全 文 ：2011.09·
食品工程·Technique技术
正交试验优化混合酶法提取蓝靛果色素的研究
刘德江 1，2 刘 娟 1 申 健 2 程海涛 2
（1．佳木斯大学药学院 2．佳木斯大学生命科学学院）
【摘要】 采用混合酶法提取蓝靛果色素， 考察了混合酶用量、 pH 值、 酶解时间及酶解温度
单因素的试验， 利用正交试验优化了混合酶法提取蓝靛果色素的条件， 确定最佳提取条件为： pH
值 4．0、 酶解时间 50min、 酶解温度 40℃、 混合酶用量 7mg ／ g， 色素提取量为 63．24 mg ／ g。
【关键词】 混合酶； 正交试验； 蓝靛果； 优化
中图分类号： TS 202．3 文献标识码： A 文章编号： 1000-9868(2011)09-0135-03
蓝靛果属忍冬科忍冬属的一种多年生灌木， 生于山
坡、 林区、 林缘湿地， 主要分布于黑龙江、 吉林、 内蒙
古等地。 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， 蓝靛果还具有抗疲劳、 抗氧化、
抑制小鼠肝损伤、 抗肿瘤等功效， 具有较高的营养价值
和药用功能。 本文对蓝靛果色素混合酶法提取工艺进行
了研究， 利用正交试验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 试验材料与方法
1．1 试验材料
蓝靛果果实于 2009 年 6 月 20 日采摘于伊春市五营
林业局， 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； JYL－A070 九阳料理机， 九阳
股份有限公司； BS－110S 型电子天平， 北京赛多利斯仪
器有限公司； L－550 型台式低速离心机， 长沙湘仪试验
室仪器有限公司； 减压过滤装置； TU－1201 型紫外可见
光分光光度计， 北京通用仪器设备公司。
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
尔定律的公式计算色素含量。
C＝ 100EVMε0
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， mg ／ mL； 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 酶混合比例的确定
根据混料试验设计原理， 利用 Design－Expert 软件中
的单纯型重心设计， 以蓝靛果色素提取液 520nm 处吸光
度值为响应值， 设计了 Simplex Centroid试验。
1．6 单因素试验
称取 1g 蓝靛果匀浆， 分别考察混合酶用量 5、 7、
9、 11、 13 mg， pH 值 3．0、 4．0、 5．0、 6．0、 7．0， 酶解时
间 30、 50、 70、 90、 110min 及酶解温度 20、 30、 40、
50、 60℃提取条件， 再以 1∶15 的料液比加入 60％乙醇提
取液， 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。
1．7 正交试验优化设计
通过以上单因素试验分析得出， pH 值、 酶解时间、
酶解温度、 混合酶用量对蓝靛果色素提取影响较大。 因
此， 以蓝靛果色素提取物的 520nm 处吸光度值 A 为指
标， 采用四因素三水平的正交表 L9 （34） 进行试验。
2 结果与分析
2．1 酶混合比例的确定
混合酶 Simplex Centroid试验结果见表 1。
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DOI:10.16167/j.cnki.1000-9868.2011.26.019
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技术 Technique·食品工程
图 1 混合酶编码取值分布图
图 2 混合酶不同用量对蓝靛果色素提取液吸光度值的影响
图 3 不同 pH 值对蓝靛果色素提取液吸光度值的影响
图 4 不同酶解温度对蓝靛果色素提取液吸光度值的影响
表 1 Simplex Centroid 试验结果
试验号
果胶酶
X1
纤维素酶
X2
木瓜蛋白酶
X3
吸光度值
Y
1
2
3
4
5
6
7
1．00
0．10
0．10
0．55
0．55
0．10
0．40
0．00
0．90
0．00
0．45
0．00
0．45
0．30
0．00
0．00
0．90
0．00
0．45
0．45
0．30
0．497
0．449
0．387
0．516
0．457
0．432
0．463
表 2 回归方程可信度分析表
项 目 数 值 项 目 数 值
Std． Dev．
Mean
C．V．（％）
PRESS
0．009 202
0．457 286
2．012 284
0．002 048
R－Squared
Adj R－Squared
Pred R－Squared
Adeq Precision
0．976 271
0．952 543
0．808 724
17．243 41
对试验数据进行多项式拟合回归， 以吸光度 （Y）
为因变量， 果胶酶 （X1）、 纤维素酶 （X2） 和木瓜蛋白酶
（X3） 为自变量， 建立回归方程如下：
Y＝0．50X1＋0．45X2＋0．39X3＋0．15X1X2
回归方程可信度分析见表 2， 其中 R2＝ 97．63％ ， 表
明 97．63％的试验数据可用该模型进行解释， 说明方程可
靠性较高。 CV值越低， 显示试验稳定性越好， 本试验中
CV 值为 2．012284％， 较低， 说明试验操作可信。 综上说
明了该回归方程为混合酶添加比例提供了一个良好的模
