全 文 ：林产化工　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
ＰＲＡＣＴＩＣＡＬ　ＦＯＲＥＳＴＲＹ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　 ５９　
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年
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期
　
林
业
实
用
技
术
ＲＳＭ法优化蓝靛果色素的提取工艺＊
刘德江１，２　刘　娟１　申　健２　田立娟２
（１．佳木斯大学药学院　黑龙江　佳木斯　１５４００７；
２．佳木斯大学生命科学学院　黑龙江　佳木斯　１５４００７）
［摘要］　研究不同超声时间、超声功率及料液比对提取蓝靛果
色素的影响，在单因素试验的基础上，利用Ｄｅｓｉｇｎ－Ｅｘｐｅｒｔ软件
中Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ中心组合试验设计原理，采用响应面法对蓝靛
果色素的提取工艺进行优化。结果表明，蓝靛果色素提取的最
佳工艺条件为超声时间１８．７５ｍｉｎ、超声功率２２９．０６ｗ、料液
比１∶１８．８４，色素最大提取量为６８．８２ｍｇ／ｇ。
［关键词］　 ＲＳＭ法　蓝靛果　色素　提取工艺
蓝靛果（Ｌｏｎｉｃｅｒａ　ｅｄｌｕｌｉｓ）属忍冬科（Ｃａｐｒｉｆｏｌｉ－
ａｃｃａｃ）忍冬属（Ｌｏｎｉｃｅｒａ　Ｌ．）的一种多年生灌木，生于
山坡、林区、林缘湿地，主要分布于我国的黑龙江、吉
林、内蒙古等地，在日本、朝鲜、俄罗斯也有分布［１］。
蓝靛果果实中提取的红色素可广泛用于食品着色方
面，也可用于染料、医药、化妆品等方面。此外，国内
外大量研究表明，蓝靛果还具有多种医疗保健功能，
如抗疲劳［２］、抗氧化［３］、抑制小鼠肝损伤［４］、抗肿瘤［５］
等。本文对蓝靛果色素超声波法提取工艺进行了研
究，利用Ｄｅｓｉｇｎ－Ｅｘｐｅｒｔ软件中的响应面分析法，优化
了蓝靛果色素的提取工艺，为蓝靛果的深入研究、开
发及工业化生产提供理论依据。
１　材料与方法
１．１　材料
蓝靛果果实于２００９年６月２０日采摘于伊春市五
营林业局（Ｎ４８°０６′３４．８″，Ｅ１２９°１３′３８．８″），坡向为阳
坡，海拔３０２ｍ。果实呈暗蓝色，有白粉，椭圆或长圆
形。采摘去杂后，冰箱冻藏备用。
１．２　试剂及仪器
无水乙醇为分析纯；九阳料理机（ＪＹＬ－Ａ０７０，九
阳股份有限公司）；电子天平（ＢＳ－１１０Ｓ型，北京赛多
利斯仪器有限公司）；超声波细胞粉碎机（ＵＰ４００Ｓ型，
宁波新芝生物科技股份有限公司）；台式低速离心机
（Ｌ－５５０型，长沙湘仪实验室仪器有限公司）；减压过
滤装置；紫外可见光分光光度计（ＴＵ－１２０１型，北京
＊佳木斯大学科技项目资助（Ｓ２０１１－０５５）。
作者简介：刘德江（１９８０－），实验师，现主要从事寒地植物资源、生
态、栽培及其提取物的应用研究。
通讯作者简介：刘娟（１９４９－），教授，硕士生导师，现主要从事生药学
研究。
通用仪器设备公司）。
１．３　提取工艺
１．４　检测方法
蓝靛果色素含量测定方法采用分光光度计法，将提取
液在分光光度计５２０ｎｍ处测定吸光度，根据郎伯－
比尔定律［６］的公式计算色素含量。
Ｃ＝１００ＥＶＭε０
（ｍｇ／ｍＬ）
色素含量（ｍｇ／ｇ）＝色素总浓度×提取液体积×稀释倍
数／样品质量
式中：Ｃ为色素浓度，Ｅ为所测得的消光度值，Ｖ为稀释倍
数，Ｍ为标准色素的相对分子质量，ε０ 为标准色素的消光系数。
１．５　单因素试验
称取１ｇ蓝靛果匀浆，以６０％乙醇为提取溶液，分
别考察超声处理时间５、１０、１５、２０、２５ｍｉｎ，超声作用功
率０、１００、２００、３００、４００Ｗ及料液比１∶５、１∶１０、１∶１５、
１∶２０、１∶２５提取条件，浸提３ｈ并经离心、抽滤后，
取１ｍＬ稀释至１０ｍＬ用分光光度计测吸光度值，按
１．４方法计算色素含量。
１．６　响应面试验优化设计
