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1、Extraction of Anthocyanin from Lycium ruthenicum Murr and Its Antioxidation Zhang Ling-yan, Wang Hong-quan Yunnan Agricultural University Institute of Tropical Crops (Puer 665000)黑枸杞花青素的提取及其抗氧化活性研究张玲艳，王宏权云南农业大学热带作物学院 （普洱 665000） 摘 要 以黑枸杞为原料, 研究黑枸杞花青素的提取工艺及其抗氧化能力。研究结果表明: 黑枸杞花青素提取最佳 工艺条件为超声波提取时间为26.1
2、min, 超声波功率为192.5 W, 乙醇体积分数为71.1%, 液料比值为18.9 (mL/g)。黑 枸杞花青素具有较强清除OH的能力, 高于对照组单宁酸, 而且对DPPH也有较强清除能力, 随着黑枸杞花青素 浓度的增加, 其清除能力逐渐增强, 明显高于对照组单宁酸。 关键词 黑枸杞; 花青素; 提取; 抗氧化Abstract Mainly discuss the extraction technology and antioxidation ability of anthocyanin from Lycium ruthenicum Murr. The optimum extraction
3、 conditions of anthocyanin from Lycium ruthenicum Murr were determined, such as ultrasonic extraction time for 26.1 min, extraction power for 192.5 W, ethanol concentration for 71.1%, and the solution and material ratio for 18.9 (mL/g). The anthocyanin from Lycium ruthenicum Murr had strong scavengi
4、ng ability to OH which was higher than tannins, and also had strong scavenging ability to DPPH, the scavenging ability strengthen gradually with the concentration of anthocyanin from Lycium ruthenicum Murr increasing, it was significantly higher than the scavenging ability of tannins. KeywordsLycium
5、 ruthenicum Murr; anthocyanin; extraction; antioxidation花青素，又称作花色素，为一类水溶性的类黄酮 化合物1。花青素具有抗氧化和抗自由基以及抗衰老 等功能，而且能抑制炎症和过敏的发生，增强人体血 管弹性，以及改善关节柔韧性2-3。黑枸杞中含有较为 丰富的花青素，黑枸杞为茄科枸杞属，为西北干旱的 地区多年生的灌木野生植物4。现代药理研究表明， 黑枸杞色素具有抗氧化、激活巨噬细胞、抗衰老等作 用5。试验利用响应面分析法对黑枸杞花青素的超声 波提取条件进行优化，并对其抗氧化活性进行研究，以 期为黑枸杞资源的深度开发利用提供一些理论基础。乙醇 黑
6、枸杞洗净烘干、粉碎过筛超声波提取 高速离心浓HCl调pH重复提取3次合并提取液 冷冻离心黑枸杞花青素提取液1.3.2黑枸杞花青素的测定 采用pH示差法测定黑枸杞花青素的含量6。 （1）缓冲溶液的配制：pH 1.0缓冲溶液：2.0 mL 0.5 mol/L的KCl溶液、4.0 mL0.5 mol/L HCl溶液、2.0 mL蒸馏水混合，避光放置备用。 pH 4.5缓冲溶液：称取20.00 g NaAc溶解于25.0 mL 冰乙酸溶液，蒸馏水定容，避光放置备用。 （2）确定黑枸杞花青素的最大吸收波长：采用 酸性乙醇溶液稀释一定量的黑枸杞花青素提取液至适 当的浓度，在400600 nm这段波长范围内
7、，进行紫外 可见分光光度分析，确定其最大吸收波长。 （3）黑枸杞花青素含量= T V F M 1 /（M2）。式中：T-pH 1.0缓冲液和pH 4.5缓冲液 的吸光度之差；V-为稀释的体积，L；F-为稀释的倍 数； M1-449.2，即矢车菊素-3-葡萄糖苷的相对分子 质量；-29600，即矢车菊素-3-葡萄糖苷的摩尔消光系数；M2-样品质量，g。1.3.3黑枸杞花青素超声波萃取条件的优化 通过单因素试验考察超声波提取时间、超声波功 率、乙醇体积分数和液料比值对黑枸杞花青素提取效1材料及方法1.1 原料与试剂 黑枸杞：市售；乙醇、KCl溶液、HCl溶液、醋酸 钠、冰乙酸溶液、邻二氮菲溶液、磷
8、酸钠缓冲溶液、 FeSO4溶液、H2O2溶液、单宁酸等：实验室提供。1.2 试验仪器与设备SB-1200YDTD 型超声波清洗器：广州新通仪器 有限公司；DS-1 电动组织捣碎机：上海富特仪器有 限公司；UV-6100 双光束型紫外分光光度计：广州柏 斯特仪器有限公司；GT10-1 高速离心机：广州柏斯 特仪器有限公司；GZX-9070 MBE 电热恒温鼓风干燥 箱：惠州荣晟仪器有限公司；等。 1.3 试验方法1.3.1黑枸杞花青素超声波辅助提取工艺流程食品工业 2014 年第35卷第 12 期88工艺技术果的影响，在选取各因素的最优试验范围，采用响应 面分析法对黑枸杞花青素超声波提取条件进行