型。
由 Design－Expert 软件分析得到的最大响应值 （Y）
时 X1、 X2 和 X3 对应的编码值分别为 0．756、 0．194 和
0．050， 与之对应的混合酶比例为： 果胶酶 46．4％、 纤维
素酶 17．6％和木瓜蛋白酶为 36％， 如图 1所示。
2．2 混合酶用量的影响
由图 2 可知： 在其他因素固定的条件下， 随着混合
酶量的增加蓝靛果色素提取液的吸光度值也随着增大，
说明混合酶用量与提取液吸光度值呈正相关。 在 5～11mg
区间， 蓝靛果色素提取液的吸光度值增大的幅度明显，
而 11mg以后则趋于平缓。
2．3 pH值的影响
由图 3 可知： 在混合酶的作用下， 蓝靛果色素提取
液的吸光度值随着 pH 值的增大而先变大后变小， 当 pH
值为 4．0时最大值为 0．673。
2．4 酶解温度的影响
由图 4 可知： 在混合酶的作用下， 蓝靛果色素提取
液的吸光度值受酶解温度影响很大， 随温度的升高呈先
增大后减小的趋势。 其中， 当酶解温度达到 40℃时， 蓝
靛果色素的提取量最大， 且其前后的变化幅度很大， 表
现出骤增或骤减。
2．5 酶解时间的影响
由图 5 可知： 在混合酶的作用下， 蓝靛果色素的提
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食品工程·Technique技术
处理号
pH 值
A
酶解时间
B（min）
酶解温度
C（℃）
混合酶量
D（mg）
吸光
度值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1（3）
1
1
2（4）
2
2
3（5）
3
3
1（50）
2（70）
3（90）
1
2
3
1
2
3
1（30）
2（40）
3（50）
2
3
1
3
1
2
1（7）
2（9）
3（11）
3
1
2
2
3
1
0．674
0．598
0．502
0．697
0．577
0．561
0．489
0．641
0．629
K1
K2
K3
k1
k2
k3
R
1．774 0
1．835 0
1．759 0
0．591 3
0．611 7
0．586 3
0．025 3
1．860 0
1．816 0
1．692 0
0．620 0
0．605 3
0．564 0
0．056 0
1．876 0
1．924 0
1．568 0
0．625 3
0．641 3
0．522 7
0．118 7
1．880 0
1．648 0
1．840 0
0．626 7
0．549 3
0．613 3
0．077 3
图 5 不同酶解时间对蓝靛果色素提取液吸光度值的影响
表 3 混合酶法正交试验的结果表
取量与酶解时间呈正相关。 在酶解 30～70min 时， 蓝靛果
色素的提取量增幅大， 而 70min 以后虽增大， 但趋于平
缓， 考虑工作效率及工厂化应用降低成本等因素， 以
70min最为合适。
2．6 混合酶法提取蓝靛果色素的优化
通过单因素试验分析得出， pH 值、 酶解时间、 酶解
温度、 混合酶用量对蓝靛果色素提取影响较大。 因此，
以蓝靛果色素提取物的 520nm 吸光度值 A 为指标， 采用
四因素三水平的正交表 L9 （34） 进行试验， 试验结果见
表 3。
由正交试验结果表明： 混合酶法提取的最佳工艺为
A2B1C2D1， 即当 pH 值为 4．0、 酶解时间为 50min、 酶解温
度 40℃、 混合酶用量为 7mg ／ g 时， 混合酶法提取蓝靛果
色素提取量最高。 在此条件下蓝靛果色素的提取量为
63．24 mg ／ g。
用混合酶法提取蓝靛果色素正交试验方差分析结果
见表 4。
由表 4 得知： 因素 C、 D 即酶解温度和混合酶用量
对蓝靛果色素提取量的影响较为显著 （F0．05 ＜FC，D＜F0．01）。
各因素对蓝靛果色素提取的影响关系为： 酶解温度＞混合
酶量＞酶解时间＞pH值。
3 结论
通过对正交试验设计及方程的方差分析， 获得了混
合酶法提取蓝靛果色素的最佳工艺条件为： pH 值 4．0、
酶解时间 50min、 酶解温度 40℃、 混合酶用量 7mg ／ g，
在此条件下蓝靛果色素的提取量为 63．24mg ／ g。
参 考 文 献
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里木农垦大学学报， 2004， 16 （4）： 26－28．
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基金项目： 佳木斯大学科技项目资助 （S 2011－55）
收稿日期： 2011－04－06
作者简介： 刘德江 （1980—）， 男， 黑龙江克东人， 硕士， 试验师， 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： 刘娟 （1949—）， 女， 黑龙江佳木斯人， 教授， 硕士生导
师， 现主要从事生物药学研究。
通信地址： （154007） 黑龙江省佳木斯市
表 4 混合酶法提取蓝靛果色素正交试验方差分析表
注： “＊” 在 0．05 水平显著； “＊＊” 在 0．01 水平显著。
方差来源 平方和 自由度 均方 F 值 临界值 显著性
A
B
C
D
误差
0．001 08
0．005 06
0．024 88
0．010 25
0．001 08
2
2
2
2
4
0．000 54
0．002 53
0．012 44
0．005 13
0．000 27
2．00
9．37
46．07
19．00
F0．05（2，4）＝6．94
F0．01（2，4）＝18．00
＊
＊＊
＊＊
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