CN106674186A - 一种提取花青素的方法及试剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提取花青素的方法，包括以下步骤：步骤1、将含有花青素的植物进行冷冻干燥处理；步骤2、将经冷冻干燥处理后的植物粉碎成植物粉末；步骤3、向植物粉末中加入提取剂，在恒温水浴中浸提；其中提取剂为3％‑7％的柠檬酸溶液，植物粉末与提取剂的固液比为1:50‑1:100，浸提时间为1‑2h，浸提温度为60‑80℃。本发明还公开了一种提取花青素的试剂，为3％‑7％的柠檬酸溶液，其被用于根据上述方法提取花青素。本发明公开的方法和试剂具有提取方法简单、操作简便、提取率高、成本低，并且提取的花青素使用更安全的特点。

Description

一种提取花青素的方法及试剂

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及花青素提取技术领域，特别涉及一种提取植物中花青素的方法及试剂。

背景技术

花青素(Anthocyanidin)，又称花色素，是一种优良的天然抗氧化剂和自由基清除剂，可以延缓衰老、预防脑血管疾病、冠心病和癌症等疾病，具有着色和营养保健等重要作用。花青素广泛存在于植物中，包括多种蔬菜和水果，例如紫晶生菜、红苋菜、紫背菜、红球甘蓝、红辣椒、番茄、红薯、南瓜、樱桃紫甘薯、葡萄、红醋栗、黑醋栗、草莓、苹果、黑枸杞、桑葚、血橙、蓝莓、樱桃、紫苏、黑米、红米等。

花青素作为一种水溶性天然色素，具有良好的生物活性，在食品领域具有广泛的应用前景。然而现有技术中多利用酸化甲醇或丙酮等有机试剂进行提取，不仅提取成本高、效率低下，而且操作过程有一定的风险，提取过程中的试剂残留也会对花青素的安全应用产生负面影响。因此，提供一种更安全简单高效的提取方法显得尤为重要。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种利用柠檬酸提取植物中花青素的方法及试剂。具体技术方案如下：

本发明在第一方面提供了一种提取花青素的方法，包括以下步骤：

步骤1、将含有花青素的植物进行冷冻干燥处理；

步骤2、将经冷冻干燥处理后的植物粉碎成植物粉末；

步骤3、向植物粉末中加入提取剂，在恒温水浴中浸提；其中提取剂为3％-7％的柠檬酸溶液，植物粉末与提取剂的固液比为1：50-1：100(即每克植物粉末加入50-100ml提取剂)，浸提时间为1-2h，浸提温度为60-80℃，对植物粉末的滤渣重复提取1-2次。

优选地，步骤3中，提取剂为6％的柠檬酸溶液。

优选地，步骤3中，植物粉末与提取剂的固液比为1:80((即每克植物粉末加入80ml提取剂))。

优选地，步骤3中，浸提时间为2h。

优选地，步骤3中，浸提温度为60℃。

优选地，步骤3中，对植物粉末的滤渣重复提取2次。

优选地，上述植物至少包括紫晶生菜、红苋菜、紫背菜、红球甘蓝、红辣椒、番茄、红薯、南瓜、樱桃紫甘薯、葡萄、红醋栗、黑醋栗、草莓、苹果、黑枸杞、桑葚、血橙、蓝莓、樱桃、紫苏、黑米和红米中的一种或几种。

更优选地，上述植物为紫晶生菜。

本发明在另一方面提供了一种提取花青素的试剂，试剂为3％-7％的柠檬酸溶液，该试剂被用于根据上述方法提取花青素。

优选地，试剂为6％的柠檬酸溶液。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明通过单因素实验和正交实验得到在恒温水浴中利用柠檬酸浸提法提取植物中花青素的优化方案，具有提取方法简单、操作简便、提取率高、成本低，并且提取的花青素使用更安全的特点。

应理解，在本发明范围内，本发明的上述各技术特征和将在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。因此凡是不脱离本发明所公开的原理下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

