花青素的最佳提取工艺条件。
通过资料分析得知，主要影响因素有料液比、微波功
率、提取时间、提取剂浓度、提取次数等。本试验以果皮
PC的提取率为考察指标，考虑到原花青素在较高温度
下变性的特点，固定提取温度，在单因素试验的基础
上，通过分析，运用回归正交试验设计，探讨红毛丹果
中原花青素的最佳提取工艺条件。即准确称取一定量
的红毛丹果皮粉末，在不同因素水平条件下，离心，得
上清液。量取 1.0 mL上清液，稀释定容后测吸光度。
1.2.4 红毛丹原花青素抗氧化性的测定[6]
1.2.4.1 标准曲线的绘制[7]
取已标定过的 KI-I2 标准溶液 1.00 mL（含碘
0.00 μmol～0.5 μmol），于 20 mL具塞试管中，加 2.00 mL
氯仿-冰醋酸（体积比 2∶3），再加 1 %可溶性淀粉溶液
1.00 mL，加水定容至 20 mL，摇匀后取上层清液于
585 nm处测定其吸光度（1 cm比色皿，以蒸馏水为参
比），得回归方程：
y=1.286x+0.002 2，r=0.999 9;（式中：y为吸光度；x
为碘量）。
根据测得的吸光度，用此方程计算出碘的含量。
1.2.4.2 油脂 POV值得测定[8]
按油脂重量添加抗氧化剂，混合均匀后置于 65 ℃
的烘箱中，采用 1.2.4.1的方法，每隔一定时间进行取
样测定。根据其吸光度和标准曲线计算碘的生成量，并
根据以下公式计算样品的 POV值:
天然食品添加剂
189
图 1 料液比对红毛丹果皮 PC提取的影响
Fig.1 The ratio of solid and solution on the PC extraction of
rambutan peel
图 2 溶剂浓度对红毛丹果皮中 PC提取的影响
Fig.2 The ethanol concentration on the PC extraction of
rambutan peel
POV（meq/kg）＝碘生成量（μmol）/W（g）
式中：W为油样质量。
2 结果与讨论
2.1 单因素试验
2.1.1 料液比对红毛丹果皮 PC提取的影响
称取 2.0 g的红毛丹果皮粉末 5份，用浓度为 60 %
的乙醇溶液，配成料液比（g/mL）分别为 1 ∶10、1 ∶15、
1∶20、1∶25、1∶30的溶液，在 30℃下用 300 W的微波功
率作用 1 min，离心，得上清液。量取 1.0 mL上清液，稀
释定容后测吸光度。结果如图 1所示。
由图 1可知，随着料液比的减小，PC的提取率有
一个先上升后下降的趋势，当溶剂用量达到 1∶20时，
红毛丹果皮中 PC已基本溶出，再增加溶剂用量，提取
率显著减小，还会给后续工艺增加困难。
2.1.2 溶剂浓度对红毛丹果皮 PC提取的影响
分别称取 2.0 g的红毛丹果皮粉末 5份，分别加入
浓度为 50%、60%、70%、80%、95%的乙醇溶液 40 mL，
在 30℃下用 300 W的微波功率作用 1 min，离心，得上
清液。量取 1.0 mL上清液，稀释定容后测吸光度。结果
如图 2所示。
从图 2可知，随着乙醇浓度的升高，PC的提取率
有一个先上升后下降的趋势，在乙醇浓度为 60 %时提
取率达到最大值。这是因为乙醇对 PC的溶解度比水
大，在微波场中这种差异更加明显，但乙醇浓度过大
时，同时一些醇溶性杂质、色素、亲脂性强的成分溶出
量增加，这些成分与 PC竞争同乙醇-水分子结合，从
而导致 PC提取率下降。因此本试验确定乙醇浓度为
60 %。
2.1.3 微波时间对红毛丹果皮 PC提取的影响
分别称取 2.0 g的红毛丹果皮粉末 5份，各加入浓
度为 60 %的乙醇溶液 30 mL，在 30℃下用 300 W的微
波功率分别作用 50、60、70、80、90 s,离心，得上清液。
量取 1.0 mL上清液，稀释定容后测吸光度。结果如图 3
所示。
由图 3可知，微波时间对反应物的提取率有一定
的影响，反应时间短，则 PC溶解尚未达到平衡，溶解
量少，提取率低；反应时间长，PC发生分解，提取率同
样低；反应时间在 70 s时，PC的溶解基本达到平衡，提
取率最高。因此，微波处理时间以 70 s为宜。
2.1.4 提取次数对红毛丹果皮 PC提取的影响
分别称取 2.0 g的红毛丹果皮粉末 4份，各加入浓
度为 60 %的乙醇溶液 24 mL，分别在 30 ℃下用 300 W
的微波功率作用 1 min，离心并分别重复上述步骤 1、2、
3次，得上清液，量取 1.0 mL上清液，稀释定容后测吸
光度。结果如图 4所示。
由图 4可知，随着提取次数增加，原花青素得率
图 4 提取次数对红毛丹果皮中 PC提取的影响
Fig.4 The times of abstracting on the PC extraction of rambutan
peel
图 3 微波时间对红毛丹果皮中 PC提取的影响
