苋菜红色素超声波、微波的提取工艺研究
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１ １ ０ ・
科 技 论 坛
苋 菜红色素超 声波 、 微波 的提 取工艺研究
倪 明 刘春辉 张赛赛 陈 聪 （ 湖北师范大学 食用野生植物保 育与利用湖北省 重点 实验 室 生命科 学学院 ， 湖北 黄石 ４ ３ ５ ０ ０ ２ ）
摘 要： 本论文意在研究提 取苋菜色素的最佳工艺。采用超 声波微 波组合 合成仪提 取苋菜红 色素 ， 利 用分光光度 法测 定 出其最大吸 收波 长， 通过单 因素 实验和正交实验探 究料液 比、 提取 时间、 微 波功率 、 超 声波功率对苋菜红 色素的提取影响。 关键词 ： 苋菜； 超声波 一微波协同萃取 ； 天然红 色素 ； 正交实验 苋菜属于苋科 ， 是一年生草本植 物 ， 苋菜 的茎 叶通常为绿色 、 红 素的提取 的最佳工艺参数为 ： 微波提取功率 ６ ０ ０ Ｗ， 超声波提取功率 色， 可 以当做蔬 菜食用 ； 其种子也 可以用来酿酒和食用。 苋菜生长非 ９ ０ ０ Ｗ， 料液 比 １ ： １ ０ ０ ， 提取时间 ９ ０ ｓ 。按照正交试验得 到的最佳工艺 常迅 速 ， 生命力 比较 旺盛管理方便 ， 属 于高产大路蔬菜 ， 在我国大部 参数重新提 取苋菜 色素 ， 按照试 验步骤 操作 ， 重 复 ３次 ， 平 均值为 分地区均有栽培 。目前 ， 对天然苋菜红色素的提取仍 以传统的直接 Ｏ ． ５ １ ３ 。而通过正交试 验得到的最高提取 吸光值 为 Ｏ ． ５ １ ７ ， 比优水平 提取 法为 主 ， 基于传统方法 （ 主要是溶剂浸提法 ） 提取天然苋菜红色 下的苋菜红色素提取的吸光值稍微大一些 。 素的报道有很多 ， 这些方法普遍存 在着效率低 、 耗时 、 耗 能高 、 提取 表 ２正 交试验设计方案及分析 结果 率低 等缺 点。 本文采用微波超声波组合提取方法从红苋菜 中提取苋 试验 号 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 吸 光 值 （Ａ ） 菜色素 ， 以期探 索最佳提取工艺 。
试验设计方案及分析结果如表 ２ 所示 。 表 １正 交 试 验 因 素水 平表
水平 微 波提 取功 率， ｗ
Ａ
（ 自然科 学版 ） ， ２ ０ ０ ８ （ ３ ） ： ３ ３ — ３ ６ ． ［ ４ ］ 石鹤 ， 陈丹 丹 ， 胡雄 ． 红 曲色素的提取研 究【 Ｊ １ ． 湖 北师范 学院 学报 （ 自然科 学版 ） ， ２ ０ ０ ４ （ ４ ） ： ６ ９ — ７ ２ ．
基金项 目： 湖北省教 育厅科 学技术研究资助项 目（ Ｑ ２ ０ ０ ７ ２ ２ ０ ０ ５ ） ； 湖北师范学院人 才引进项 目（ ２ ０ ０ ７ Ｆ ０ １ ｏ
Ｄ
超 声 波提 取 功率， ｗ 料液 比， （ ｍ， ｖ ） 提 取时 间／ 。
Ｂ Ｃ
从表 ２的极差分析 与苋菜红色素提取液 的吸光值 的关 系可 以 看出 ，四因素对苋菜红色素提取的影 响程度依次 为提取 时间＞ 超声 波功率＞ 微波 功率＞ 料液 比， 正交优化条件 是 Ｄ 。 Ａ Ｂ Ｃ ： ， 即苋菜红色
２ 法
２ ． １苋菜红色素的提取流程 苋菜粉末一提取 剂提取一抽滤一定容一 稀释一分 光光度计测 量吸光值一 真空冷冻干燥一苋 菜红色素制品一计算苋 菜色素 的得
。
率。
