微波法提取番茄红素的工艺研究

取新鲜番茄洗净， 于搅碎机中搅烂成浆， 加入 有机溶剂， 在不同条件下进行微波提取， 然后过滤， 提取液适当稀释后用分光光度计测定吸光度， 然后 计算提取率。 １．３ 提取率的计算
在最佳提取条件下， 分别多次提取一定量的番 茄， 直到提取液为无色， 分别收集各次提取液， 并测 定其体积（ Ｖ） 和吸光度（ Ａ） ， 然后合并各次提取液， 测出总体积（ Ｖ 总） 和总的吸光度（ Ａ 总） 。每次提取率 的计算公式为：
各次提取的提取率结果见表 ４。
表 ４ 提取级数的影响
次数
１
２
提取率（％） ７４．４
１８．８
３
４
５．１
１．１
２．７ 对比实验
将微波萃取法提取番茄红素与传统的溶剂浸提
法进行对比。有机溶剂浸提条件为： 温度为 ４０ ℃， 料
液比 为 １：３（ｇ／ｍＬ）， 提 取 时 间 为 ５ ｈ， 提 取 次 数 １ 次 ；
摘要： 研究了微波条件下从番茄中提取番茄红素的不同因素的影响， 并通过正交实验确定了微波条件下提取番茄红 素的最佳工艺条件为： 用正己烷作为提取剂， 微波功率为 ２８８ Ｗ， 提取时间为 １００ ｓ， 固液比为 １： ３（ｇ／ ｍＬ）， 提取级数为 三级， 提取效果最好。 关键词： 番茄红素； 微波； 提取；
１：３ （ｇ／ｍＬ）） ， 分别在不同的微波功率条件下加热提
取， 提取时间为 ８０ ｓ， 提取次数为 １ 次。提取液在最
大吸收波长处分别测定各功率条件下的吸光度值。
１．４．３ 微波辐射时间的选择
分别称取番茄糊 ５ ｇ， 加入 １５ ｍＬ 正己烷（ 料液
比为 １：３） ， 微波功率为 ４３２ Ｗ， 提取次数为 １ 次， 在
分别称取 ５ ｇ 番茄糊， 加 １５ ｍＬ 正己烷， 经微波
功率 ４３２ Ｗ 加热提取 ８０ ｓ 后， 进行抽滤； 滤出提取
液后， 再按此法重复进行 ４ 次， 测量各次提取液的
吸光度及体积。
１．５ 多因素对番茄红素提取的影响实验
在单因素实验的基础上采用正交实验， 对微波
提取番茄红素的主要影响因素微波功率 Ａ、提取时
微波萃取条件为： 微波功率为 ２８８ Ｗ， 料液比为 １：３
（ｇ／ｍＬ）， 提取时间为 １００ ｓ， 提取次数为 １ 次。实验结
果如表 ６ 所示。
表 ６ 对比试验
提取方法 溶剂提取法
微波法
提取时间 ５ｈ １００ ｓ
料液比 １：３ １：３
提取次数 吸光度 Ａ
１
０．３９７
１
１．９２１
由以上数据可得， 番茄红素的二级提取基本上 已完成， 其提取率已达 ９３ ％， 三级提取率达到 ９８ ％， 四级提取液的吸光度已接近零， 从经济上考虑， 二 级的提取已能得到满意的结果。因此， 提取级数可 定为二级提取。
提取率 １００％
９０ ８０ ７０ ６０ ５０ ４０
１５０ ３００ ４５０
６５０ ８００
微波功率 ／Ｗ
图 １ 微波功率对提取率的影响
由图 １ 可知， 微波功率在低于 ４５０ Ｗ 时番茄红 素的提取率随着功率的增大而提高； 但当微波功率 高于 ４５０ Ｗ 时番茄红素的提取率随着功率的增大 反而降低， 原因可能是番茄红素在较高温度下不稳 定， 因而提取率降低。因此， 番茄红素提取功率不宜 超过 ４５０ Ｗ。 ２．３ 微波辐射时间对提取率的影响
Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｓｔａｒｔｅｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ． Ｌｔｄ．， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ， ５１０６６０，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｍｏｄｅｒｎ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
微波辐射时间对提取率的影响结果见图 ２。
提取率 １００％
８０ ７０ ６０ ５０
４０
３０ ２０
５０ ６０ ７０ ８０ ９０ １００ １１０ １２０
微波时间 ／Ｓ
图 ２ 微波辐射时间对提取率的影响
由图 ２ 可见， 在实验条件下， 随着微波辐射时 间的增加提取率增大， 但微波提取时间大于 １００ ｓ 后提取率随着时间的增加逐渐减小。原因可能是在 微波提取过程中， 电磁波把能量直接传递到番茄糊 内部并快速加热， 使温度快速升高。而番茄红素对 热的稳定性较差， 微波加热的时间过长会引起温度 太高， 从而引起番茄红素的分解， 导致提取率下降。 另外， 也可以看到， 利用微波法提取番茄红素， 可以 大大缩短提取时间， 节省能源。 ２．４ 料液比的选择
作者简介： 陈剑波（１９６２－ ）， 男， 硕士， 研究方向： 萃取研究。
解。 和传统有机溶剂萃取相比， 微波萃取具有以下
特点： 对萃取 物 具 有 高 选 择 性 、可 有 效 地 保 护 提 取 物中的功能成分、回收率 高 、耗 能 低 、溶 剂 用 量 少 、 省时、安全等。 １ 材料与方法 １．１ 材料与设备
２００６．Ｖｏｌ．２７．ＮＯ．４
５２
食品研究与开发
食品工艺
微波法提取番茄红素的工艺研究
