全 文 ：《食品工业》2014 年第35卷第 8 期 29
超声波法提取刺五加果中花青素的工艺研究
刘金文1，孔繁东1*，刘兆芳1，王雁鸣2
1. 大连工业大学食品学院（大连 116034）；2. 丹东宽甸光太药材有限公司（丹东 118200）
摘 要 采用超声波法提取刺五加果中花青素, 研究了乙醇体积分数, 超声功率, 提取时间, 液料比和温度对提取
效果的影响, 并通过正交试验得出最佳工艺条件为: 75 ℃, 45%乙醇溶液, 超声功率440 W, 超声65 min, 液料比40︰1
(mL/g), 得到的花青素含量为935.14 μg/g。经过3次提取, 花青素提取率达到95.83%。
关键词 超声波; 刺五加果花青素; 提取
Study on Optimum Extraction Technology Anthocyanin from Acanthopanax
Fruit by Ultrasonic Wave
Liu Jin-wen1, Kong Fan-dong1*, Liu Zhao-fang1, Wang Yan-ming2
1. Dalian Polytechnic University College of Food Science (Dalian 116034);
2. Dandong Kuandian Guangtai Medicinal Materials CO., LTD. (Dandong 118200)
Abstract Anthocyanin from Acanthopanax fruit was extracted by ultrasonic wave. Optimum extraction technology was studied
through changing concentration of ethanol, time, liquid-solid ratio, ultrasonic power and temperature. Orthogonal experiment showed
that the optimum extraction conditions were as following: 75 ℃, 45% ethanol, ultrasonic power was 400 W, time was 65 min,
liquid-solid ratio was 40︰1(mL/g). The content of anthocyanin was 935.14 μg/g. After 3 times extracting, the yield of anthocyanin
reached 95.83%.
Keywords ultrasonic wave; anthocyanin from Acanthopanax fruit; extraction
花青素又称花色素，是广泛存在于植物中的水溶
性多酚类天然色素，属黄酮类化合物，存在于表皮细
胞的液泡内[1-3]，具有保护视力，抗氧化，抗癌症，抑
菌消炎，治疗心血管疾病和糖尿病等多种作用[4-7]。
刺五加果中花青素含量丰富，具有较大的开发价
值。研究采用超声波提取法，探讨该色素的最优提取
条件，以期为工业化生产提高理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
刺五加果，丹东宽甸光太药材有限公司。
1.2 试剂与仪器
1.2.1 试剂
无水乙醇，浓盐酸，氯化钾，氢氧化钠，柠檬
酸，磷酸氢二钠，均为分析纯。
1.2.2 仪器与设备
DK-S26 型电热恒温水浴锅：上海精宏实验设备
有限公司；U5100 紫外可见分光光度计：日立高新
技术公司；KQ-500DB 型数控超声波清洗器：昆山市
超声仪器有限公司；电子天平：上海友声衡器有限
公司；PHS-3C pH计：上海精密科学仪器有限公司；
SHZ-Ⅲ 型循环水真空泵：上海亚荣生化仪器厂。
1.3 试验方法
1.3.1 刺五加果花青素提取工艺流程
刺五加果→pH为2的乙醇溶液→一定超声功率，
一定时间下提取→抽滤→测定刺五加果花青素含量→
旋转蒸发浓缩→真空冷冻干燥→刺五加果花青素
1.3.2 刺五加果花青素最大吸收波长的确定
用pH为2的乙醇溶液提取刺五加果花青素，稀释
提取液于适当倍数，再用U5100紫外可见分光光度计
对刺五加果花青素在390 nm～740 nm范围内进行全波
长扫描，确定刺五加果花青素的最大吸收波长。
1.3.3 刺五加果花青素含量的测定
根据Fuleki和Francis提供的pH示差法[8]测定刺五
加果中花青素的含量：将刺五加果花青素提取液分别