Fig.3 The microwave time on the PC extraction of rambutan peel
张瑜，等：红毛丹果皮中原花青素提取及其抗氧化性 天然食品添加剂
190
图 5 微波功率对红毛丹果皮中 PC提取的影响
Fig.5 The microwave power on the PC extraction of rambutan
peel
累计增加。当提取次数大于 2时，曲线趋势已接近平
缓，即原花青素的得率增加已不明显。从节省溶剂和
时间考虑，确定提取次数为 2次。
2.1.5 微波功率对红毛丹果皮 PC提取的影响
分别称取 2.0 g的红毛丹果皮粉末 5份，各加入浓
度为 70 %的乙醇溶液 30 mL，在 30 ℃下分别用 100、
200、300、400、500 W的微波功率作用 1 min, 离心，得
上清液。量取 1.0 mL上清液，稀释定容后测吸光度。结
果如图 5所示。
由图 5可知，随着微波功率的增加，原花青素提
取量呈上升再下降趋势，当功率为 300 W时，原花青
素提取率最高，曲线达到最高点。微波功率过高，一些
活性成分会被破坏。因此，本试验确定微波功率为 300W。
2.2 提取条件的优化确定
2.2.1 回归正交试验设计
在单因素试验的基础上，因为提取次数的增加，
加大了试验的难度，微波功率的增加对原花青素提取
率的影响不大。故选取微波时间、料液比及乙醇浓度
（体积分数）为参考因素，以原花青素提取率为指标
（原花青素提取率=原花青素粗质量量/原料红毛丹果
皮的质量），采用正交回归旋转组合试验设计方法，考
察各因素对试验结果的影响，因素水平编码表见表 1
所示。
2.2.2 二次回归正交试验结果
按表 1进行试验，试验指标（Y）为原花青素的提
取率，结果见表 2。
2.2.3 二次回归正交试验结果分析
对表 1结果用 SAS统计软件包进行结果分析，结
果见表 3。
由表 3可以看出，一次项 Z3对试验结果有显著影
响，一次项 Z1，二次项 Z1*Z1,Z2*Z2,Z3*Z3对试验结果有
非常显著的影响。决定系数 R2=92.17 %，说明自变量的
产业化可以解释因变量变化的 92.17 %，这主要是未计
入方程的变量影响的缘故，另外，试验过程的误差也有
一定的影响。回归模型的 F值 17.008 39，已经达到
0.001的显著统计程度。可以用回归方程代替真实试验
表 1 因子水平编码表
Table 1 Factors and levels of regress-orthogonal test
Zj
上星号臂（+1.681 79）
上水平（+1）
零水平（0）
下水平（-1）
下星号臂（-1.681 79）
变化区间（ j）
Z1料液比/（g/mL）
1∶11.6
1∶15
1∶20
1∶25
1∶28.4
1∶5
Z2微波时间/s
53.2
60
70
80
86.8
10
Z3浓度/%
43.2
50
60
70
76.8
10
表 2 回归正交试验结果
Table 2 Results of regress-orthogonal test
试验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Z1
-1.000 00
-1.000 00
-1.000 00
-1.000 00
1.000 00
1.000 00
1.000 00
1.000 00
-1.681 79
1.681 79
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
Z2
-1.000 00
-1.000 00
1.000 00
1.000 00
-1.000 00
-1.000 00
1.000 00
1.000 00
0.000 00
0.000 00
-1.681 79
1.681 79
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
Z3
-1.000 00
1.000 00
-1.000 00
1.000 00
-1.000 00
1.000 00
-1.000 00
1.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
-1.681 79
1.681 79
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
0.000 00
Y
6.478
6.845
6.295
6.762
5.721
6.359
5.846
5.871
6.372
5.941
6.103
6.837
6.487
6.301
7.421
7.422
7.419
7.421
7.421
7.419
7.422
7.422
7.422
表 3 结果的方差分析
Table 3 Variance analysis of the test
来源
Z1
Z2
Z3
