黑枸杞花青素的提取及其抗氧化活性研究.docx

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黑枸杞花青素的提取及其抗氧化活性研究

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26.1min,超声波功率为192.5W,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

ExtractionofAnthocyaninfromLyciumruthenicumMurrandItsAntioxidation

ZhangLing-yan,WangHong-quan

YunnanAgriculturalUniversityInstituteofTropicalCrops（Puer665000

AbstractMainlydiscusstheextractiontechnologyandantioxidationabilityofanthocyaninfromLyciumruthenicumMurr.TheoptimumextractionconditionsofanthocyaninfromLyciumruthenicumMurrweredetermined,suchasultrasonicextractiontimefor26.1min,extractionpowerfor192.5W,ethanolconcentrationfor71.1%,andthesolutionandmaterialratiofor18.9（mL/g.TheanthocyaninfromLyciumruthenicumMurrhadstrongscavengingabilitytoOH・whichwashigherthantannins,andalsohadstrongscavengingabilitytoDPPH・,thescavengingabilitystrengthengraduallywiththeconcentrationofanthocyaninfromLyciumruthenicumMurrincreasing,itwassignificantlyhigherthanthescavengingabilityoftannins.

KeywordsLyciumruthenicumMurr;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。

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-9070MBE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

乙醇

↓

黑枸杞洗净→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:

pH1.0缓冲溶液:

2.0mL0.5mol/L的KCl溶液、4.0mL0.5mol/LHCl溶液、2.0mL蒸馏水混合,避光放置备用。

pH4.5缓冲溶液:

称取20.00gNaAc溶解于25.0mL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400~600nm这段波长范围内,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=ΔT×V×F×M1/（ε×M2。

式中:

ΔT-pH1.0缓冲液和pH4.5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;ε-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

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优化。

1.3.4DPPH・清除率的测定[7]

取黑枸杞花青素溶液1.0mL与5mL80μmol/L的DPPH・溶液加入同一试管中,摇匀,在黑暗中放置20min,测定其吸光度,按公式（1计算清除率。

清除率=（Ac-Ai/Ac×100%（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200W,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40min6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25min时,黑枸杞花

青素提取效果较好。

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25min,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350W6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200W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

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25min,超声波功率为200W,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。

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25min,超声波功率为200W,乙醇体积分数为70%,分别在液料比值为10,13,16,19,22和25（mL/g6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30min,选取超声波功率为150,200和250W,乙醇体积分数为65%,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+0.021×A-0.013×B+8.966E-003×C-8.919E-003×D-4.919E-003×A×B+1.000E-003×A×C-0.039×A×D-4.000E-003×B×C+0.045×B×D-0.014×C×D-0.016×A2-0.024×B2-0.037×C2-0.030×D2（其中,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p

<0.0001,而失拟项的

p=0.1623,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26.1min,超声波功率为192.5W,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

因素

编码水平

-101

超声波提取时间/min202530超声波功率/W150200250乙醇体积分数/%657075液料比值/（mL・g-1161922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

间/min超声波功率/

W

乙醇体积

分数/%

液料比值/

（mL・g-1

提取率/

%

12015065160.2422015075160.2923252007024.050.2743015075220.2152025065220.3263015065220.2172520070190.3782520070190.3792520070190.3710252007013.590.31116.5920070190.291122025075220.31325115.9170190.325142520070190.371525284.0970190.28162520061.59190.251733.4120070190.36182520078.41190.28193025065160.25203025075160.29212520070190.369表3回归方程各项的方差分析

方差来源自由

度平方和均方F值Prob>F显著性Model140.0563.980E-00312024.20<0.0001极显著

A-超声波

提取时间12.381E-0032.381E-0037192.48<0.0001极显著

B-超声

波功率11.012E-0031.012E-0033059.18<0.0001极显著

C-乙醇

体积分数11.098E-0031.098E-0033317.45<0.0001极显著

D-液料

比值14.500E-0044.500E-0041359.64<0.0001极显著

AB18.018E-0058.018E-005242.26<0.0001极显著AC18.000E-0068.