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紫甘薯色素提取工艺研究紫甘薯色素是一种天然食品色素，具有广泛的应用前景。
因此，对紫甘薯色素的提取工艺进行研究具有重要的意义。
本文将探讨紫甘薯色素提取工艺的研究进展及相关问题。
紫甘薯色素主要存在于紫甘薯的皮层和外皮下组织中，其主要成分为花青素。
花青素是一类具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等生物活性的天然色素，对人体健康具有积极的影响。
因此，开发高效的紫甘薯色素提取工艺具有重要的实际意义。
紫甘薯色素的提取主要采用溶剂法、超声波法、酶解法等多种方法。
其中，溶剂法是最常用的提取方法之一。
其原理是利用溶剂与紫甘薯色素之间的相容性，将色素从紫甘薯中分离出来。
常用的溶剂包括乙醇、甲醇、醋酸乙酯等。
溶剂法提取紫甘薯色素的优点是简单易行，但存在溶剂残留、操作复杂、提取效果不稳定等问题。
超声波法是一种利用超声波的机械效应来促进色素提取的方法。
超声波振动能够破坏植物细胞壁结构，使色素释放到溶液中。
超声波法提取紫甘薯色素的优点是操作简便、提取效率高，但超声波功率和时间的选择对提取效果有一定影响，需要进行优化。
酶解法是利用酶的作用来降解紫甘薯中的非色素物质，使色素更易于提取。
酶解法提取紫甘薯色素的优点是提取效果稳定，但酶解时间和酶的种类和浓度的选择对提取效果有一定影响，需要进行进一步研究。
紫甘薯色素提取工艺的研究还存在一些问题。
首先，紫甘薯色素的稳定性较差，容易受到光、热、氧等因素的影响，导致色素的降解和失活。
因此，在提取过程中需要采取适当的保护措施，延长色素的保鲜期。
紫甘薯色素的提取效率还有待提高。
目前的提取工艺虽然已经取得了一定的进展，但仍存在一定的局限性。
因此，需要进一步研究提高色素提取效率的方法，如优化溶剂的选择、超声波参数的优化、酶解条件的优化等。
紫甘薯色素的应用领域也需要进一步拓展。
目前，紫甘薯色素主要用于食品工业中作为天然色素的替代品，但其在医药、化妆品等领域的应用还相对较少。
因此，需要进一步研究紫甘薯色素的功能和应用，拓宽其应用领域。
紫甘薯花青素的提取纯化研究进展＊乔景宇（徐州市第一中学 江苏 221000）摘要：紫甘薯花青素，属于黄酮类物质，是一种水溶性天然色素，较合成色素而言安全性更高，可食用，具有抗突变、抗氧化、抑制肿瘤细胞发生、缓解肝功能障碍等药用价值，是一种理想的天然抗氧化剂资源。
本文对国内外紫甘薯花青素的提取、纯化工艺进行综述，并对其进一步研究开发进行展望。
关键词：紫甘薯花青素；提取纯化；遗传改良；花青素生物合成；分子水平调控中图分类号：T 文献标识码：AResearch Progress on Extraction and Purification of Purple Sweet Potato AnthocyaninQiao Jingyu（No.1 Middle School of Xuzhou City, Jiangsu, 221000）Abstract ：Purple sweet potato anthocyanin belongs to flavonoids and is a kind of water-soluble natural pigment. Compared with syntheticpigment, it is safer and edible. It has the medicinal values of anti - mutation, anti - oxidation, inhibiting the occurrence of tumor cells, relieving liver dysfunction and so on. It is an ideal natural antioxidant resource. In this paper, the extraction and purification technology of purple sweet potato anthocyanin at home and abroad are reviewed, and the further research and development of purple sweet potato anthocyanins are prospected.Key words ：purple sweet potato anthocyanin ；extraction and purification ；genetic improvement ；anthocyanin biosynthesis ；molecular level regulation1.引言紫甘薯又称紫薯（旋花科番薯属），薯肉呈紫至深紫色， 除具有普通甘薯的营养成分外，富含花青素。