Z1* Z1
Z1* Z2
Z1* Z3
Z2* Z2
Z2* Z3
Z3* Z3
模型
误差
总和
DF
1
1
1
1
1
1
1
1
1
9
13
22
SS
0.801 198
0.026 841
0.102 682
3.183 108
0.001 176
0.003 655
1.801 786
0.032 896
2.100 806
7.959 703
0.675 981
8.635 684
MS
0.801 198
0.026 841
0.102 682
3.183 108
0.001 176
0.003 655
1.801 786
0.032 896
2.100 806
0.884 411
0.051 999
F
15.408 09
0.516 181
1.974 711
61.215 34
0.022 618
0.070 293
34.650 71
0.632 636
40.401 26
17.008 39
Pr
0.001 741
0.485 189
0.183 393
0.000 1
0.882 762
0.795 068
0.000 1
0.440 672
0.000 1
0.000 1
张瑜，等：红毛丹果皮中原花青素提取及其抗氧化性天然食品添加剂
191
表 4 红毛丹果皮原花青素对猪油的抗氧化作用( POV值)mmol/ kg
Table 4 The antioxidant ability of proanthocyanidins in rambutan
peel on lard
空白
0.01 %提取液
0.02 %提取液
0.03 %提取液
0.04 %提取液
0
3.293
3.293
3.293
3.293
3.293
1
4.978
4.641
4.482
4.304
3.857
3
6.304
6.257
6.088
5.995
4.978
5
10.752
9.326
8.782
8.001
5.823
7
16.364
13.568
10.729
9.424
6.652
式样
时间/d
点进行预测和分析，且最大值点处于稳定点。最后得
到的回归方程为：Y=7.421053-0.242211*Z1+0.044332*Z2+
0.086 711*Z3-0.447 582*Z1*Z1-0.012 125*Z1*Z2-0.021 375*
Z1*Z3-0.336 743*Z2*Z2-0.064 125*Z2*Z3-0.363 614* Z3*
Z3
2.2.4 优化后的最佳工艺条件的求取
对上述方程分别对 Z1,Z2和 Z3分别求偏导，并令
其等于 0，则有
0.895 164Z1+0.012 125Z2+0.021 375Z3+0.242 211=0
0.012 125Z1+0.673 486Z2+0.064 125Z3-0.044 332=0
0.021 375Z1+0.064 125Z2+0.727 228Z3-0.086 711=0
解此三元一次方程，得 Z1=-0.274 293、Z2=0.059 139、
Z3=0.122 082，则由此求得最佳试验条件为：料液比为
1∶21.37、微波时间为 69.41 s、乙醇浓度为 58.78 %，在
此最佳工艺条件下进行验证性试验，原花青素提取率
为 7.463 %。
2.3 抗氧化性的测定
准确称取油样 0.6 g于具塞试管中（同时做平行
试验与空白试验，以蒸馏水为参比），加入 2.00 mL的
氯仿-冰醋酸溶液，摇匀溶解后，加入 1.00 mL的 10 %
的 KI溶液，摇匀，并置于暗处反应 3 min。取出后加入
1.00 mL 1 %（质量分数）的可溶性淀粉溶液，以后操作
同标准曲线。根据其吸光度和标准曲线计算碘的生成
量，结果如表 4所示。
从表 4可以看出,红毛丹果皮 PC对猪油具有较
强的抗氧化作用,且红毛丹果皮 PC对猪油的抗氧化
能力有一定的量效关系,即随着剂量的增大,猪油的过
氧化值下降,红毛丹果皮 PC随着加入量的增大,其抑
制猪油生成氢过氧化物也加强,亦即其抗氧化效果也
增强。
3 结论
1）红毛丹果皮中富含原花青素,是一种可利用的
原花青素资源。通过单因素试验、回归正交试验得出
最优工艺组合为微波作用时间 69.41s、乙醇浓度58.78%、
料液比为 1∶21.37、微波功率为 300 W、提取 1次可达
到最佳提取效果。在此最佳工艺组合下红毛丹果皮原
花青素的最高提取率可达 7.463 %。
2）采用本研究提取得到的红毛丹果皮原花青素具
有较强的抗氧化能力，且其抗氧化特性随着浓度的增
大增大。
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收稿日期：2010-05-11
张瑜，等：红毛丹果皮中原花青素提取及其抗氧化性 天然食品添加剂
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