２ ． ２苋菜 色素最大吸收波长的扫描 称取 １ ｇ 苋菜 ， 加入 ５ ０ ｍｌ 的水 ， 在超 声波功率 ２ ０ ０ Ｗ、 微波功率 ２ ０ ０ Ｗ、 时问 ６ ０ ｓ 进 行微波超 声波组合提 取 ， 然后抽滤 ， 将 抽滤好 的 ４ 结论 样液在荧光分管光度计进行扫描找到最大吸光值所在 的波长 。 通过 经过试验验证 得到苋菜红色素最佳提取工艺为 ： 微波提取功率 ０ ０ Ｗ， 超声波提取 功率 ８ ０ ０ Ｗ， 料液 比 １ ： １ ０ ０ ， 提取时间 ６ ０ ｓ 。 该提取 扫描得知最 大吸收波长为 ５ ３ ５ ｎ ｍ 。在以后的实验 中以 ５ ３ ５ ｎ ｍ作为 ５ 吸收波长。 工 艺具 有时间短 、 功耗低等优点 ， 为苋菜 红色素开发与研究提 供 了 试验参数依据。 ２ ． ３苋菜 红色素提取工艺得优化 在单 因素 实验的基础上 ， 采用正交实验设计 ， 选择 微波提取 功 参考文献 １ ］ 黄丽莎， 何 凤球 ， 王 小虹． 天 然 苋 菜 红 定 性 的研 究 【 Ｊ １ ． 广 东化 工 ， 率、 超声波提取功率 、 料 液 比和提取 时间 ４ 项 作为考察 因素 ， 进行 ４ 【 因素 ３水平试验 ， 研究苋菜红色素的提取 的较佳工艺参数。 ２ ０ ０ ４（ ８ ） ： １ ６ —１ ７ ． ３ 结 果 与分 析 ［ ２ ］ 张萃 明． 苋 菜天 然红 色素的提 取 与研 究［ Ｊ 】 ＿ 食 品 工业 科技 ， ２ ０ ０ １ ５ ） ： １ ３ — １ ５ ． 在单 因素 试验结果 的基础上 ，确定 正交 试验 因素水平表 １ ， 采 （ 用Ｌ ９ （ ３ ） 正交试验对苋菜红色素提取提取 工艺参数进行优化 ， 正交 【 ３ 】 王怀 宗． 苋菜红 色素的微 波萃取 及稳 定性研 究【 Ｊ 】 ．温 州大学 学报
１ 仪 器 与 材料
１ ． １实 验 材 料 苋菜 ， 采 自湖北 师范大学附近 ， 苋菜置于 ４ ０ ￣ Ｃ 烘至恒 重 ， 粉碎 ， 过８ ０目筛备用 。 ：， ． １ ． ２仪器设备
７ ２ ２ ｓ 分光光度计 （ 上海精密科学仪器有 限公 司） ； Ｖ 一 ５ ０ ０ ０可见 分光光度计 （ 上海元析仪器有 限公 司） ； 荧光分管光度计 （ Ｌ Ｓ ５ ５ ， 英 国 帕金埃尔默 ） ； Ｘ Ｈ 一 ３ ３ ０ Ａ祥鹄电脑微波超声波组合合成萃取仪 （ 北 京祥鹄科 技发展有 限公 司） 。
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科 技 论 坛
苋 菜红色素超 声波 、 微波 的提 取工艺研究
倪 明 刘春辉 张赛赛 陈 聪 （ 湖北师范大学 食用野生植物保 育与利用湖北省 重点 实验 室 生命科 学学院 ， 湖北 黄石 ４ ３ ５ ０ ０ ２ ）
摘 要： 本论文意在研究提 取苋菜色素的最佳工艺。采用超 声波微 波组合 合成仪提 取苋菜红 色素 ， 利 用分光光度 法测 定 出其最大吸 收波 长， 通过单 因素 实验和正交实验探 究料液 比、 提取 时间、 微 波功率 、 超 声波功率对苋菜红 色素的提取影响。 关键词 ： 苋菜； 超声波 一微波协同萃取 ； 天然红 色素 ； 正交实验 苋菜属于苋科 ， 是一年生草本植 物 ， 苋菜 的茎 叶通常为绿色 、 红 素的提取 的最佳工艺参数为 ： 微波提取功率 ６ ０ ０ Ｗ， 超声波提取功率 色， 可 以当做蔬 菜食用 ； 其种子也 可以用来酿酒和食用。 苋菜生长非 ９ ０ ０ Ｗ， 料液 比 １ ： １ ０ ０ ， 提取时间 ９ ０ ｓ 。按照正交试验得 到的最佳工艺 常迅 速 ， 生命力 比较 旺盛管理方便 ， 属 于高产大路蔬菜 ， 在我国大部 参数重新提 取苋菜 色素 ， 按照试 验步骤 操作 ， 重 复 ３次 ， 平 均值为 分地区均有栽培 。目前 ， 对天然苋菜红色素的提取仍 以传统的直接 Ｏ ． ５ １ ３ 。而通过正交试 验得到的最高提取 吸光值 为 Ｏ ． ５ １ ７ ， 比优水平 提取 法为 主 ， 基于传统方法 （ 主要是溶剂浸提法 ） 提取天然苋菜红色 下的苋菜红色素提取的吸光值稍微大一些 。 素的报道有很多 ， 这些方法普遍存 在着效率低 、 耗时 、 耗 能高 、 提取 表 ２正 交试验设计方案及分析 结果 率低 等缺 点。 本文采用微波超声波组合提取方法从红苋菜 中提取苋 试验 号 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 吸 光 值 （Ａ ） 菜色素 ， 以期探 索最佳提取工艺 。
