木棉花花青素超声波辅助提取工艺的响应面法优化_曦梦妍蓝莓花青素官网
摘要：对提取工艺主要参数进行三因素五水平试验设计，采用响应面试验优化超声波辅助提取木棉花花青素的提取条件。结果表明，超声波辅助提取的最佳工艺条件为提取时间５０ ｍｉｎ，料液比１∶４０（ｍ／Ｖ，ｇ：ｍＬ），超声波功率２１０ Ｗ。
关键词：响应面法；木棉花；花青素；超声波辅助提取
中图分类号：Ｑ９４９．７５７．４；ＴＳ２６４．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０12）16－3575-04
Optimization of Extraction Conditions of Anthocyanins from Bombax malabaricum by Response Surface Methodology
ＣＨＥＮ Ｑｉｏｎｇ，ＹＥ Ｓｉ－ｘｉａ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｄｒｕｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０５２０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎｓ ｗｅｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｆｒｏｍ Ｂｏｍｂａｘ ｍａｌａｂａｒｉｃｕｍ ＤＣ． ｂｙ ｕｌｔｒａｗａｖｅ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｍｅｔｈｏｄ． Ｔｈｒｅｅ－ｆａｃｔｏｒ ｆｉｖｅ－ｌｅｖｅｌ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ， ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｉｍｅ， ５０ ｍｉｎ； ｓｏｌｉｄ ｔｏ ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ １∶４０（ｍ/Ｖ，ｇ∶ｍＬ）； ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｐｏｗｅｒ， ２１０ Ｗ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇy； Ｂｏｍｂａｘ ｍａｌａｂａｒｉｃｕｍ ＤＣ．； ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎｓ； ｕｌｔｒａｗａｖｅ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
木棉花为木棉科植物木棉［Ｂｏｍｂａｘ ｍａｌａｂａｒｉｃｕｍ ＤＣ．］的干燥花朵，分布于海南省、台湾省、广西壮族自治区、云南省和四川省南部，在广东省及福建省广为栽培。广东地区群众惯用晒干的木棉花煮粥或者煲汤，其具有解毒、清热、驱寒、去湿、解暑等功效，临床上可用于治疗泄泻、痢疾、血崩、疮毒、中暑等［１，２］。因此，木棉花既是食品又是药品，是极具开发潜力的岭南植物资源，深入开发、充分利用这一特色种质资源对植物资源开发领域有重要的研究意义。
超声波辅助提取技术是利用超声波热学原理、超声波的机械作用和空化作用强化了提取过程的传质速率和效率，与传统的提取法相比，大大缩短了提取时间，提高了提取效率，且提取液中杂质更少，已广泛应用于天然产物的提取中［３］。目前，对木棉花的研究主要集中在木棉花提取物的抗炎、抗菌功效研究［４，５］；在木棉花提取工艺研究方面，叶斯琴等［６］、王辉［７］以木棉花红色素的应用为目标，进行了溶剂提取工艺研究。木棉花中红色素的主要成分是花青素，而花青素在抗炎、调节血脂、改善胰岛素抵抗、抗肿瘤等一系列促进人体健康和预防疾病方面具有生物活性，是一种潜在的医药资源［８］。鉴于此，采用响应面试验优化超声波辅助提取木棉花花青素的工艺条件，旨在为木棉花的深入研究及产业化开发打下基础。
１ 材料与方法
１.１ 材料
１．１．１ 原料 木棉花为２０１１年４月采自广东省中药研究所药用植物标本室。
１．１．２ 试剂 ｐＨ １．０缓冲溶液的制备：准确称取１．４９ ｇ ＫＣｌ，用去离子水定容至１００ ｍＬ，将ＫＣｌ溶液与０．２ ｍｏｌ／Ｌ HCl以２６∶６７的体积比混合，用ＫＣｌ溶液调至ｐＨ １．０。ｐＨ ４．５缓冲溶液的制备：准确称取２．７２ g ＮａＡｃ·３Ｈ２Ｏ，用去离子水定容至１００ ｍＬ，调至ｐＨ ４．５。试剂为国产分析纯。
１．1．３ 仪器与设备 ＫＱ－５００ＧＴＤＶ高频恒温数控超声清洗器购自昆山市超声仪器有限公司，冷冻干燥机购自德国Ｃｈｒｉｓｔ公司，旋转蒸发仪购自瑞士步琦有限公司，ＵＶ１２００型紫外分光光度计购自日本日立公司。
１．２ 方法
１．２．１ 木棉花的处理方法 采摘木棉花后，将其洗净除杂阴干，采用冷冻干燥处理，粉碎过４０目筛，于－２０ ℃保存备用。
１．２．２ 木棉花花青素最大吸收波长的确定 取５ ｇ木棉花干粉，按１∶３０（ｍ／Ｖ，ｇ：ｍＬ）加入含体积分数为１％ HCl的乙醇溶液提取１２ ｈ，间隙式搅拌，过滤滤液后，滤渣再按上述步骤提取一次，合并滤液，旋转蒸发去掉溶剂得到木棉花粗提物，用少量去离子水溶解后，依次用石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯萃取，分别得三氯甲烷层、乙酸乙酯层、水层提取物，其中水层提取物为花青素粗提物。一般花青素及其衍生物的特征吸收波长为５２０～５４０ ｎｍ，将木棉花花青素提取物用适量去离子水稀释后，调整至ｐＨ １．０，在５００～６００ ｎｍ波长范围内进行可见光扫描，确定木棉花花青素的最大吸收波长。
１．２．３ 木棉花提取的响应面试验设计 选择提取温度为３０ ℃，选用对花青素提取率影响较大的料液比、超声波功率、提取时间共３个因素，以花青素提取率为指标，采用响应面试验设计来优化提取工艺，各因素与编码水平见表１。
１．２．４ 木棉花色素的提取及提取率的测定方法 取３ ｇ木棉花干粉，按一定料液比加入含体积分数为１％ HCl的乙醇溶液提取１ ｈ后，置于超声波发生装置中进行超声波辅助提取，以６０ ｒ／ｍｉｎ摇床振荡１０ ｍｉｎ后，过滤除滤渣，取上清液测定花青素提取率。
木棉花花青素提取率的测定采用ｐＨ示差法［９，１０］：取５ ｍＬ供试液，分别用ｐＨ １．０和ｐＨ ４．５的缓冲溶液定容至１０ ｍＬ，平衡３０ ｍｉｎ后在最大吸收波长下测吸光度，计算花青素提取率，重复试验３次。花青素提取率＝Ａ／（ε×Ｌ）×ＭＷ×ＤＦ×Ｖ／Ｗｔ×１００％。