甘薯花色苷提取工艺及优化研究
摘要：为提高对紫甘薯中花色苷的开发利用，本试验以紫色马铃薯为原料，运用溶剂法提取花色苷。为达到更高的提取效率，进一步采用超声波辅助提取法提取花色苷。本实验确定最佳料液比，探讨提取温度、提取时间和提取功率对花色苷提取率的影响，在此基础上采用响应面试验设计对提取色素的工艺参数进行优化。并确定了最佳取工艺参数。结果表明，温度对于花色苷含量的影响较大，曲面回归方程与实验结果拟合性好，最佳取工艺参数为：提取温度为61.15℃，提取时间为7.04min，提取功率为1000w。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 2
1 材料与方法 2
1.1 试验材料 2
1.1.1 原料及来源 2
1.1.2 主要试剂 2
1.1.3 主要仪器设备 2
1.2实验方法 3
1.2.1 提取液的配制 3
1.2.2料液比实验 3
1.2.3 超声波辅助法流程 3
1.2.4 测定指标 4
2 结果分析与讨论 4
2.1料液比实验结果与分析 4
2.2 单因素试验结果与分析 5
2.2.1提取温度对花色苷含量的影响 5
2.2.2提取时间对花色苷含量的影响 5
2.2.3提取功率对花色苷含量的影响 6
2.3响应面试验设计与结果 6
2.4二次回归拟合及方差分析 7
2.5响应曲面分析与优化 8
2.6相关性分析 11
2.7验证实验 11
3 结论 11
致谢 11
参考文献 12
甘薯花色苷提取工艺及优化研究
食品科学与工程 李沆
引言
引言
紫甘薯为旋花科番薯属的一个特殊品种，紫甘薯产量高、色素含量丰富。用紫甘薯为原料提取花色苷色素可以解决目前工业生产中以葡萄、蓝莓等浆果为原料所带来的生产的季节性强、成本高等不足，具有很高的实际生产应用的价值。 花色苷（a
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
nthocyanin）是一类羟基和甲基化的2一苯基苯并毗喃阳离子（花色素，anthocyandin）与一个或多个糖分子通过糖苷键结合而成的化合物。花色苷的配基花色素，具有特征的 C6C3C6碳骨架结构。花色苷的颜色也是随环境的 pH 值及C6C3C6母核上的取代基的变化而变化[1]。花色苷不但可以作为天然色素，而且在抗氧化[2]、抗炎症、抗突变、抗肿瘤[3]、改善视力、预防和治疗心血管疾病[4]等方面具有良好的作用。从紫甘薯中提取的色素可作为功能性食品配料或者天然着色剂使用。
花色苷易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶液。为防止非酰化的花色苷降解，提高花色着色素的溶出率，常在溶剂中加入少量的无机酸或有机酸降低提取液的pH值。微生物发酵提取法的原理和酶法提取相似，是利用微生物的作用降解包裹花色苷的细胞壁，使大量的花色苷溶出，达到提取的效果。日本三荣化学工业株式会社使用发酵法制取紫红色素，得到的色素液含淀粉成分非常少[5] 。花色苷色素存在于植物细胞的液泡中，被细胞壁、细胞膜包裹，为提高色素得率，常采用机械破碎、加热、冷冻、酶制剂（如果胶酶、纤维素酶和蛋白酶等）、超声波、微波和脉冲电场等技术破坏细胞壁和细胞膜，提高组织细胞的渗透性，缩短提取时间，提高色素得率，改善产品的质量。在实践研究和应用过程中常将这些辅助方法组合使用，获得更加好的效果。
紫甘薯近年来在我国种植面积逐渐增大，人们对紫甘薯越来越重视，对于紫甘薯育种和功能性质的研究也越来越多。紫甘薯之所以越来越受到重视归功于它所含有多种功能性因子，其保健功能在食品领域、化妆品领域和医药领域的作用倍受国内外众多学者关注，但其丰富的资源并没有很好被较好的利用。为了了解紫甘薯的的开发价值，更好的利用紫甘薯资源，开发紫甘薯产品，带动国内紫甘薯资源产业发展，本试验以紫甘薯为原料，采用溶剂提取法，利用BoxBehnken响应面试验对紫甘薯色素提取工艺进行优化，为紫甘薯中色素的开发利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 原料及来源