试验设计方案及分析结果如表 ２ 所示 。 表 １正 交 试 验 因 素水 平表
水平 微 波提 取功 率， ｗ
Ａ
（ 自然科 学版 ） ， ２ ０ ０ ８ （ ３ ） ： ３ ３ — ３ ６ ． ［ ４ ］ 石鹤 ， 陈丹 丹 ， 胡雄 ． 红 曲色素的提取研 究【 Ｊ １ ． 湖 北师范 学院 学报 （ 自然科 学版 ） ， ２ ０ ０ ４ （ ４ ） ： ６ ９ — ７ ２ ．
基金项 目： 湖北省教 育厅科 学技术研究资助项 目（ Ｑ ２ ０ ０ ７ ２ ２ ０ ０ ５ ） ； 湖北师范学院人 才引进项 目（ ２ ０ ０ ７ Ｆ ０ １ ｏ
Ｄ
超 声 波提 取 功率， ｗ 料液 比， （ ｍ， ｖ ） 提 取时 间／ 。
Ｂ Ｃ
从表 ２的极差分析 与苋菜红色素提取液 的吸光值 的关 系可 以 看出 ，四因素对苋菜红色素提取的影 响程度依次 为提取 时间＞ 超声 波功率＞ 微波 功率＞ 料液 比， 正交优化条件 是 Ｄ 。 Ａ Ｂ Ｃ ： ， 即苋菜红色
２ 法
２ ． １苋菜红色素的提取流程 苋菜粉末一提取 剂提取一抽滤一定容一 稀释一分 光光度计测 量吸光值一 真空冷冻干燥一苋 菜红色素制品一计算苋 菜色素 的得
。
率。
２ ． ２苋菜 色素最大吸收波长的扫描 称取 １ ｇ 苋菜 ， 加入 ５ ０ ｍｌ 的水 ， 在超 声波功率 ２ ０ ０ Ｗ、 微波功率 ２ ０ ０ Ｗ、 时问 ６ ０ ｓ 进 行微波超 声波组合提 取 ， 然后抽滤 ， 将 抽滤好 的 ４ 结论 样液在荧光分管光度计进行扫描找到最大吸光值所在 的波长 。 通过 经过试验验证 得到苋菜红色素最佳提取工艺为 ： 微波提取功率 ０ ０ Ｗ， 超声波提取 功率 ８ ０ ０ Ｗ， 料液 比 １ ： １ ０ ０ ， 提取时间 ６ ０ ｓ 。 该提取 扫描得知最 大吸收波长为 ５ ３ ５ ｎ ｍ 。在以后的实验 中以 ５ ３ ５ ｎ ｍ作为 ５ 吸收波长。 工 艺具 有时间短 、 功耗低等优点 ， 为苋菜 红色素开发与研究提 供 了 试验参数依据。 ２ ． ３苋菜 红色素提取工艺得优化 在单 因素 实验的基础上 ， 采用正交实验设计 ， 选择 微波提取 功 参考文献 １ ］ 黄丽莎， 何 凤球 ， 王 小虹． 天 然 苋 菜 红 定 性 的研 究 【 Ｊ １ ． 广 东化 工 ， 率、 超声波提取功率 、 料 液 比和提取 时间 ４ 项 作为考察 因素 ， 进行 ４ 【 因素 ３水平试验 ， 研究苋菜红色素的提取 的较佳工艺参数。 ２ ０ ０ ４（ ８ ） ： １ ６ —１ ７ ． ３ 结 果 与分 析 ［ ２ ］ 张萃 明． 苋 菜天 然红 色素的提 取 与研 究［ Ｊ 】 ＿ 食 品 工业 科技 ， ２ ０ ０ １ ５ ） ： １ ３ — １ ５ ． 在单 因素 试验结果 的基础上 ，确定 正交 试验 因素水平表 １ ， 采 （ 用Ｌ ９ （ ３ ） 正交试验对苋菜红色素提取提取 工艺参数进行优化 ， 正交 【 ３ 】 王怀 宗． 苋菜红 色素的微 波萃取 及稳 定性研 究【 Ｊ 】 ．温 州大学 学报
１ 仪 器 与 材料
１ ． １实 验 材 料 苋菜 ， 采 自湖北 师范大学附近 ， 苋菜置于 ４ ０ ￣ Ｃ 烘至恒 重 ， 粉碎 ， 过８ ０目筛备用 。 ：， ． １ ． ２仪器设备
７ ２ ２ ｓ 分光光度计 （ 上海精密科学仪器有 限公 司） ； Ｖ 一 ５ ０ ０ ０可见 分光光度计 （ 上海元析仪器有 限公 司） ； 荧光分管光度计 （ Ｌ Ｓ ５ ５ ， 英 国 帕金埃尔默 ） ； Ｘ Ｈ 一 ３ ３ ０ Ａ祥鹄电脑微波超声波组合合成萃取仪 （ 北 京祥鹄科 技发展有 限公 司） 。