紫薯花青素提取工艺研究紫薯花(DioscoreaoppositaThunb.)是一种高度重要的多年生药用植物，具有极高的营养价值和生物活性，引起了世界各国的关注。
其中，青素是紫薯花的一种重要的成分，是一种功能性生物活性物质，被认为是抗氧化剂和抗癌物质，在促进人体健康方面具有重要作用。
紫薯花青素提取工艺是催化剂、溶剂、反应条件和分离纯化等综合运用的工艺体系，其中有许多技术瓶颈要解决。
紫薯花青素的提取方法主要可以分为物理法和化学法。
物理法主要包括热萃取、冷抽提、超声波萃取和超临界流体抽提等。
化学法主要包括溶剂萃取、水抽提、微萃取、离子交换法和改性纤维素吸附法等。
从物理方面看，紫薯花青素提取通常采用超声破碎，再经热反应抽提，用于脱除木质素和脱水。
热反应抽提方法用于对有机物、木质素和水分的混合物进行分离，可显著提高提取率，而且运行稳定可靠。
超临界流体萃取法具有操作简便、抽提效率高等优点，已成为获取高品质紫薯花青素的新技术，为有效利用紫薯花提供了新的思路。
从化学角度看，溶剂萃取法主要用于抽提混合物中的有机挥发物和非挥发物，具有操作简便、抽提效率高、环境无污染等优点，是当前紫薯花青素提取中最为普遍应用的方法。
水抽提法可以利用水抽提剂，有效分离紫薯花中的有机物、木质素和水分，是当前被广泛使用的有机物萃取方法。
而微萃取也是普遍采用的抽提方法，具有操作简便、成本低、效率高等优点，可用于紫薯花植物中有机化合物的有效提取。
当前，紫薯花青素提取工艺还处于发展初期，还有许多技术方面的瓶颈待解决，比如溶剂抽提工艺中的抽提时间短、成本高，微萃取工艺中的抽提效率低、产量少等等。
因此，加强紫薯花青素的提取工艺研究，改进提取方法，搜索具有高效抽提效果的优质提取剂，也是当前亟待解决的重要问题。
综述以上，紫薯花的提取工艺多种多样，具有物理法和化学法两种不同的抽提方式。
当前，紫薯花青素提取主要采用溶剂萃取法和微萃取法，但存在抽提时间短、抽提效率低等难题，有待于进一步改进。
《食品工业》2011年第8期54遵义医学院珠海校区（珠海 519041）紫番薯原花青素的热回流法提取技术研究王文君，向灿辉，陈阳，胡永泽，孙志勇，冯丽娟，王敏摘 要 以脱脂紫番薯粉为原料，研究其原花青素的热回流提取工艺条件。
运用单因素试验和正交试验，探讨溶剂浓度、提取次数、提取温度、料液比、pH 值和提取时间等因素对紫番薯原花青素提取率的影响，并以吸光度作为提取率的评价指标，分析最佳提取条件。
结果表明：热回流法的最佳工艺条件为：料液比1︰25，pH6，提取温度70 ℃，乙醇浓度50%，提取时间60 min ，提取次数为2次，原花青素的提取率为5.258 mg/g 。
关键词 紫番薯；原花青素；热回流提取法；正交试验Research on Hot Re fl ux Extraction Method of Purple SweetPotatoes’ ProanthocyanidinsWang Wen-jun, Xiang Can-hui, Chen Yang, Hu Yong-ze, Sun Zhi-yong, Feng Li-juan, Wang MinZunyi Medical College Zhuhai Campus (zhuhai 519041)Abstract Hot reflux extraction method of the proanthocyanidins from the purple sweet potatos was investigated by examining the effects of extraction times, solvent concentration, temperature, time, solid-liquid ratio and pH on the proanthocyanidins yield using single factor method coupled with orthogonal ayyay design. Results showed the best extraction conditions is