全 文 ：食品研究与开发2009 年 1 月第 30 卷第 1 期
作者简介：霍文兰（1967—），女（汉），副教授，学士，研究方向：植物有
效成分提取及分析。
霍文兰
（榆林学院 化学系，陕西 榆林 719000）
陕北糯高粱米糠中原花青素的提取工艺研究
STUDY ON EXTRACTION OF PROANTHOCYANIDINS FROM RICE BRAIN OF GLUTINOUS SORGHUM SEED
HUO Wen-lan
(Department of Chemistry，Yulin College，Yulin 719000, Shaanxi, China)
Abstract: The extraction of proanthocyanidins from rice brain of northern, China, Shaanxi Sorghum seed was
studied.Ultrasonic extraction method was chosen.The extraction conditions were optimized by orthorhombic
analysis. The results showed that the best extracting condition was: alcohol concentration 50 %,temperature
50 ℃, extraction 25 min and material-solution ratio 1:40.The produced proanthocyanidins were purified，purity
of the product was 83.4 %.
Key words: glutinous sorghum; rice brain; proanthocyanidins; ultrasonic; extraction; purification
摘 要：对我国陕北糯高粱米糠中原花青素提取工艺进行研究。通过正交试验对提取工艺进行优化。结果表明，超声
波提取糯高粱米糠原花青素的最佳工艺条件为：乙醇浓度 50 %，提取温度 50 ℃，提取时间 25 min，料液比 1∶40。并对
提取物进行纯化，产品纯度为 83.4 %。
关键词：糯高粱；米糠；原花青素；超声波；提取；纯化
原花青素(procyanidin简称 PC,其使用过的英文名
称有 proanthocyanidin、pycnogenol等) 是植物界中广泛
存在的一大类多酚类化合物。因其在热酸的处理下能
产生红色花青素而得名。最初,由于分离、纯化和鉴定
技术的局限, 将原花青素归属为缩合单宁类化合物,但
一部分缩合单宁类化合物如茶黄素(theaflavin)，在热酸
处理下并不产生红色花青素。直到 20世纪 60年代初
期, 法国 karl和美国 Joslyn分别在研究英国山楂和葡
萄中的多酚时,提出了原花青素这一术语。70年代后,
随 MS、NMR、IR、HPLC等分离、鉴定技术的发展和对
此类物质的深入研究, 现已成为独树一帜的一大类物
质,并称之为原花青素。原花青素因其具有较强的抗氧
化能力、清除自由基能力和较好的药理活性,如抗癌、
抗诱变、抗炎症、抗 HIV病毒等 80多种由自由基引起
的疾病[1-2]，1995年在事先未指定候选药物的情况下,美
国公众无记名投票推选为最受欢迎的 10大植物药之
一，现已在临床医学、化妆品等领域得到应用。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化提取、检测原花青素的方
法是两个研究的热点。
我国高粱的栽培面积居世界第 5位，高粱作为食
用和饲用都要经过碾白去皮，碾米时出糠率为 20 %左
右。因此研究糯糯高粱米糠中原花青素的提取有利于
提高高粱的附加值，有利于农产品加工废料的开发和
利用。目前，有关原花青素提取的研究报道甚多[3-8]，但
有关超声波法提取原花青素的研究报道较少。本文以
陕北糯高粱米糠为原料，采用超声波辅助提取法对原
花青素进行提取，标准曲线法对其含量进行测定，固
相萃取方法对提取物进行纯化，并对其抗氧化性进行
研究。
1 仪器与材料
1．1 仪器
KQ-500B超声波萃取器：昆山市超声仪器有限公
司；722S可见分光光度计：永兴仪器有限公司；ESJ60-
4电子天平：沈阳龙腾电子有限公司。
1．2 材料
绥德县所在地产糯高粱米糠，65 ℃烘干至恒重；儿
茶素标准品：sigma公司提供，纯度 98 %；甲醇、乙醇、
丙酮、硫酸、香草醛，均为分析纯。
添加剂
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2 方法
2．1 糯高粱米糠中原花青素的提取
准确称取一定量烘干至恒重的糯高粱米糠于锥形
瓶中，选用不同浓度乙醇水溶液作溶剂，在一定的料液
比、溶剂浓度、温度、超声功率下提取一定时间，取出过
滤，将滤渣再经两次重复提取后过滤，合并滤液减压浓
