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摘 要

本文采用超声微波协同萃取的方法，分别考察了功率、提取时间、温度、料液比对提取花青素的影响，在单因素实验基础上，进行正交设计实验，分析各实验因素对提取紫薯花青素过程的影响，对用超声微波提取紫薯花青素的条件进行了优化。实验得出超声微波协同萃取的最佳条件为：功率135W，提取时间为3min，温度为70℃，料液比为1:20,在最佳条件下，提取的紫薯花青素提取率为1.693%，与传统的萃取法相比提高了1.43%。

关键词：超声微波协同萃取，紫薯，花青素，提取率

Abstract: In this paper, I used microwave synergistic extraction method. The effects of power, extraction time, temperature, solid-liquid ratio on the extraction of anthocyanins were studied. On the basis of single factor experiment, I conducted orthogonal design experiment, and analyzed the impact of various factors on the extraction experiments purple sweet potato anthocyanins process. The conditions of microwave synergistic extraction method on Purple sweet potato anthocyanins extraction were optimized. The optimum conditions for the microwave synergistic extraction method are: the power is 135W, the extraction time is 3min, the temperature is 70 ℃, the solid-liquid ratio is 1:20. Under optimal conditions, Purple sweet potato anthocyanins extraction rate is 1.693%, It is increased by 1.43% compared with the conventional extraction method.

Keywords: Microwave synergistic extraction method, Purple sweet potato, Anthocyanins, Extraction rate

目录

1前言 4

1.1 立项依据 4

1.2研究进展 4

1.2.1紫薯花青素的研究进展 4

1.2.2 紫薯花青素提取工艺研究进展 5

1.3 研究目的和意义 6

2 实验材料、试剂和仪器 6

3 实验方法 6

3.1 花青素的提取方法 6

3.2 花青素含量测定 6

3.3 单因素实验 7

3.4 正交试验 7

4 结果与分析 8

4.1 单因素实验 8

4.1.1 萃取时间对花青素提取率的影响 8

4.1.2 萃取温度对花青素提取率的影响 8

4.1.3 萃取功率对花青素提取率的影响 9

4.1.4 料液比对花青素提取率的影响 10

4.2 正交试验 10

4.3 实验最佳条件 11

结论 12

参考文献 13

致谢 14

1前言

1.1 立项依据

紫薯,又名黑红薯，薯皮紫黑色，肉质为紫红色，是日本九州农业实验场山川里等培育出的高色素新品种，其中富含紫色素、花色素苷、胡萝卜素、粘液蛋白等营养物质^[1]。紫薯有抗高血糖的功能^[2]，如今已经在国内大范围种植，收到相当好的经济效益，并且无论是国内市场还是国外市场上都非常受欢迎，它的应用前景以及发展的前景都十分广阔。紫薯的色素是一种从紫薯中提取的水溶性紫红色素，在紫薯的块根、茎、叶和薯皮中含量都比较高，它属于天然花青类色素^[3]。

花青素是一类天然红色素，是以黄酮核为基础的糖苷，且随着紫色甘薯的生长,紫薯中花青素含量呈现先增再减的趋势^[4]，紫薯中的花青素具有比较强的耐热性以及耐光性,花青素的稳定性很好,抗突变能力较强，其抗氧化的能力和活性氧消除能力很强，对动物的肝功能障碍具有很好的缓解作用^[5]。

从紫薯中提取花青素色素这项工程，它解决了以前工业生产葡萄、草莓原料生产所具有的季节性强、造价高等不足^[5]，紫薯花青素分子结构由于具有多个酚羟基, 因而它是一种水溶性色素。与其他花色苷色素包括葡萄皮色素、紫玉米色素、葡萄果汁色素和接骨木浆果色素等相比较的话, 我们会发现紫薯花青素的耐热性和耐光性最好。除此之外我们还可以看出, 紫薯中含有酰化基团的花色苷对光、热等的敏感程度要比其他没有酰化基团的花色苷分子更小, 所以性质就会更加的稳定。所以紫薯花青素的这些性质对于它的提取及发挥其生理活性具有非常重要的意义^[6]。

1.2研究进展

1.2.1紫薯花青素的研究进展

紫薯色素是一种天然可食用非脂溶性红色素。我国自世纪年代开始就对紫薯进行了研究, 结果表明紫薯所含的色素属于花青素类的色素，主要成分为矢车菊素和芍药素。这种色素溶于水、甲醇、乙醇、冰醋酸、丙酮、稀盐酸和稀氢氧化钠，光照和金属离子对其稳定性的影响比较小。据宫崎丈史等的报道，紫薯花青素可鉴定出12个组分。陆国权等人研究紫薯薯肉色素也有12个组分，并且色谱峰数和形态与宫崎所测的结果基本相同。但目前仍无法确定这几种组分到底是什么花青素组分，以及无法精确的判断紫薯皮花青素与紫薯肉花青素在HPLC色谱图中的峰是否是由相同组分所形成^[7]。

紫薯花青素光和热的稳定性在十多种的非脂溶性天然色素中是最好的，对金属离子的耐性也比其他天然色素强很多，同时它也具有较强的抗还原性和在饮品中的稳定性。另外，紫薯花青素的柠檬酸浸膏用作食品添加剂既不仅可以着色，还可以减少在食品里添加柠檬酸和可溶性糖这两种常用成分的比例，可以大大地降低食品工业的成本^[7]。如今已开发成功的花青素有葡萄皮、紫玉米、紫甘蓝色素等色素，然而这些植物的花青素在遇光和热的时候，稳定性不是很理想，还有一些紫色素含量比较高的植物又因为原料的一些限制而无法进行商业开发利用。与此相比，紫薯花青素具有原料来源便捷、低成本、无污染等优良特点，又因为它的稳定性好，抗光氧化性也较强，所以紫薯花青素的开发应用前景非常广阔^[8]。

1.2.2 紫薯花青素提取工艺研究进展

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