根据 Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ中心组合试验设计原理，以
Ｘ１（超声时间）、Ｘ２（超声功率）、Ｘ３（料液比）为自变
量，以蓝靛果提取液５２０ｎｍ处吸光度值为响应值，设
计了３因素３水平的响应面试验。试验的因素和水平
的取值见表１。
表１　Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋ试验因素水平表
水平
Ｘ１ Ｘ２ Ｘ３
超声时间／ｍｉｎ 超声功率／ｗ 料液比（ｇ／ｍＬ）
－１　 １０　 １００　 １∶１０
０　 １５　 ２００　 １∶１５
＋１　 ２０　 ３００　 １∶２０
２　结果分析
２．１　单因素结果分析
２．１．１　超声时间的影响　不同超声时间对蓝靛果色
素提取液ＯＤ值的影响，试验结果表明，随着超声时间
DOI:10.13456/j.cnki.lykt.2012.03.002
林产化工　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｏｆＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓ
６０　 ＰＲＡＣＴＩＣＡＬ　ＦＯＲＥＳＴＲＹ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
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的增加，蓝靛果色素提取液吸光度值先升高后降低。
当超声１０ｍｉｎ时，提取液的吸光度值达到最大为
０．６２７　４；当超声２５ｍｉｎ时，提取液的吸光度值最小为
０．４８９　８。表明蓝靛果色素对热不稳定，超声时间控制
在１０ｍｉｎ最佳。
２．１．２　超声功率的影响　不同超声功率对蓝靛果色
素提取液ＯＤ值的影响，试验结果表明，蓝靛果色素提
取液的吸光度值随着超声功率的增大是先增大而后
减小，其主要原因是在物料一定的情况下，超声功率
的增大使得物料的温度也随之增大，由于蓝靛果色素
对热的不稳定性，导致吸光度的降低。因此，超声功
率为２００Ｗ有利于色素的提取。
２．１．３　料液比的影响　不同料液比对蓝靛果色素提
取液ＯＤ值的影响，试验结果表明，蓝靛果色素提取液
的吸光度值随着料液比的增大而升高，但并不十分明
显。较高的料液比虽然提高了提取量，但增加了水的
用量，因此加大了浓缩的难度。所以，本试验以料液
比１∶１５较为适合。
２．２　响应面试验结果分析
根据Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ中心组合试验设计原理，结
合单因素试验结果，以 Ｘ１（超声时间）、Ｘ２（超声功
率）、Ｘ３（料液比）为自变量，蓝靛果提取液吸光度值Ａ
为响应值，进行了响应面分析试验，结果见表２。
表２　Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ中心组合试验结果
试验号
Ｘ１ Ｘ２ Ｘ３ Ｙ
超声时间／ｍｉｎ 超声功率／ｗ 料液比／１∶ｘ 吸光度值
１　 １０　 １００　 １５　 ０．５３８
２　 ２０　 １００　 １５　 ０．６５８
３　 １０　 ３００　 １５　 ０．６５２
４　 ２０　 ３００　 １５　 ０．５４３
５　 １０　 ２００　 １０　 ０．６２１
６　 ２０　 ２００　 １０　 ０．６１７
７　 １０　 ２００　 ２０　 ０．６５９
８　 ２０　 ２００　 ２０　 ０．６６５
９　 １５　 １００　 １０　 ０．５４１
１０　 １５　 ３００　 １０　 ０．５５８
１１　 １５　 １００　 ２０　 ０．５４４
１２　 １５　 ３００　 ２０　 ０．６８２
１３　 １５　 ２００　 １５　 ０．７６９
１４　 １５　 ２００　 １５　 ０．７７２
１５　 １５　 ２００　 １５　 ０．７６１
对回归方程做显著性检验与方差分析，结果见
表３。
用计算机软件对试验结果进行回归分析，得到回
归方程如下：
