全 文 ：第 22 卷第 4 期
2007 年 12月 安　徽　工　程　科　技　学　院　学　报Journal o f Anhui Univer sity o f Techno log y and Science Vo l.22.No.4Dec., 2007
收稿日期:2007-08-17　
作者简介:王顺民(1975—),男 ,宁夏青铜峡人 , 讲师 ,硕士.
文章编号:1672-2477(2007)04-0014-04
莴笋叶叶绿素的提取工艺研究
王顺民 ,牛　彬
(安徽工程科技学院 生物化学工程系 ,安徽 芜湖　241000)
摘要:通过单因素实验和正交试验确定了浸提溶剂种类 、料液比 、浸提温度和浸提时间 ,进行工艺优化.结果表
明:用 85%乙醇提取莴笋叶叶绿素的最佳工艺条件:料液比 1∶7 、浸提温度 60 ℃、浸提时间 2.0 h.影响莴笋
叶叶绿素提取效率的主次因素顺序是:提取温度>固液比>提取时间.通过超声波辅助提取法和浸提法的比
较 ,得出超声波辅助提取法提取具有速率快 、效率高的优点.
关　键　词:莴笋;叶绿素;超声波提取法
中图分类号:TS202.3　　　　文献标识码:A
随着经济的发展 ,人民生活水平的提高和健康保健意识的增强 ,人们对食品的营养价值和标准提出了
更高的要求.由于天然色素不但无害无毒 ,还具有食品本身的色泽 ,促进食欲 ,增加消化液的分泌 ,对人体
有医疗和保健作用.因此寻找和开发更多的天然色素已成为食用色素发展的必然趋势.叶绿素是绿色植物
中广泛存在的一类脂溶性色素 ,本文对莴笋叶叶绿色素的提取进行了初步研究 ,为该色素的提取开发利用
提供了理论基础.
1　实验方法
1.1　材料 、试剂和仪器
(1)材料.产自芜湖市的新鲜莴笋叶 ,洗净风干后切碎备用.
(2)试剂.乙醇 、丙酮 、乙醚 、乙酸乙酯 、氯仿(为分析纯)国药集团.
(3)主要仪器.RE-85Z 旋转蒸发仪:上海青浦沪西仪器厂;PHS-2F 数字 PH 计:上海精密科学仪
器有限公司;723N 可见分光光度计:上海精密科学仪器有限公司;SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵:郑州上
街华科仪器厂;KQ-250KDB型高功率数控超声波清洗器:昆山市超声仪器有限公司.
1.2 莴笋叶叶绿素提取工艺研究
(1)不同提取剂对莴笋叶叶绿素提取效果的影响.选用 95%乙醇 、无水乙醚 、乙酸乙酯 、丙酮 、氯仿 、
5%NaOH 溶液 6种溶剂为提取剂 ,各取 50 mL ,每种溶剂中分别加入清洁切碎的莴笋叶 5.0 g ,浸提 48 h
后观察莴笋叶叶绿素在这些提取剂中的溶解性 ,提取液用 723 N 可见分光光度计 ,在 652 nm 波长下进行
测定 ,以蒸馏水为参比液 ,根据吸光度值确定色素相对含量.
(2)提取剂质量分数对莴笋叶叶绿素提取效果的影响.称取 5.0 g 清洁切碎的鲜莴笋叶 5份 ,分别移
入 100 mL 的圆底烧瓶中 ,各加入 65%、75%、80%、85%和 95%乙醇水溶液50 mL .在60 ℃温度下回流提
取 1.5 h ,测定提取液吸光度值.
(3)料液比对莴笋叶叶绿素提取效果的影响.称取 5.0 g 清洁切碎的鲜莴笋叶样品 7份 ,分别移入100
mL 的圆底烧瓶中 ,以 85%乙醇水溶液为提取剂 ,料液比(莴笋叶质量(g)与提取剂的用量(mL)之比)分别
为 1∶6 、1∶7 、1∶8 、1∶9 、1∶10 、1∶11和 1∶12 ,在 60 ℃温度下回流提取 1.5 h ,测定提取液吸光度值.
(4)温度对莴笋叶叶绿素提取效果的影响.称取 5.0 g 清洁切碎的鲜莴笋叶样品 6份 ,分别移入 100
mL 的圆底烧瓶中 ,以 85%乙醇水溶液为提取液 ,料液比为 1∶7 ,分别在 40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃
和 90 ℃(60 ℃以上回流)提取 1.5 h , 测定提取液吸光度值.