以下将结合附图对本发明作进一步说明，以充分说明本发明的目的、技术特征和技术效果。

附图说明

图1示出了本发明较优实施例中紫晶生菜花青素的紫外吸收；

图2示出了本发明较优实施例中不同固液比对紫晶生菜花青素提取率的影响图；

图3示出了本发明较优实施例中不同提取剂浓度对紫晶生菜花青素提取率的影响图；

图4示出了本发明较优实施例中不同浸提时间对紫晶生菜花青素提取率的影响图；

图5示出了本发明较优实施例中不同浸提温度对紫晶生菜花青素提取率的影响图。

图6示出了本发明较优实施例中不同浸提次数对紫晶生菜花青素提取率的影响图。

具体实施方式

应当理解，本文所用的术语其目的仅在于描述具体实施方案，并且不意图 是限制性的，本发明的范围将仅由所附的权利要求书限制。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。以下实施例中所用的实验材料和试剂如无特别说明均可从市售渠道获得。

以紫晶生菜花青素的提取为例进行说明。生菜(Lactuca sativa)是叶用莴苣的俗称，生长速度快，生长周期短，是重要的世界性绿叶蔬菜，其富含蛋白质、糖类、维生素和矿物质等营养成分，具有预防贫血、防癌、抗衰老、降低血压和防止心律紊乱等保健功能。而紫晶生菜营养价值比普通生菜高，富含大量的花青素。

利用柠檬酸提取紫晶生菜花青素的方法，其步骤如下：

(1)、选用新鲜的紫晶生菜；

(2)、清洗除杂，将新鲜的紫晶生菜自然晾干；

(3)、将清洗后的紫晶生菜进行冷冻干燥处理；

(4)、将冷冻干燥后的紫晶生菜粉碎，获得紫晶生菜粉末；

(5)、称取一定量的紫晶生菜粉末，向该紫晶生菜粉末中加入提取剂，在恒温水浴中浸提。

花青素的提取效果受提取液浓度、浸提温度、固液比、浸提时间和浸提次数的影响，通过对比实验以确定较优和最优的方案，具体如下：

(1)、优选紫晶生菜中花青素的最佳波长

用分析天平准确称取紫晶生菜粉末0.2g，加入9ml 6％柠檬酸提取剂，置于60℃恒温水浴中，浸提60min，抽滤，将滤液用紫外分光光度计在430～600nm范围内进行吸光度测定，确定其最大吸收波长。如图1所示，紫晶生菜中花青素在520nm处有最大吸收波长。

(2)、固液比的优化

分别取0.2g紫晶生菜于具塞试管中，固液比依次为1:20、1:30、1:40、1:50、1:60、1:70、1:80、1:90、1:100，加入6％的柠檬酸提取剂依次为3ml、8ml、10ml、12ml、14ml、16ml、18ml、20ml，在60℃恒温水浴中提取1h，抽滤，测定520nm处的吸光度。如图2所示，当固液比在1:50-1:100时，紫晶生菜花青素提取率较高；当固液比为1:70时，紫晶生菜花青素提取率最高，超过1:70提取率变化较小且趋于稳定，因此，该单因素实验测出最佳固液比为1:70。

(3)、提取剂浓度的优化

分别称取0.2g紫晶生菜粉末于具塞比色管中，并分别用0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％的柠檬酸溶液作为提取剂。按固液比为1:70，加入14ml提取剂，在60℃恒温水浴中提取1h，抽滤，测定520nm处的吸光度。如图3所示，当提取剂浓度在3％-7％时，紫晶生菜花青素提取率较高；当提取剂浓度 为6％时，紫晶生菜花青素提取率最高，即最佳提取剂浓度为6％。

(4)、浸提时间的优化

分别取0.2g紫晶生菜粉末于具塞试管中，按固液比为1:70加入14ml 6％柠檬酸提取剂，置于60℃恒温水浴中，分别浸提1h、2h、3h、4h、5h、6h，抽滤，测定520nm处的吸光度。如图4所示，当浸提时间为1-2h时，紫晶生菜花青素提取率较高；当浸提时间为2h时，紫晶生菜花青素提取率最高，即最佳浸提时间为2h。

(5)、浸提温度的优化

分别取0.2g紫晶生菜粉末于具塞试管中，按固液比为1:70加入14ml 6％柠檬酸提取剂，浸提时间为2h，浸提温度分别为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃条件下浸提，抽滤后测定520nm处的吸光度。如图5所示，当浸提温度为60-80℃时，紫晶生菜花青素提取率较高；当浸提温度为70℃时，紫晶生菜花青素提取率最高，即最佳浸提温度为70℃。