缩，将浓缩液定容，测定溶液中原花青素的含量。
2．2 原花青素含量的测定
2．2．1 标准曲线的绘制
2.2.1.1 溶液的配制
儿茶素标准液：准确称取儿茶素，用重蒸馏水溶解
并定容，作为标准溶液。
30 g/L香草醛溶液：30 g香草醛溶于 1000L甲醇中。
30%硫酸溶液：30mL浓硫酸+70mL甲醇混合均匀。
2.2.1.2 标准曲线
将标准品溶液稀释成不同浓度，分别取 0.5 mL
不同浓度的标准品溶液于 10 mL具塞比色管中，加入
2.5 mL，30 g/L香草醛溶液，然后加入 2.5 mL 30 %硫
酸溶液，30℃条件下避光反应 20 min，以重蒸馏水为空
白，在 500 nm处测定吸光度值，所取标准液的浓度和
吸光度数据经回归处理，回归方程 y=1.358x+0.016 9，
r=0.995 4。
2．2．2 原花青素含量测定
准确量取 0.5 mL样品溶液，按照上述标准曲线方
法测定，加入 2.5mL 30 g/L香草醛溶液，然后加入 2.5mL
30 %硫酸溶液，30 ℃条件下避光反应 20 min，以样品
溶液为空白，即 0.5 mL样品溶液+2.5 mL甲醇+2.5 mL
30 %硫酸溶液，在 500 nm处测定吸光度值。
2．2．3 在单因素试验的基础上优化提取工艺
以提取浓度、温度、时间、料液比设计正交试验，探
讨最佳提取工艺。
2．2．4 原花青素的纯化
选用树脂作固定相萃取材料，不同浓度梯度的乙
醇作洗脱剂，分别收集洗脱液，将洗脱液真空浓缩，冷
冻干燥，按标准曲线法测定原花青素的含量。
2．2．5 原花青素的抗氧化能力
将 VC、糯高粱米糠中提取的原花青素加入新炼制
的猪油中置于 65℃烘箱中恒温，定时检测猪油的过氧
化值（POV），衡量抗氧化剂的活性，POV的测定方法见
GB5009.37-1996标准执行。
3 结果与分析
3．1 溶剂浓度的影响
称取烘干至恒重，质量为 1.0 g的糯高粱米糠，分
别加入 30 %、40 %、50 %、60 %的乙醇溶液 30 mL，在
40℃下用 300 W的超声功率作用 30 min。结果如图 1
所示。
从图 1可以看出，随乙醇浓度地不断提高。吸光度
的值呈上升的趋势，当乙醇浓度高于 50 %，吸光度上
升缓慢。
3.2 温度的影响
称取烘干至恒重，质量为 1.0 g 的糯高粱米糠，
加入 50 %的乙醇溶液 30 mL，分别在 20、30、40、50、
60 ℃下用 300 W的超声功率作用 30 min。结果如图
2所示。
从图 2可以看出，随温度地不断升高，吸光度值
增大，提取率提高，但温度过高，可能使有效成分失
活，根据图示，提取温度在 50 ℃较适宜。
3.3 时间的影响
称取烘干至恒重，质量为 1.0 g糯高粱米糠，加入
图 2 温度对提取率的影响
Fig.2 Effects of temperature on extraction yield
图 1 乙醇浓度对提取率的影响
Fig.1 Effects of alcohol concentration onextraction yield
乙醇浓度/%
Alcohol concentration/%
温度/℃
Temperature/℃
添加剂
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图 4 液料比对提取率的影响
Fig.4 Effects of material-solution ratio on extraction yield
图 3 提取时间对提取率的影响
Fig.3 Effects of extraction duration on extraction yield
50 %的乙醇溶液 30 mL，在 40 ℃下用 300 W的超声功
率分别作用 10、20、30、40、50 min。结果如图 3所示。
从图 3可以看出，随提取时间的增加，吸光度的值
逐渐增大，25 min以后，吸光度值又开始下降，因此合
适的提取时间为 25 min。
3.4 料液比的影响
称取烘干至恒重，质量为 1.0 g的糯高粱米糠，分
别加入 20、30、40 mL浓度为 50 %的乙醇溶液，在 40℃
下用 300W的超声功率作用 30 min。结果如图 4所示。
从图 4可以看出，随着液料比的增大，吸光度值增
大，当液料比超过 40∶1后，吸光度值几乎不变，因此合
适的液料比为 40∶1。
3．5 正交试验优化提取工艺
在单因素试验基础上，以提取浓度、温度、时间、料液
比设计正交试验，因素水平表见表 1。试验结果见表 2。
由表 2可看出，最佳工艺条件为：A2B3C2D3，即乙醇
浓度为 50 %，提取温度 50 ℃，提取时间 25 min，液料
比 40∶1。影响因素较大的是料液比及提取温度。
3．6 原花青素的纯化
先将提取液真空浓缩，回收乙醇，水相上柱，采用
不同浓度梯度乙醇作洗脱剂，将洗脱液分别收集，真空
浓缩，冷冻干燥，测定原花青素含量，结果见图 5。
由图 5可看出，35 %乙醇能得到含量较高的产物，
产品纯度为 83.4 %。