(5)不同提取时间对莴笋叶叶绿素提取效果的影响.称取 5.0 g 清洁切碎的鲜莴笋叶样品 4份 ,分别
移入 100 mL 的圆底烧瓶中 ,以 85%乙醇水溶液为提取液 ,料液比为 1∶7 ,在 60 ℃下分别提取 1.0 h 、1.5
h 、2.0 h 、2.5 h.测定提取液吸光度值.
(6)正交试验.为了确定提取莴笋叶叶绿素的最佳工艺条件 ,依据单因素实验结果 ,设计了 L9(33)正
交试验 ,分析浸提时间 1.5 h 、2.0 h 、2.5 h 、浸提温度 50 ℃、60 ℃、70 ℃、料液比 1∶6 、1∶7 、1∶8对叶绿
素提取效率的协同影响.
1.3　莴笋叶叶绿素超声波辅助提取工艺研究
(1)超声波功率的选择.称取 5.0 g 清洁切碎的鲜莴笋叶样品 6份 ,分别移入 100 mL 的圆底烧瓶中 ,
以 85%乙醇水溶液为提取液 ,料液比为 1∶7 ,超声波功率为 80 W 、96 W 、112 W 、128 W 、134 W 、160 W ,
在 60 ℃下处理时间均为 30 min , 测定提取液吸光度值.
(2)超声波处理时间的选择.称取 5.000 g 清洁切碎的鲜莴笋叶样品 7份 ,分别移入 100 mL 的圆底烧
瓶中 ,以 85%乙醇水溶液为提取液 ,料液比为1∶7 ,在 60 ℃下 , 超声波功率为上述最佳值 , 处理时间分别
为:10 min 、20 min 、30 min 、40 min 、50 min 、60 min 、70 min , 测定提取液吸光度值.
2　结果与分析
2.1　莴笋叶叶绿素提取工艺研究
(1)不同提取剂对莴笋叶叶绿素提取效果的影响.由图 1 可知该色素易溶于无水乙醇 、丙酮 ,微溶于
无水乙醚 、乙酸乙酯 ,不溶于 CCl4 ,为脂溶性色素.其中无水乙醇作为浸提溶剂 ,色素溶解性好 ,提取率高 ,
色调佳 ,故本实验选取乙醇作为浸提剂.
图 1　不同提取剂对提取效果的影响 图 2　乙醇质量分数对提取效果的影响
(2)乙醇质量分数对莴笋叶叶绿素提取效果的影响.不同乙醇质量分数对莴笋叶叶绿素提取效果的影
响见图 2.由图 2可确定 85%乙醇水溶液提取效果最好.
(3)料液比对莴笋叶叶绿素提取效果的影响.图 3结果表明 ,当料液比为 1∶7时提取液吸光度最大 ,
效果最好.因此料液比以 1∶7为宜.
图 3　料液比对提取效果的影响 图 4　温度对提取效果的影响 图 5　提取时间对提取效果的影响
(4)温度对莴笋叶叶绿素提取效果的影响.不同提取温度所提取得的色素提取液的吸光度值见图 4.
由图 4可知 ,在 60 ℃(回流温度)时所得提取液质量分数最大 ,提取效果最好.温度太低 ,提取速率慢 ,时间
长且提取不完全;温度太高 ,可能引起莴笋叶叶绿素及其他成分的分解 ,影响提取效果 ,故提取温度控制在
60 ℃(回流)为宜.
·15·第 4 期 王顺民:等 , 莴笋叶叶绿素的提取工艺研究
(5)不同提取时间对莴笋叶叶绿素提取效果的影响.不同提取时间提取所得色素提取液的吸光度值见
图 5.表明 ,提取 2.0 h ,提取液的吸光度最大 ,效果最好.通常延长提取时间可使提取更彻底 ,效果更好 ,但
时间太长 ,可能使色素长时间受热 ,发生分解 ,故提取以 2.0 h为宜.
(6)正交设计试验结果分析.依据单因素实验结果 ,设计了 L9(33)正交试验 ,分析浸提时间 、浸提温
度 、料液比对叶绿素提取效率的协同影响.结果见表 1.