(6)、浸提次数的优化

分别取0.2g紫晶生菜粉末于具塞试管中，按固液比为1:70加入14ml 6％柠檬酸提取剂，浸提时间为2h，浸提温度70℃，滤渣浸提次数分别为1次、2次、3次、4次条件下浸提，抽滤后测定520nm处的吸光度。如图6所示，当浸提次数为2次时，紫晶生菜花青素提取得率达到87％；当浸提次数为3次时，紫晶生菜花青素提取得率达到96％。实际生产中，浸提次数越多，提取得率越高，但对应的成本越高，时间越久，考虑到成本的问题，在滤渣浸提次数为1-2次时，紫晶生菜花青素提取率较高，滤渣浸提次数为2次时的浸提效果更好。

(7)、多因素正交实验的结果分析

本发明参照单因子试验结果，进一步对影响紫晶生菜中花青素提取效果的主要因素：固液比、提取剂浓度、浸提时间和浸提温度进行正交实验设计，采用三水平四因素安排实验，以确定最佳的提取条件。多因素正交实验的四因素、三水平设置如表1所示，实验浸提结果与数据计算如表2所示。根据各因素折算对实验数据进行极差分析。极差越大表明该因素对实验结果的影响越大。

表1紫晶生菜中花青素提取条件正交试验的因素水平设计

表2紫晶生菜中花青素提取条件正交试验设计与实验结果分析表

(8)、验证实验

在正交试验中得出的最优因素组合A3B3C2D1为方案，以520nm为最大吸收波长，分别取5g紫晶生菜粉末于三角烧杯中，固液比为1:70，提取剂浓度7％，浸提时间为2h，浸提温度为60℃，滤渣提取次数2次，做三组平行试验，测得紫晶生菜花青素的浓度分别为7.21mg/g、7.22mg/g、7.24mg/g，与正交试验的结果相比，每组实验结果都是最优的，故从正交试验得出的最佳优化浸提条件经验证合理。

由上述单因素实验和正交实验的结果分析，能够看出：单一因素对浸提效果的影响顺序依次为提取剂浓度>固液比>浸提温度>浸提时间；柠檬酸作为提取剂提取紫晶生菜中花青素最优的工艺方案为：提取剂浓度6％、浸提温度70℃、固液比1:70、浸提时间2h、滤渣提取次数2次。

本实施例通过单因素实验和正交实验得出在恒温水浴中利用柠檬酸浸提法提取紫晶生菜中花青素的最优方案，具有提取方法简单，操作简便，提取率高，成本低，并且提取的花青素使用更安全的特点。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，同样的方法和试剂也适用于其它含有花青素的植物，例如红苋菜、紫背菜、红球甘蓝、红辣椒、番茄、红薯、南 瓜、樱桃紫甘薯、葡萄、红醋栗、黑醋栗、草莓、苹果、黑枸杞、桑葚、血橙、蓝莓、樱桃、紫苏、黑米和红米等。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种提取花青素的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、将含有花青素的植物进行冷冻干燥处理；

步骤2、将经冷冻干燥处理后的所述植物粉碎成植物粉末；

步骤3、向所述植物粉末中加入提取剂，在恒温水浴中浸提；其中所述提取剂为3％-7％的柠檬酸溶液，所述植物粉末与所述提取剂的固液比为1:50-1:100，浸提时间为1-2h，浸提温度为60-80℃，对所述植物粉末的滤渣重复提取1-2次。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述提取剂为6％的柠檬酸溶液。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述植物粉末与所述提取剂的固液比为1:70。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述浸提时间为2h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述浸提温度为70℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，对所述植物粉末的滤渣重复提取2次。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植物至少包括紫晶生菜、红苋菜、紫背菜、红球甘蓝、红辣椒、番茄、红薯、南瓜、樱桃紫甘薯、葡萄、红醋栗、黑醋栗、草莓、苹果、黑枸杞、桑葚、血橙、蓝莓、樱桃、紫苏、黑米和红米中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植物为紫晶生菜。

9.一种提取花青素的试剂，其特征在于，所述试剂为3％-7％的柠檬酸溶液，所述试剂被用于根据权利要求1-8中任一项所述的方法提取花青素。

10.根据权利要求9所述的试剂，其特征在于，所述试剂为6％的柠檬酸溶液。