as follows, solid-liquid ratio of 1︰25, pH6, temperature is 70 ℃, ethanol concentration of 50%, extraction time is 60 min,extraction times as 2. Under such conditions,the yield of proanthocyanidins was 5.258mg/g .Keywords purple sweet potato ; proanthocyanidins ; hot re fl ux extraction ; orthogonal array design 基金项目：遵义医学院基金项目(2008F-356）原花青素(Proanthocyanidins ，简称PC )是一种天然色素，是植物中广泛存在的一类属于双黄酮衍生物的天然多酚化合物。
研究表明，原花青素具有抗腹泻、抗溃疡、抗抑郁、抗癌、抑菌、防辐射、降血压及促进毛发生长等多种疗效，其毒理试验研究也表明，原花青素无致畸变、突变作用，大鼠、小鼠口服原花青素的LD 50均在4 000 mg/kg 以上，属安全无毒级[1-4]。
PC 拥有强有力的抗氧化能力，其在人体内氧化后清除自由基的能力是VC 的20倍，VE 的50倍。
PC 以其优越多功能性及安全性，在营养保健、化妆品、食品、医药等领域的应用越来越广泛[5-6]。
然而，目前原花青素的提取主要来自葡萄籽，由于原材料品种单一和产量不高，使得原花青素的价格非常昂贵。
试验以热回流法对紫番薯原花青素进行提取，并进行正交试验分析，得出了紫番薯原花青素的最佳提取工艺。
1 材料与方法1.1 材料、试剂与仪器紫番薯，市售；儿茶素标准品，天津尖峰天然产物亚就开发有限公司；香草醛、硫酸铁铵等均为分析纯。
UV210型紫外可见分光光度计：日本岛津；CQ-200B 型超声波振荡器：上海跃进医学用光学器械厂(28KHZ )；400 g 摇摆式高速中药粉碎机：温岭市林大机械有限公司；SHB-III 循环水式多用旋转蒸发仪：巩义市英峪仪器厂。
1.2 方法1.2.1 单因素变量试验1.2.1.1 提取次数对提取率的影响准确称取脱脂紫番薯粉2.000 g 置于圆底烧瓶中，向其中加入10.00 mL 乙醇溶剂，在60 ℃水浴恒温60 min ，抽滤，固体残渣在相同条件下进行第二次、第三次、第四次提取，四次滤液分别定容至100 mL ，以紫外分光光度法测定吸光度(A )作为提取率的评价指标。
1.2.1.2 溶剂浓度对提取率的影响准确称取5份脱脂紫番薯粉2.000 g 分别置于圆底烧瓶中，向其中分别加入浓度为20%，40%，60%，80%，100%乙醇溶剂10.00 mL ，在60 ℃水浴恒温60 min ，提取两次，合并滤液，定容至100 mL ，以紫外分光光度法测定吸光度(A )作为提取率的评价指标。
1.2.1.3 料液比对提取率的影响准确称取4份脱脂紫番薯粉2.000 g 分别置于圆底烧瓶中，按料液比(w ︰v )1︰5，1︰10，1︰20，1︰30向其中加入60%的乙醇溶剂，在60 ℃水浴恒温60 min ，提取两次，合并滤液，定容至100 mL ，以紫外分光光度法测定吸光度(A )作为提取率的评价指标。
1.2.1.4 提取温度对提取率的影响准确称取4份脱脂紫番薯粉2.000 g 置于圆底烧瓶中，向其中加入40.00 mL 60%乙醇溶剂，分别为30 ℃，50 ℃，70 ℃，90 ℃恒温60 min ，提取两次，合并滤液，定容至100 mL ，以紫外分光光度法测定吸光度(A )作为提取率的评价指标。
55《食品工业》2011年第8期1.2.1.5 提取时间对提取率的影响准确称取4份脱脂紫番薯粉2.000 g 置于圆底烧瓶中，向其中加入40.00 mL 60%乙醇溶剂，恒温提取30 min ，60 min ，90 min ，120 min ，提取两次，合并滤液，定容至100 mL ，以紫外分光光度法测定吸光度(A )作为提取率的评价指标。
1.2.1.6 pH 值对提取率的影响准确称取4份脱脂紫番薯粉2.000 g 置于圆底烧瓶中，向其中加入40.00 mL 60%乙醇溶剂，以pH 值2.0，4.0，6.0，8.0提取两次，合并滤液，定容至100 mL ，以紫外分光光度法测定吸光度(A )作为提取率的评价指标。
1.2.2 正交试验在单因素试验基础上，对影响较大的因素进行L 9(34)正交试验，优化提取条件1.2.3 最佳工艺条件下提取准确称取三份脱脂紫番薯粉5.000 g ，在最佳工艺条件下提取，定容至250 mL ，进行定量分析。