选用新鲜、无病虫害、无腐烂的紫甘薯，自来水洗净、晾干后切成3~5mm薄片，于干燥机中50℃条件下干制（干制品水分含量小于12%）。摊晾至室温，粉碎，过200目筛，于5℃下贮藏备用。
1.1.2 主要试剂
表1 主要试剂
名称
生产厂家
无水乙醇(分析纯)
盐酸（分析纯)
南京化学试剂有限公司
南京化学试剂有限公司
1.1.3 主要仪器设备
表2 主要仪器设备
名称
生产厂家
FW100 型高速万能粉碎机
2022A 型电热恒温干燥箱
电子天平
W201B 恒温水浴锅
JY922D 超声波细胞粉碎机
T6 新悦可见分光光度计
CR—400手持式色差计
台州市新恩精密粮油仪器有限公司
上海一恒科技有限公司
上海精密科学仪器有限公司
上海申胜生物技术有限公司
宁波新芝生物科技股份有限公司
北京普析通用仪器有限责任公司
日本柯尼克美能达公司
1.2实验方法
1.2.1 提取液的配制
将1.5mol盐酸和95％比例乙醇按照体积15:85的比例配制成提取剂。
1.2.2料液比实验
称取1.0g紫甘薯粉末于具塞的三角烧瓶中，加入不同体积上述提取剂（料液比为1：5、1：10、1：15、1：20、1：25、1：30），密封后，于60℃水浴中提取2h后，冰浴中迅速冷却，采用消光系数法计算花色苷含量，确定最佳料液比。
1.2.3 超声波辅助法流程
紫甘薯→清洗、去皮、切片→恒温干燥→粉碎过筛→紫甘薯粉→超声波辅助提取→过滤→紫甘薯花色苷提取液。
紫甘薯清洗干净、去皮后切成35mm的薄片，5055℃真空干燥，粉碎后过200目筛，得到紫甘薯粉。用称量皿精确称取1g紫甘薯粉于锥形瓶中。分别从提取温度（20、30、40、50、60、70℃）、超声时间（3、6、9、12min）和功率（400、600、800、1000、1200W）三个方面来进行试验，进行单因素筛选后，使用响应面设计来优化出最佳试验方法。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 2
1 材料与方法 2
1.1 试验材料 2
1.1.1 原料及来源 2
1.1.2 主要试剂 2
1.1.3 主要仪器设备 2
1.2实验方法 3
1.2.1 提取液的配制 3
1.2.2料液比实验 3
1.2.3 超声波辅助法流程 3
1.2.4 测定指标 4
2 结果分析与讨论 4
2.1料液比实验结果与分析 4
2.2 单因素试验结果与分析 5
2.2.1提取温度对花色苷含量的影响 5
2.2.2提取时间对花色苷含量的影响 5
2.2.3提取功率对花色苷含量的影响 6
2.3响应面试验设计与结果 6
2.4二次回归拟合及方差分析 7
2.5响应曲面分析与优化 8
2.6相关性分析 11
2.7验证实验 11
3 结论 11
致谢 11
参考文献 12
甘薯花色苷提取工艺及优化研究
食品科学与工程 李沆
引言
引言
紫甘薯为旋花科番薯属的一个特殊品种，紫甘薯产量高、色素含量丰富。用紫甘薯为原料提取花色苷色素可以解决目前工业生产中以葡萄、蓝莓等浆果为原料所带来的生产的季节性强、成本高等不足，具有很高的实际生产应用的价值。 花色苷（a
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
nthocyanin）是一类羟基和甲基化的2一苯基苯并毗喃阳离子（花色素，anthocyandin）与一个或多个糖分子通过糖苷键结合而成的化合物。花色苷的配基花色素，具有特征的 C6C3C6碳骨架结构。花色苷的颜色也是随环境的 pH 值及C6C3C6母核上的取代基的变化而变化[1]。花色苷不但可以作为天然色素，而且在抗氧化[2]、抗炎症、抗突变、抗肿瘤[3]、改善视力、预防和治疗心血管疾病[4]等方面具有良好的作用。从紫甘薯中提取的色素可作为功能性食品配料或者天然着色剂使用。