浓度/%
Concentration/%
40
50
60
70
温度/℃
Temperature/℃
30
40
50
60
时间/min
Time/min
20
25
30
40
水平
Levels
1
2
3
4
液料比/(mL/g)
Material-solution ratio/(mL/g)
20
30
40
50
表 1 正交试验因素水平表
Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment
因素 Factors
吸光度
A
0.138
0.146
0.144
0.143
0.164
0.142
0.151
0.143
0.136
0.154
0.143
0.131
乙醇浓度/%
Alcohol
concentration/%
40
40
40
50
50
50
60
60
60
70
70
70
0.143
0.150
0.143
0.142
0.008
温度/℃
Temperature/
℃
30
40
50
60
50
40
30
60
30
40
50
60
0.142
0.147
0.150
0.139
0.011
时间/min
Time/min
20
25
30
40
25
30
40
20
25
20
30
40
0.145
0.148
0.143
0.141
0.007
液料比/（mL/g）
Material-solution
ratio/（mL/g）
20
30
40
50
40
50
30
20
30
40
50
20
0.137
0.144
0.154
0.143
0.017
试验号
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
K1
K2
K3
K4
R
表 2 正交试验结果
Table 2 Orthogonal experiment results
添加剂
乙醇浓度/%
Alcohol concentration/%
液料比/（mL/g）
Material-solution ratio/（mL/g）
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食品研究与开发 2009 年 1 月第 30 卷第 1 期
图 6 原花青素对油脂的抗氧化性
Fig.6 Anti-oxidize activety to lard of Proanthoayanidins
3．7 原花青素的抗氧化能力
按 2.2.5方法对糯高粱米糠原花青素的抗氧化性
能进行测定，结果见图 6。
由图 6可看出，油脂恒温放置 18 d，其 POV值可
达 165，说明糯高粱米糠中原花青素对油脂具有明显
的抗氧化作用。
4 结论
1）通过正交试验，表明超声波提取糯高粱米糠中
原花青素的最佳工艺条件为：乙醇浓度为 50 %，提取
温度 50 ℃，提取时间 25 min，液料比 40∶1。
2）利用固相萃取纯化原花青素，用 35 %乙醇作洗
脱剂可以得到纯度较高的产物。产品纯度为 91.34 %，
原花青素的得率为 2.19 %。
3）通过对糯高粱米糠中原花青素抗氧化能力测
试，表明原花青素具有一定的抗氧化能力。
4）研究表明，糯高粱米糠中含有一定量的原花青
素。该研究为提高高粱的附加值及农产品加工废料的
开发和利用提供理论参考。
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收稿日期：2008-01-14
陈金娥，刘丽琴，张海容*
（忻州师范学院生 化分析技术研究所，陕西 忻州 030400）
高粱红色素稳定性研究
STUDY OF STABILITY ON RED PIGMENT OF SORGHUM
CHEN Jin-e，LIU Li-qin，ZHANG Hai-rong*
（Lab of Biochemical Analysis，Xinzhou Teachers University，Xinzhou, 034000, Shaanxi, China）
摘 要：通过对不同条件下高粱红色素特征吸光值变化的研究，探讨其在不同光照、温度、pH、氧化剂、还原剂、金属
离子、蔗糖等环境条件下的稳定性。试验结表明：糖溶液、光照对其影响较小；在不同的 pH条件下稳定性不同；金属
离子中 Ca2+、Na+、K+对该色素的稳定性较好，并有不同程度的护色效果，Al3+和 Zn2+对其色素的稳定性影响较小，Cu2+
对其稳定性有明显的影响或破坏作用；氧化剂和还原剂对其色素的稳定性影响较小。
关键词：高粱红；高粱红色素；稳定性
基金项目：山西省自然科学基金（20051028）
作者简介:陈金娥（1957—），女（汉），本科，高级实验师，研究方向:天然药物的分离和分析。
*通讯作者
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添加剂
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