用pH 1.0的KCl-HCl缓冲液和pH 4.5的柠檬酸-磷酸氢
二钠缓冲液定容到50 mL，静置90 min后，分别于526
nm和700 nm下测定其吸光度，根据公式（1）计算花
青素含量。
花青素含量（μg/g）= （ΔA×M×f×V×1 000）/
（m×ξ×L） （1）
式中：ΔA=（A526- A700）pH 1.0-（A526- A700）pH 4.5；
A526-526 nm下刺五加花青素的吸光度；A700-700 nm
下刺五加花青素的吸光度；M-449.2 mg/mol，矢车
菊-3-葡萄糖苷相对分子质量；f-稀释倍数；V-缓冲
溶液定容后的体积；m-刺五加花青素质量；L-光程1
cm；ξ-26 900，矢车菊-3-葡萄糖苷摩尔消光系数。
1.3.4 单因素试验
1.3.4.1 最佳乙醇体积分数的确定
准确称取0.5 g刺五加果9份，按液料比40︰1
*通讯作者
工艺技术
《食品工业》2014 年第35卷第 8 期 30
（mL/g），分别加入pH为2的15%，25%，35%，
45%，55%，65%，75%，85%，95%的乙醇溶液20
mL于65 ℃，400 W功率下提取60 min，抽滤稀释，
526 nm处测定吸光度，确定最佳乙醇体积分数。
1.3.4.2 最佳提取时间的确定
准确称取0.5 g刺五加果9份，按液料比40︰1
（mL/g），加入pH为2的45%乙醇溶液20 mL，改变
提取时间分别为10 min，20 min，30 min，40 min，50
min，60 min，70 min，80 min，90 min于65 ℃，400 W
功率下提取，抽滤稀释，526 nm处测定吸光度，确定
最佳提取时间。
1.3.4.3 最佳液料比的确定
准确称取0.5 g刺五加果7份，加入pH为2的45%乙
醇溶液，改变液料比分别为10︰1，20︰1，30︰1，
40︰1，50︰1，60︰1，70︰1（mL/g）于65 ℃，400
W功率下提取60 min，抽滤稀释，526 nm处测定吸光
度，确定最佳液料比。
1.3.4.4 最佳超声功率的确定
准确称取0.5 g刺五加果8份，按液料比40︰1
（mL/g），加入pH为2的45%乙醇溶液20 mL，改变超
声功率为100 W，200 W，300 W，400 W，500 W，
600 W，700 W，800 W于65 ℃下提取60 min，抽滤稀
释，526 nm处测定吸光度，确定最佳超声功率。
1.3.4.5 最佳提取温度的确定
准确称取0.5 g刺五加果8份，按液料比40︰1
（mL/g），加入pH为2的45%乙醇溶25 mL，改变提取
温度分别为25 ℃，35 ℃，45 ℃，55 ℃，65 ℃，75
℃，85 ℃，95 ℃，于400 W功率下提取60 min，抽滤
稀释，526 nm处测定吸光度，确定最佳提取温度。
1.3.5 正交试验
根据单因素试验结果，选取乙醇体积分数，超
声功率，提取时间，液料比4个因素，按照L9(34)正交
表，进行正交试验，以确定刺五加花青素的最佳提取
条件。
表1 超声波法提取刺五加果花青素正交试验因素水
平表
水平
因素
A乙醇体积分
数 /% B功率 /W
C时间 /
min
D 液料比/
(mL·g-1)
1 40 360 55 36︰1
2 45 400 60 40︰1
3 50 440 65 44︰1
1.3.6 提取次数的确定
在上述所确定的最佳提取条件下，对一次超声波
法提取的花青素溶液抽滤后得到的滤渣进行多次反复
超声提取，直至提取液近于无色，以确定提取次数。
2 结果与分析
2.1 刺五加果花青素最大吸收波长的确定
由图1可知，刺五加果花青素在λ=526 nm处有最
大吸收峰。因此，可选取526 nm作为刺五加果花青素
的最大吸收波长。
图1 刺五加果花青素吸收光谱扫描图
2.2 单因素试验
2.2.1 最佳乙醇体积分数的确定
由图2可知，花青素的吸光度随乙醇体积分数的
增加而增大，当乙醇体积分数为45%时，吸光度达到
最大，之后随着乙醇体积分数的增加而下降。其原因
是由于乙醇含量的增加导致非色素类的醇溶性杂质溶
出，影响了花青素的提取。因此，选择体积分数为
45%的乙醇溶液作为提取剂。
图2 不同乙醇体积分数对刺五加果花青素吸光度的
影响
2.2.2 最佳超声功率的确定
由图3可知，功率在100 W～800 W的范围内，随
着功率的增加，花青素吸光度呈现先上升后降低的趋
势，并在400 W处达到最大。这可能是由于随着超声
功率的增大，空化作用加强，使花青素的溶出率加
大。但当功率超过400 W后，巨大的超声强度使花青
素结构遭到破坏，使花青素含量降低。因此，选择
400 W为最佳超声功率为宜。
