黑果枸杞色素最佳提取工艺研究

黑果枸杞色素最佳提取工艺研究

目的研究黑果枸杞色素的最佳提取工艺条件。方法通过单因素和多因素正交试验，对影响提取物中色素含量的各因素进行了研究。结果影响黑果枸杞色素提取率的因素大小依次为：固液比>溶剂比>浸提温度>浸提时间。黑果枸杞色素的最佳提取工艺条件为5%盐酸和85%乙醇混合溶剂做浸提剂，溶剂比1∶1，提取温度70 ℃，提取时间4 h，固液比1∶20。结论优选的工艺稳定可行。

标签：黑果枸杞；色素；提取；正交试验

黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murr）为茄科（Solanaceae）枸杞属（Lycium L.）植物，药用部位为干燥的果实。黑果枸杞分布于我国西北地区，具有补肾益精、养肝明目、补血安神、生津止渴、润肺止咳等功效[1]。黑果枸杞含有人体必须的脂肪酸和8种人体必须的氨基酸，还有一定量的维生素C[2]。其成熟浆果富含紫红色素，是一种珍稀的天然花色苷类色素资源，该色素含量达387.9 mg/100 g[3]，对环境无污染，有望成为化妆品、制药、饮料和食品的着色剂，具有很高的开发利用价值和前景[4]。

现代药物学研究认为，枸杞色素是枸杞中的重要生物活性成分之一，主要包括类胡萝卜素和少量叶黄素及其他有色物质[5]。有关黑果枸杞各因素最佳提取工艺的研究报道较少，本研究通过单因素试验优选了最佳提取溶剂，同时研究了黑果枸杞色素提取过程中温度、时间、溶剂配比、料液配比等多种因子对提取率的影响，旨在选择各个影响因素的最佳提取条件，确定最佳的提取工艺参数，为黑果枸杞色素的开发利用提供理论和技术支撑。

1 仪器与试药

752型紫外可见分光光度计（上海色谱仪器有限公司），粉碎机，电子分析天平，恒温水浴锅，50 mL量筒，25 mL具塞试管，60 mm口径漏斗等。

黑果枸杞（购于兰州复兴厚中药材有限公司，经甘肃农业大学中草药系陈垣教授鉴定为黑果枸杞Lycium ruthenicum Murr）的干燥成熟果皮，粉碎成40目后备用。无水乙醇、正丁醇、浓盐酸、氢氧化钠、乙酸乙酯、丙酮（均为分析纯）。

2 方法

2.1 色素含量测定

黑果枸杞色素的乙醇提取溶液在紫外-可见最大吸收波长545 nm[6]处测定吸光度3次，取平均值，根据比尔定律A=εlC （A为吸光度，ε为吸收系数，C 为样品浓度，l为光程即比色皿厚度）可知吸光度与色素浓度成正比，所以，可用吸光度直接表示色素浓度或含量大小。

2.2 色素提取单因素试验

2.2.1 提取溶剂的选择准确称取0.5 g黑果枸杞干粉9份于25 mL具塞试管中，以不同溶剂做提取剂进行试验，选取最佳的提取溶剂。各以1∶20的料液比加入蒸馏水、无水乙醇、5%盐酸、盐酸+乙醇混合液、正丁醇、氢氧化钠、乙酸乙酯、丙酮溶液在50 ℃恒温水浴锅内浸提2 h，过滤留上清液定容在最大吸收波长545 nm处测其吸光度值。

2.2.2 浸提时间的选择准确称取0.5 g黑果枸杞干粉5份分别装于25 mL具塞试管中，然后各加入10 mL 5%盐酸和85%乙醇混合液（1∶1混合），置恒温水浴锅中，在60 ℃下浸提1、2、3、4、5 h，冷却至室温后过滤，定容至50 mL，用752分光光度计在最大吸收波长545 nm处测其吸光度值。

2.2.3 浸提温度的选择准确称取0.5 g黑果枸杞干粉5份分别装于25 mL具塞试管中，然后各加入10 mL的5%盐酸和85%乙醇混合液（1∶1混合），置恒温水浴锅中，分别在40、50、60、70、80 ℃下浸提4 h冷却至室温后过滤，定容至50 mL，用752分光光度计在最大吸收波长下测其浸提液的吸光度值。

2.2.4 固液配比的选择准确称取0.5 g黑果枸杞干粉5份分别装于25 mL具塞试管中，然后分别与5%盐酸和85%乙醇的混合液（1∶1混合）按1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50混合，在70 ℃的恒温水浴锅中浸提4 h冷却至室温后过滤，定容至50 mL，用752分光光度计在最大吸收波长下测其吸光度值。