陈剑波 １， 孟巨光 ２， 谢峰 ３ ， 刘智慧 １， 彭金龙 １， 黄锦超 １， 陈秋琦 １ （ １．广东轻工职业技术学院轻化工程系， 广东 广州 ５１０３００； ２． 广州市星业科技发展有限公司 广东 广州
５１０６６０； ３．广东轻工职业技术学院现代教育中心， 广东 广州 ５１０３００）
由以上数据可以看出， 在上面的不同溶剂中氯 仿的吸光度最高， 即提取率最好， 苯的提取率次
之。但是由于氯仿和苯的毒性较大， 所以综合考虑， 本实验选用正己烷作为从番茄中提取番茄红素的 提取溶剂。以下实验均用正己烷作为提取溶剂。 ２．２ 微波辐射功率对提取率的影响
微波功率对番茄红素的提取效果影响如图 １。
２．６ 正交试验结果 按照所设计三水平四因素 Ｌ９（３４）正交设计实验，
实验结果如表 ５。
表 ５ 正交试验结果
实验 Ａ
号 功率 ／Ｗ
１ １４４
２ １４４
３ １４４
４ ２８８
５ ２８８
６ ２８８
７ ４３２
８ ４３２
９ ４３２
Ｋ１ Ｋ２ Ｋ３ １／３Ｋ１ １／３Ｋ２ １／３Ｋ３ Ｒ
ＳＴＵＤＹ ＯＮ ＴＨＥ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＯＦ ＬＹＣＯＰＥＮＥ ＷＩＴＨ ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ ＣＨＥＮ Ｊｉａｎ－ ｂｏ１， ＭＥＮＧ Ｊｕ－ ｇｕａｎｇ２， ＸＩＥ Ｆｅｎｇ３，ＬＩＵ Ｚｈｉ－ ｈｕｉ１ ＰＥＮＧ Ｊｉｎ－ ｌｏｎｇ１ ，ＨＵＡＮＧ Ｊｉｎ－ ｃｈａｏ１ ，ＣＨＥＮ
Ｑｉｕ－ ｑｉ１ （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０３００，
番茄红素是一种重要的类胡萝卜素， 是一种脂 溶 性 天 然 色 素 ， 其 分 子 式 为 Ｃ４０Ｈ５６， 分 子 量 为 ５３６．８５， 纯品为针状深红色晶体， 结构上有 １１ 个 共 轭双键和两个非共轭双键组成的直链型碳氢化合 物。番茄红素主要存在于茄科植物的成熟果实如番 茄 、西 瓜 、柿 子 、木 瓜 、红 色 葡 萄 柚 等 蔬 菜 和 水 果 中 ， 其中， 以番茄中的含量最高。在类胡萝卜素中， 番茄 红素具有最强的抗氧化活性， 具有防癌、抗癌、增强 机体免疫力和抗衰老等功能作用 ， ［１￣２］ 因此， 在食品、 化 妆 品 、医 学 等 方 面 都 具 有 很 重 要 的 作 用 。 特 别 是 近年来兴起的绿色健康保健风潮， 使番茄红素的应 用受到格外的关注。国外对番茄红素制备方法和工 艺的研究很活跃， 国内的研究开发也越来越重视， 已有不少有关这方面的报道［３￣６］。但利用微波辐射法 提取番茄中的番茄红素的报道还不多。
Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０３００，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ：Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌｙｃｏｐｅｎｅ ｗｉｔｈ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ． Ｗｈｅｎ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｗａｓ ２８８ Ｗ， ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｗａｓ １００ ｓ， ｒａｔｉｏ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｓｏｌｖｅｎｔ ｗａｓ １：３ （ｇ：ｍＬ）， ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｓｔａｇｅ ｗａｓ ３， ｕｓｉｎｇ ｎ－ ｈｅｘａｎｅ ａｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｓｏｌｖｅｎｔ ｃｏｕｌｄ ｅｘｔｒａｃｔ ｌｙｃｏｐｅｎｅ ｆｒｏｍ ｔｏｍａｔｏ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｌｙｃｏｐｅｎｅ；ｍｉｃｒｏｗａｖｅ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
氯 仿 、石 油 醚 、正 己 烷 、环 己 烷 、苯 、丙 酮 均 为 国 产分析纯。番茄为市售新鲜的番茄；
７２３０ 型 分 光 光 度 计 、６０１０ 型 分 光 光 度 计 、 ＰＨＹＬＩＰＳ 搅 碎 机 、ＷＰ８００ｗ 格 兰 仕 微 波 炉 、ＳＨＺ－ Ｃ 型循环水多用真空泵等。 １．２ 试验方法
微波萃取技术是提取天然植物中有效成分的一 项新兴技术。微波是一种频率在 ３００ ＭＨｚ 至 ３００ ＧＨｚ 之间的高频电磁波。利用微波萃取时， 微波能穿透 萃取介质并渗透深入到物质细胞内部， 使物料内部 的极性分子随外电磁场的变化而发生激烈的碰撞 和摩擦， 使物料内部的温度迅速升高， 从而引起细 胞破裂， 使细胞内的有效成分自由流出而被溶剂溶
提取率％＝（Ａ×Ｖ）／（Ａ 总×Ｖ 总） ×１００ ％ １．４ 微波提取番茄红素的单因素实验