图3 不同超声功率对刺五加果花青素吸光度的影响
2.2.3 最佳提取时间的确定
工艺技术
《食品工业》2014 年第35卷第 8 期 31
由图4可知，花青素吸光度随提取时间的延长，
不断增加，并于60 min时达到最大，之后显著降低。
这可能是由于超声波具有空化作用，可加快色素类物
质溶出，缩短提取时间；但超声时间过长，超声波具
有的机械剪切作用会使花青素发生分解和氧化反应。
因此，基于提取效率和成本的考虑，确定最佳提取时
间为60 min。
图4 不同提取时间对刺五加果花青素吸光度的影响
2.2.4 最佳液料比的确定
由图5可知，随液料比增加吸光度不断增加，达
到40︰1（mL/g）后则表现出下降趋势，其原因是由
于超声波的空化作用，能加快花青素的提取速率，使
乙醇溶液含量较溶剂法减少；但当花青素提取达到饱
和后，再增加乙醇溶液含量则会促进其他杂质成分溶
出，导致花青素含量的降低。因此，以40︰1（mL/
g）作为最佳液料比。
图5 不同液料比对刺五加果花青素吸光度的影响
2.2.5 最佳提取温度的确定
由图6可知，花青素的吸光度随温度的升高而增
加，超过75 ℃后缓慢下降。其原因可能是温度升高，
促进花青素加速溶出，使吸光度不断上升；但温度过
高会使花青素稳定性受到破坏，而影响其提取效果。
因此，确定最佳提取温度为75 ℃。
图6 不同提取温度对刺五加果花青素吸光度的影响
2.3 正交试验
根据单因素试验结果，选取乙醇体积分数，超声
功率，提取时间，液料比4个因素，进行正交试验，
结果如表2所示。
由正交试验结果可知，各因素对刺五加果花青素
影响主次顺序为A＞D＞C＞B，即乙醇体积分数＞液
料比＞提取时间＞超声功率，最佳组合为A2B3C3D2，
即45%乙醇溶液，超声功率440 W，提取65 min，液料
比为40︰1（mL/g）。
表2 超声波法提取刺五加果花青素正交试验结果
试验号 A乙醇体积分数 /%
B超声功
率 /W
C提取时
间 /min
D 液料比 /
(mL·g-1) 吸光度
1 40 360 55 36︰1 0.655
2 40 400 60 40︰1 0.769
3 40 440 65 44︰1 0.821
4 45 360 60 44︰1 0.916
5 45 400 65 36︰1 0.851
6 45 440 55 40︰1 0.937
7 50 360 65 40︰1 0.939
8 50 400 55 44︰1 0.898
9 50 440 60 36︰1 0.813
K1 0.748 0.837 0.830 0.773
K2 0.901 0.839 0.833 0.882
K3 0.883 0.857 0.870 0.878
最优水平 A2 B3 C3 D2
R 0.153 0.020 0.040 0.109
2.4 验证试验
按试验所得的最佳组合A2B3C3D2进行试验，与正
交表中的最优组合（7号）进行比较，以确定最佳提
取方案。结果发现，在最佳组合下，刺五加果花青
素吸光度为0.984，高于正交表中7号组合的0.939。
因此，确定最佳提取方案为45%乙醇溶液，超声功率
440 W，提取65 min，液料比为40︰1（mL/g）。
2.5 刺五加果花青素含量的测定
按上述最佳工艺条件提取，将刺五加果花青素抽
滤后用pH 1.0的KCl-HCl缓冲液和pH 4.5的柠檬酸-磷
酸氢二钠缓冲液定容到50 mL，静置90 min后，分别于
526 nm和700 nm下测定其吸光度，结果如表3所示。
表3 pH示差法测定刺五加果花青素结果
测定波长/nm A (pH 1.0) A (pH 4.5)
526 0.731 0.496
700 0.058 0.047
按照公式（1）计算知，刺五加果花青素含量为
935.14 μg/g。
2.6 提取次数的确定
在最佳提取条件下，研究提取次数对刺五加果花
青素的影响，如表4所示。
由表4可知，第1次提取的花青素含量最高，为
935.14 μg/g，占总和的58.33%，前3次提取花青素含
量占总和的95.83%，而第4次则只占4.17%。因此，从
节约资源，减少能耗和时间等角度考虑，选择3次提
取为宜。
工艺技术
《食品工业》2014 年第35卷第 8 期 32
油菜蜂花粉及其复合物对中式香肠抗氧化防腐效果的研究
王文艳1,2，焦镭2，韩二芳2，彭增起1*，谢克英2
1. 南京农业大学农业部农畜产品加工与质量控制重点开放实验室（南京 210095）；
2. 河南农业职业学院（郑州 451450）
摘 要 探索了蜂花粉、蜂花粉复合物 (蜂花粉+异抗坏血酸钠+植酸钠) 对中式香肠抗氧化和防腐效果的影响。