花色苷易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶液。为防止非酰化的花色苷降解，提高花色着色素的溶出率，常在溶剂中加入少量的无机酸或有机酸降低提取液的pH值。微生物发酵提取法的原理和酶法提取相似，是利用微生物的作用降解包裹花色苷的细胞壁，使大量的花色苷溶出，达到提取的效果。日本三荣化学工业株式会社使用发酵法制取紫红色素，得到的色素液含淀粉成分非常少[5] 。花色苷色素存在于植物细胞的液泡中，被细胞壁、细胞膜包裹，为提高色素得率，常采用机械破碎、加热、冷冻、酶制剂（如果胶酶、纤维素酶和蛋白酶等）、超声波、微波和脉冲电场等技术破坏细胞壁和细胞膜，提高组织细胞的渗透性，缩短提取时间，提高色素得率，改善产品的质量。在实践研究和应用过程中常将这些辅助方法组合使用，获得更加好的效果。
紫甘薯近年来在我国种植面积逐渐增大，人们对紫甘薯越来越重视，对于紫甘薯育种和功能性质的研究也越来越多。紫甘薯之所以越来越受到重视归功于它所含有多种功能性因子，其保健功能在食品领域、化妆品领域和医药领域的作用倍受国内外众多学者关注，但其丰富的资源并没有很好被较好的利用。为了了解紫甘薯的的开发价值，更好的利用紫甘薯资源，开发紫甘薯产品，带动国内紫甘薯资源产业发展，本试验以紫甘薯为原料，采用溶剂提取法，利用BoxBehnken响应面试验对紫甘薯色素提取工艺进行优化，为紫甘薯中色素的开发利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 原料及来源
选用新鲜、无病虫害、无腐烂的紫甘薯，自来水洗净、晾干后切成3~5mm薄片，于干燥机中50℃条件下干制（干制品水分含量小于12%）。摊晾至室温，粉碎，过200目筛，于5℃下贮藏备用。
1.1.2 主要试剂
表1 主要试剂
名称
生产厂家
无水乙醇(分析纯)
盐酸（分析纯)
南京化学试剂有限公司
南京化学试剂有限公司
1.1.3 主要仪器设备
表2 主要仪器设备
名称
生产厂家
FW100 型高速万能粉碎机
2022A 型电热恒温干燥箱
电子天平
W201B 恒温水浴锅
JY922D 超声波细胞粉碎机
T6 新悦可见分光光度计
CR—400手持式色差计
台州市新恩精密粮油仪器有限公司
上海一恒科技有限公司
上海精密科学仪器有限公司
上海申胜生物技术有限公司
宁波新芝生物科技股份有限公司
北京普析通用仪器有限责任公司
日本柯尼克美能达公司
1.2实验方法
1.2.1 提取液的配制
将1.5mol盐酸和95％比例乙醇按照体积15:85的比例配制成提取剂。
1.2.2料液比实验
称取1.0g紫甘薯粉末于具塞的三角烧瓶中，加入不同体积上述提取剂（料液比为1：5、1：10、1：15、1：20、1：25、1：30），密封后，于60℃水浴中提取2h后，冰浴中迅速冷却，采用消光系数法计算花色苷含量，确定最佳料液比。
1.2.3 超声波辅助法流程
紫甘薯→清洗、去皮、切片→恒温干燥→粉碎过筛→紫甘薯粉→超声波辅助提取→过滤→紫甘薯花色苷提取液。
紫甘薯清洗干净、去皮后切成35mm的薄片，5055℃真空干燥，粉碎后过200目筛，得到紫甘薯粉。用称量皿精确称取1g紫甘薯粉于锥形瓶中。分别从提取温度（20、30、40、50、60、70℃）、超声时间（3、6、9、12min）和功率（400、600、800、1000、1200W）三个方面来进行试验，进行单因素筛选后，使用响应面设计来优化出最佳试验方法。
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