表３　回归方程的方差分析
变异来源 ｄｆ　 ＳＳ　 ＭＳ　 Ｆ值 显著性
模型 １１　 ０．０９８　 ０．００８９０９０９　３５．７４ ＊＊
一次项 ３　 ０．００４０５４　 ０．００１３５１３３　 ５．４２ —
二次项 ３　 ０．０７８５３７７６９　 ０．０２６１７９２６　１０５．０１ ＊＊
交互项 ３　 ０．０１６７９６　 ０．００５５９８６７　２２．４６ ＊
残差 ３　 ０．０００７４７９　 ０．０００２４９３ — —
失拟项 １　 ０．００００１０１２　 ０．００００１０１２　 ０．３１ —
纯误差 ２　 ０．００００６４６７　 ０．００００３２３３ — —
总值 １４　 ０．０９８ — — —
Ｆ１ 检验　Ｆ１＝０．３１　Ｆ１＜Ｆ０．０５（１，２）＝１８．５１
Ｆ２ 检验　Ｆ２＝３５．７４　Ｆ２＞Ｆ０．０１（１１，３）＝２７．１３
　　注：“＊”在０．０５水平显著；“＊＊”在０．０１水平显著。
Ｙ＝０．７７＋０．００１６２５　Ｘ１－０．０００２５　Ｘ２＋０．０３２　Ｘ３－０．０５７　Ｘ１Ｘ２
＋０．００２５　Ｘ１Ｘ３＋０．０３０　Ｘ２Ｘ３－０．０５５　Ｘ２１－０．１１　Ｘ２２－０．０７２　Ｘ２３
－０．０１０　Ｘ２１Ｘ３＋０．０３９　Ｘ２Ｘ２３
从方差分析表３可以看出，回归方程的回归部分
达到了显著水平，因此回归方程式成立。二次项及方
程互作项都显著，说明响应值的变化相当复杂，试验
因子对响应值的影响不是简单的线性关系，且各因素
之间的交互作用的影响较大。Ｆ１ 检验表明方程的拟
合性较好，在０．０５水平显著；Ｆ２ 检验可证明方程在
０．０１高度显著。
用计算机软件对试验结果进行响应面分析，其结
果如图４所示。
由图４可知，各因素对蓝靛果色素提取量均有不
同程度影响，各因素之间的相互作用较为显著，而且
提取量均达到极值。分别对回归方程中的 Ｘ１，Ｘ２，
Ｘ３，求偏导，并令其等于零，可得到曲面的稳定点，为
Ｘ１＝１９．８６，Ｘ２＝１７７．１８，Ｘ３＝１５．５４，此稳定点在试
验区域内，所以此稳定点为极大值。也就是说，当超
声时间１８．７５ｍｉｎ、超声功率２２９．０６Ｗ、料液比１∶
１８．８４时，蓝靛果色素提取量最大。通过试验，得出在
此条件下提取量为６８．８２ｍｇ／ｇ。
３　小结
通过对响应面的试验设计及方程的方差分析，获
得了拟合性较好、高度显著的回归模型。结果表明，
超声波法提取蓝靛果色素的最佳工艺条件为：超声时
间１８．７５ｍｉｎ、超声功率２２９．０６Ｗ、料液比１∶１８．８４，
色素最大提取量为６８．８２ｍｇ／ｇ。
参考文献：
［１］　董世林 ．植物资源学［Ｍ］．哈尔滨：东北林业大学出版
社，１９９４：１９０－１９１．
［２］　向延菊，王大伟 ．蓝靛果忍冬的研究利用现状及其发展
前景［Ｊ］．塔里木农垦大学学报，２００４，１６（４）：２６－２８．
林产化工　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
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实
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技
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图４－１　Ｙ＝ｆ（Ｘ１，Ｘ２）的等高线与响应面分析
图４－２　Ｙ＝ｆ（Ｘ１，Ｘ３）的等高线与响应面分析
图４－３　Ｙ＝ｆ（Ｘ２，Ｘ３）的等高线与响应面分析
［３］　金　政 ．蓝靛果抗疲劳作用的实验研究［Ｊ］．延边大学医
学学报，２００１，２４（１）：１６－１７．
［４］　韩京振 ．蓝靛果抗氧化作用的实验研究［Ｊ］．中国中医药
科技，２００２，９（１）：４５－４６．
［５］　金　政，王启伟，金美善，等 ．蓝靛果对四氯化碳损伤小
鼠肝脏保护作用的组织化学研究［Ｊ］．延边大学医学学
报，２００１，２４（１）：１８－２０．
［６］　孙中武 ．植物化学［Ｍ］．哈尔滨“东北林业大学出版社，
２０００．★
（栏目责任编辑　蒋旭东）