结果表明: 0.6%蜂花粉、蜂花粉复合物 (0.6%蜂花粉、0.05%异抗坏血酸钠、0.005%植酸钠) 都具有抗氧化性能和防
腐性能。二者抗氧化性差异不显著(p＞0.05)且与竹叶提取物 (0.01%竹叶提取物、0.05%异抗坏血酸钠) 差异不显著
(p＞0.05)、但其抗氧化能显著低于0.01%BHT (p＜0.05); 防腐效果由大到小为: 0.6%蜂花粉＞蜂花粉复合物 (0.6%蜂
花粉、0.05%异抗坏血酸钠、0.005%植酸钠)＞竹叶提取物 (0.01%竹叶提取物、0.05%异抗坏血酸钠)＞对照。
关键词 蜂花粉; 抗氧化; 防腐
Effect of Rape Bee-pollen and Its Compound on Antioxidant and Antimicrobial
Capability in Chinese-style Sausage
Wang Wen-yan1,2, Jiao Lei2, Han Er-fang2, Peng Zeng-qi1*, Xie Ke-ying2
1. Nanjing Agicultural University, Key Lab of Meat Processing and Quality Control, Ministry of education (Nanjing 210095);
2. Henan Vocational College of Agrculture (Zhengzhou 451450)
Abstract Effect of additives, such as rape bee-pollen and compound additive:bee-polle+sodium isoascorbate+Sodium Phytate, on
Chinese-style sausage was studied. The results showed that both application of 0.6% bee pollen and compound additive,
compounded by 0.6% rape bee pollen, 0.05% sodium isoascorbate and 0.005% sodium phytate, had the antioxidant and
antimicrobial capability, but there was no signifi cant difference between them and the compound, compounded by 0.01%
antioxidant of bamboo and 0.05% sodium ascorbate ( p＞0.05). but there was significant between them and 0.01% BHT ( p＜0.05). The
descending order of antimicrobial capability was: 0.6% bee pollen, compound additive (0.6% bee pollen, 0.05% sodium isoascorbate,
0.005% sodium phytate), antioxidant of bamboo (0.01% antioxidant of bamboo and 0.05% sodium ascorbate), the control.
Keywords bee-pollen; antioxidant capability; antimicrobial capability
中式香肠即腊肠，采用瘦肥比例在7∶3~8∶2之
间的猪肉为原料，其特点是脂肪含量较高，很容易出
现脂肪氧化变质问题。由于中式香肠含水量低，所以
保质期较长，但水分过低将导致品质坚硬影响口感。
表4 提取次数对刺五加果花青素的影响
提取次数
1 2 3 4
花青素含量 /(μg·g-1) 935.14 392.42 208.74 66.80
所占比重 /% 58.33% 24.48% 13.02% 4.17%
3 结论
经过试验发现，提取刺五加果花青素的最佳条件
为乙醇体积分数45%，超声功率440 W，提取65 min，
液料比为40︰1（mL/g），提取温度为75 ℃，在此条
件下，花青素含量为935.14 μg/g，有效提取次数为3
次，提取率达到95.83%。超声波法具有提取效率高，
时间短等优点，可用于花青素类物质的提取。
参考文献：
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工艺技术