1.2.4 定性分析1.2.4.1 把提取液和原花青素标准品溶液在同样条件下进行UV 分析，观察最大吸收峰波长，进行定性分析。
1.2.4.2 以6%的冰醋酸做展开剂，把提取液和原花青素标准品溶液在同样条件下进行纸色谱分析，测定r f 值，进行定性分析。
1.2.5 定量分析准确称取5.00 mg 儿茶素标准品，用去离子水溶解定容至25.00 mL ，用吸量管移取儿茶素标准溶液1.00 mL ，2.50 mL ，4.00 mL ，5.50 mL ，7.00 mL ，分别用去离子水定容至10.00 mL 。
再精密称量香草醛4.00 g ，用甲醇溶解并定容至100 mL 。
移取上述定容后的儿茶素标准溶液各1.00 mL ，然后依次加入香草醛-甲醇溶液6.00 mL ，浓盐酸3.00 mL ，混合均匀后在水浴锅中恒温(30 ℃)避光反应15 h 。
以V (香草醛—甲醇溶液)︰V (浓盐酸)︰V (甲醇)=3.00︰1.50︰0.50的混合溶剂作为空白对照，在500 nm 处测定吸光度[7]，样品溶液在同样条件下进行测定。
2 结果与分析2.1 单因素变量试验结果2.1.1 提取次数对提取率的影响从图1可知，随着提取次数的增加，原花青素的得率越来越少，提取至第三次时，得率已经很接近于0，表明乙醇是良好的提取剂，经过两次提取基本萃图1 提取次数对提取率的影响取完全，因此确定最佳提取次数为2次。
2.1.2 溶剂浓度对提取率的影响由图2可见，随着溶剂浓度逐渐升高，提取率也不断增大，在乙醇溶度为60%时，提取率达到最大值，然后随溶剂浓度增大提取率又表现出下降趋势。
可见，溶剂浓度对提取率影响较大，因此将此因素进行正交试验，确定最佳浓度。
2.1.3 料液比对提取率的影响由图3可知，提取率随料液比的不断增大出现急剧升高而后又缓慢下降的趋势，料液比在一定范围内对提取效果产生很大影响，因此最佳比例通过正交试验确定。
2.1.4 提取温度对提取率的影响由图4可知，30 ℃～50 ℃之间提取率随温度升高变化缓慢，50 ℃～70 ℃之间提取率随温度变化显著，70 ℃～90 ℃之间提取率变化也不明显，而温度不仅影响提取率也考验设备耐热性，温度越高，耗能也越大，因此将此因素进行正交分析。
2.1.5 提取时间对提取率的影响图2 溶剂浓度对提取率的影响图3 料液比对提取率的影响图4 温度对提取率的影响图5 时间对提取率的影响《食品工业》2011年第8期56由图5可知，随提取时间的延长，提取率有所上升，但变化不大，延长提取时间，耗能增加。
因此，综合考虑各因素的影响，以60 min 为宜。
2.1.6 pH 值对提取率的影响由图6可知，提取率随pH 的增大，出现先下降又回升的趋势，在pH 为6.0时提取率最好，且此时的pH 恰为反应体系的自然值，无需外加酸碱调节。
因此，选择pH 为6.0最合适。
2.2 正交试验结果在单因素试验基础上，选择温度、溶剂浓度、料液比三个影响比较显著的因素进行正交试验，因素水平设计表见表1。
由正交试验分析可知，以上三个因素对原花青素提取率影响大小依次为B (溶剂浓度)＞A (温度)＞C (料液比)，提取紫番薯原花青素的最佳条件为A 3B 1C 3，即提取温度为70 ℃，溶剂浓度为50%，料液比为1︰25。
结合单因素试验和正交试验，优化提取条件为：乙醇浓度50%，温度70 ℃，料液比1︰25，pH6，提取时间60 min ，提取两次。
在此条件下进行三次平行提取，进行定量分析，确定提取率。
2.3 定性分析结果将紫番薯提取液和原花青素标准品溶液在同样条图6 pH值对提取率的影响表1 正交试验因素水平设计表水平A 温度/℃B 溶剂浓度/%C 料液比/w:v160501∶15265601∶20370701∶25表2 正交试验结果试验号A B C 测定结果111110.573212220.544313330.515421230.611522310.594623120.506731320.655832130.594933210.563K 1 1.632 1.839 1.673 1.73K 2 1.711 1.732 1.718 1.705K 3 1.812 1.584 1.764 1.72R0.060.0850.0303330.008333件下进行紫外扫描，最大吸收峰位置相同，最大吸收波长均为280 nm ，只是吸收强度不同，说明紫番薯提取液中含有原花青素。