表 1　正交试验
序号 时间(A)/ h 温度(B)/℃ 料液比(C)/(g ·mL-1) 吸光度/ A
1 1(1.5) 1(50) 1(1∶6) 0.896
2 1(1.5) 2(60) 2(1∶7) 1.470
3 1(1.5) 3(70) 3(1∶8) 0.745
4 2(2.0) 2(60) 3(1∶8) 1.304
5 2(2.0) 3(70) 1(1∶6) 0.851
6 2(2.0) 1(50) 2(1∶7) 1.152
7 3(2.5) 3(70) 2(1∶7) 0.915
8 3(2.5) 1(50) 3(1∶8) 0.962
9 3(2.5) 2(60) 1(1∶6) 1.196
K 1 3.111 3.010 2.943
K 2 3.307 3.970 3.537
K 3 3.073 2.511 3.011
k1 1.037 1.033 0.981
k2 1.102 1.323 1.179
k3 1.024 0.837 1.004
R 0.078 0.486 0.198
主次因素 B2 >C2>A2
由表 1分析可知 ,影响叶绿素提取效率的主次因素顺序是浸提温度>料液比>浸提时间 ,从莴笋叶中
提取叶绿素的最优方案为:浸提温度为 60℃,提取时间为 2.0 h ,料液比为 1∶7.
2.2　莴笋叶叶绿素超声波辅助提取工艺研究
(1)超声波功率的选择.由图 6 可以看出 , 在 60 ℃时 , 料液比为 1∶7的条件下超声波提取 30 min ,
功率在 80 ～ 160 W的范围内 , 随着功率的增大 , 莴笋叶叶绿素的吸光值逐渐增大 , 但到了 128 W 时吸光
值增大的幅度变小.功率过大可能对色素的结构会有影响 , 使吸光值下降 ,所以从经济的角度选择提取功
率为 128 W 比较合适.
图 6　超声波功率对提取效果的影响 图 7　超声波提取时间对提取效果的影响
(2)超声波处理时间的选择.图 7结果表明 , 在 60 ℃, 128 W 的条件下 , 料液比为1∶7 , 提取时间在
10 ～ 30 min 的范围内 ,吸光值随时间的增加而增大 ,超声波作用时间在 30 min左右时吸光值最大 , 提取
时间在 30 ～ 70 min的范围内 ,吸光值随时间的增加而减小 ,若时间过短超声波的作用发挥不出来 , 提取
效果不明显 , 时间过长可能对色素的结构会有影响 ,使吸光值下降.
(3)超声波提取最佳工艺.由图 6和图 7可以看出 ,超声波辅助提取主要是受到功率的影响 ,其次是提
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取时间.故用 85%乙醇 、料液比 1∶7 、浸提温度 60 ℃、超声波提取功率为 128 W 、超声波作用时间在 30
min为最佳.
(4)莴笋叶叶绿素的得率的计算.称取 100 g 莴笋叶样品 ,按超声波最佳工艺条件对色素进行提取 ,粗
提液经过纯化 ,得到纯度较高的半固态浆状色素 ,称重得 1.862 g ,计算得率.
叶绿素得率=粗叶绿素重原料样品重×100%=1.862100 ×100%=1.862%　.
由计算可知:超声波法叶绿素得率为 1.862%.
3　结束语
叶绿素提取的传统工艺是有机溶剂浸提法 ,该法的缺点是操作费时麻烦 ,溶剂消耗量大 ,毒性大 ,成本
高 ,并且高温下容易使叶绿素分解而致使提取率低.本文研究了以乙醇溶剂及超声波萃取莴笋叶叶绿素的
最佳工艺条件.结果表明超声波辅助提取法 ,有效地提高了提取率 、缩短提取时间 、节约成本 、操作简单.
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The extraction methods of chlorophyll in lettuce leaves
WANG Shun-min ,NIU Bin
((Dept.of Bioch.Engn., Anhui Unive rsity of Techno lo gy and Science , Wuhu 241000 , China)
Abstract:Single-facto r experiment and o r thogonal test w ere adopted to determine solv ent , ratio of mate-
rial to so lvent , temperature and ex t ract ion time and opt imize the ex traction process.The re sults show ed
that the optimal condit ions for the ext raction by using 85%ethanol as so lvent w ere obtained as follow s:
the ratio of material to so lvent 1∶7 at 60℃fo r 2 h.Inf luential factors are ranked as:ex traction temper-
a ture>ratio of solid to solvent>ex t raction time.Ultrasonic assisted ex t raction process has the obvious
advantages of rapid and highe r efficiency over tradi tional ex traction method.
Key words:let tuce leaf;chlorophyll;ult rasonic ex t raction
·17·第 4 期 王顺民:等 , 莴笋叶叶绿素的提取工艺研究