9、优化。1.3.4DPPH清除率的测定7 取黑枸杞花青素溶液1.0 mL与5 mL 80 mol/L的 DPPH溶液加入同一试管中，摇匀，在黑暗中放置 20 min，测定其吸光度，按公式（1）计算清除率。2.1.3 乙醇体积分数对黑枸杞花青素提取效果的影响 设定超声波提取时间为25 min，超声波功率为200 W，液料比值为16（mL/g），分别在乙醇体积分数为 55%，60%，65%，70%，75%和80% 6个梯度下，按 照1.3.1和1.3.2的方法提取黑枸杞花青素并且测其提 取 率。由图3可以看出，乙醇体积分数为70%时，黑枸 杞花青素提取效果较好。清除率=（Ac- Ai） /Ac100
10、%（1） 式中：Ac-去离子水加DPPH溶液的吸光度；Ai- 黑枸杞花青素溶液加DPPH溶液的吸光度。1.3.5 羟自由基（OH）清除能力的测定8 羟自由基（OH）清除能力的测定：采用邻二 氮菲-Fe2+氧化法。2 结果与分析2.1 黑枸杞花青素超声波提取条件的优化2.1.1 超声波提取时间对黑枸杞花青素提取效果的 影响 设定超声波功率200 W，乙醇体积分数为70%， 液料比值为16（mL/g），分别在超声波提取时间为 15，20，25，30，35和40 min 6个梯度下，按照1.3.1 和1.3.2的方法提取黑枸杞花青素并且测其提取率。由 图1可以看出，超声波提取时间为25 min时，黑
11、枸杞花 青素提取效果较好。图3乙醇体积分数对提取效果影响 2.1.4 液料比值对黑枸杞花青素提取效果的影响 设定超声波提取时间为25 min，超声波功率为200 W，乙醇体积分数为70%，分别在液料比值为10， 13，16，19，22和25（mL/g）6个梯度下，按照1.3.1 和1.3.2的方法提取黑枸杞花青素并且测其提取率。由 图4可以看出，液料比值为19（mL/g）时，黑枸杞花 青素提取效果较好。图4液料比值对提取效果影响 2.1.5 黑枸杞花青素的优化实验 结合单因素试验结果，分别超声波提取时间为 20，25和30 min，选取超声波功率为150，200和250 W，乙醇体积分数为65
12、%，70%和75%，液料比值为 16，19和22（mL/g），利用响应面分析法优化黑枸杞 花青素提取最佳工艺参数。因素水平见表1，结果见 表2。 对黑枸杞花青素提取进行分析，超声波提取时间、 超声波功率、乙醇体积分数和液料比值都是显著因素。 关于黑枸杞花青素的提取率二次回归拟合方程： 提取率=0.37+0.021A-0.013B+8.966E-003C- 8.919E-003D-4.919E-003AB+ 1.000E-003AC- 0.039AD-4.000E -003 BC+0.045BD- 0.014CD-0.016A 2 -0.024B 2 -0.037C 2 -0.030D2（其中，
13、A为超声波提取时间，B为超声波 功率，C为乙醇体积分数，D为液料比值） 由表3可以看出，模型的p0.000 1，而失拟项的图1超声波提取时间对提取效果影响 2.1.2 超声波功率对黑枸杞花青素提取效果的影响 设定超声波提取时间25 min，乙醇体积分数为 70%，液料比值为16（mL/g），分别在超声波功率为 100，150，200，250，300和350 W 6个梯度下，按照 1.3.1和1.3.2的方法提取黑枸杞花青素并且测其提取 率。由图2可以看出，超声波功率为200 W时，黑枸杞 花青素提取效果较好。图2超声波功率提取效果影响食品工业 2014 年第35卷第 12 期89工艺技术p=0
14、.162 3，说明了黑枸杞花青素提取的模型与实际情 况拟合程度比较好，可以预测黑枸杞花青素提取的条 件。从而得到黑枸杞花青素提取最佳工艺条件为超声 波提取时间为26.1 min，超声波功率为192.5 W，乙醇 体积分数为71.1%，液料比值为18.9（mL/g）。表1试验因素水平及编码2.2 黑枸杞花青素抗氧化活性研究2.2.1黑枸杞花青素对DPPH的清除能力的测定 由图5可知，在试验浓度范围内，随着浓度的增 加，黑枸杞花青素清除DPPH的能力逐渐增强，呈 现较好的量效关系。而且，当黑枸杞花青素质量浓度 大于1.5 mg/mL时，黑枸杞花青素对DPPH的清除能 力明显高于对照组单宁酸。因此，
15、黑枸杞花青素具有 较好的清除DPPH的能力。编码水平因素-101 超声波提取时间 /min 超声波功率 /W 乙醇体积分数 /% 液料比值 /(mLg-1)20 150 65 1625 200 70 1930 250 75 22表2黑枸杞花青素提取试验设计及结果序号 超声波提取时 超声波功率 /乙醇体积 液料比值/ 分数 /% (mLg-1)提取率/ %间 /minW1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2020 20 25 30 20 30 25 25 25 25 16.59 20 25 25 25 25 33.41 25 30 30
16、150 150 200 150 250 150 200 200 200 200 200 250 115.91 200 284.09 200 200 200 250 25065 75 70 75 65 65 70 70 70 70 70 75 70 70 70 61.59 70 78.41 65 7516 16 24.05 22 22 22 19 19 19 13.59 19 22 19 19 19 19 19 19 16 160.24 0.292 0.27 0.21 0.32 0.21 0.37 0.37 0.37 0.3 0.291 0.3 0.325 0.37 0.28 0.25 0.36 0.28 0.25 0.29图5黑枸杞花青素对DPPH