2.2.5 溶剂配比的选择准确称取0.5 g黑果枸杞干粉5份分别装于25 mL具塞试管中，然后分别按1∶1、1∶2、1∶4、1∶8、1∶10的溶剂配比加入5%盐酸和85%乙醇的混合液10 mL，在70 ℃的恒温水浴锅中浸提4 h冷却至室温后过滤，定容至50 mL，用752分光光度计在最大吸收波长下测其吸光度值。

2.3 色素提取多因素综合正交试验

以单因素试验所得的提取温度、提取时间、固液配比、溶剂配比4个因素，每因素4个水平进行正交试验设计[7]，见表1。将所得的滤液定容到50 mL，在最大吸收波长545 nm处测其浸提液的吸光度，以确定最佳提取条件。

3 结果与分析

3.1 单因素试验结果

3.1.1 不同浸提溶剂对黑果枸杞色素吸光度的影响由试验结果可知，在非极性的有机溶剂中，浸提液中色素含量极少，乙酸乙酯浸提液中色素含量最低，因此，不适宜用非极性有机溶剂做浸提剂。而在乙醇等极性溶剂中，浸提液中色素含量逐渐增加，5%盐酸和85%乙醇的混合溶剂浸提液中色素含量最多，花色苷类色素在酸性条件下比较稳定，所以选取5%盐酸和85%乙醇的混合溶剂做浸提剂。

3.1.2 不同浸提时间对黑果枸杞色素吸光度的影响由试验结果可知，浸提时间在1～4 h内，浸出液中色素含量随浸提时间延长而增加，当浸提时间超过4 h 以上，浸出物的色素含量不会随着时间的增加而大幅增长，而是呈逐渐下降趋势。因此，最佳浸提时间为4 h。3.1.3 不同浸提温度对黑果枸杞色素吸光度的影响由试验结果可知，在浸提温度为40～70 ℃内，浸提色素含量成逐渐上升趋势，其中在70 ℃时效果最好。温度高于70 ℃时急剧下降，由于乙醇的沸点为78.3 ℃，温度过高乙醇会逐渐蒸发，所以80 ℃为上限，最佳浸提温度为70 ℃。

3.1.4 不同固液配比对黑果枸杞色素吸光度的影响由试验得知，色素浸出液的吸光度在固液配比为1∶20时最大，而从1∶20到1∶50之间急剧下降并逐渐趋于平衡状态，说明浸提剂过多并不利于色素的提取，因此选择固液配比1∶20为宜。

3.1.5 不同溶剂配比对黑果枸杞色素吸光度的影响由试验可知，随着5%盐酸-85%乙醇溶剂配比的增加，浸出液中色素含量逐渐降低，当容积配比超过1∶10时，逐渐趋于平衡状态。随着5%盐酸-85%乙醇溶剂配比的增加，浸提溶剂的酸性越来越小，浸提液中色素含量与浸提溶剂的酸性程度有关，花色苷类色素在酸性条件下比较稳定，因此选取5%盐酸-85%乙醇为1∶1的溶剂配比为宜。

3.2 多因子对提取效果的综合影响

选取提取温度、提取时间、固液配比、溶剂配比4个因素，每个因素4个水平进行正交试验，采用L16（45）正交表，共组成16个处理组合，各处理重复3次，取其平均值进行数据计算。按正交法设计的各试验号将提取液中色素的试验数据见表2，方差分析见表3。

从表3可以看出，各因素对色素提取率的影响由大到小依次为固液配比>溶剂配比>提取时间>提取温度，其中固液配比和溶剂配比是影响色素提取率的显著因子，而提取温度、提取时间是非显著因子。

4 讨论

浸提时间、浸提温度、固液配比、溶剂配比等因素对黑果枸杞的色素提取均有影响，各因素对黑果枸杞色素提取效果的影响程度依次为固液配比>溶剂配比>浸提时间>浸提温度。

从黑果枸杞果实中提取色素的最佳工艺条件为：以5%盐酸和85%乙醇的混合溶剂做浸提剂，溶剂配比1∶1，提取温度70 ℃，提取时间4 h，固液比1∶20为提取黑果枸杞色素的最适宜条件。

黑果枸杞的果汁颜色鲜艳、稳定性好、着色力强、资源丰富[8]，加工工艺简单，适于入药，又可食用，是国内急需的理想食用天然花色苷，可取代人工合成的偶氮色素，广泛应用于药品、食品以及化妆品中。因此，开发利用黑果枸杞