蓝莓花色苷的提取工艺优化

Optimization of Extraction Technology of Blueberry Anthocyanins

JIANG Yi

（Sichuan Institute of Industrial Technology， Deyang 6180oo， China）

Abstract： Using blueberries as the research object， ultrasound asisted ethanol extraction method was used to extract anthocyanins from blueberries.On the basis of single factor experiments，the extraction processof blueberry anthocyanins was optimized through orthogonal experiments with anthocyanin yield as the evaluation criterion.The results showed that when the ethanol concentration was 70% ， the ultrasound time was 50min ，the solid-liquid ratio was 1：15（g：mL） ， and the ultrasound power was 300W ，the yield of blueberry anthocyanins was the highest， at 9.37mg^.g^-1 ：

Keywords： blueberry; anthocyanins; extraction technology

蓝莓是杜鹃花科越橘属蓝果类型植物的果实，其富含花色苷、多酚、黄酮等生理活性物质，具有清除体内自由基、减缓细胞老化和预防癌症等功效。花色昔是由花色素与糖分子经过糖苷键连接而成的一种水溶性天然色素，其不仅安全无害，还具有卓越的着色性能[]。这种天然色素的独特价值，使其成为许多行业中的优选原料之一。目前，花色昔主要的提取方法有溶剂法、酶法、发酵法以及超临界 CO₂ 提取法等。此外，超声波辅助提取、微波辅助提取、液态静高压法辅助提取和高压脉冲电场辅助提取等辅助提取方法能进一步提高花色苷的提取效率和纯度。本文以蓝莓为原料，采用超声辅助乙醇提取法提取蓝莓中的花色昔，旨在利用蓝莓浆果资源开发出更高附加值的色素产品，为蓝莓浆果产业化奠定基础。

1材料与方法

蓝莓，永辉超市。乙醇，天津康科德科技有限公司；醋酸钠，济南启辰化工有限公司；盐酸、氯化钾，四川宏建鑫一科技有限公司。FW-100高速万能粉碎机、GZX-9140MBE电热鼓风干燥箱，上海沪粤明科学仪器有限公司；TD5低速离心机，上海昔今实验仪器有限公司；KQ2200超声波清洗器，上海楚定分析仪器有限公司；HWS-26电热恒温水浴锅，广州沪瑞明仪器有限公司；UV1700紫外分光光度计，湖南创特科技发展有限公司。

1.2 缓冲溶液配制

①pH=1.0 的缓冲液配制。准确称取 用蒸馏水定容至 100mL 。准确量取 1.7mL 盐酸，用蒸馏水定容至 100mL ，配成 0.2mol⋅L^-1 盐酸溶液，将KC1溶液与盐酸溶液以 25：67 的体积比混合。用KCI溶液调pH值为 1.0±0.1 。 ②pH=4.5 的缓冲液配制。准确称取 1.64gNaAc ，用蒸馏水定容至100mL ，用盐酸调 pH 值为 4 . 5± 0 . 1  。

1.3样品预处理

选用新鲜无腐烂的蓝莓，经自来水洗净后用蒸

1.1材料、试剂与仪器

馏水润洗一遍，除去表面水分。将清洗晾干后的蓝莓试样均匀切成 3～5mm 的薄片，放入设定温度为40°C 的干燥箱中，直至蓝莓达到恒定质量。将干燥后的蓝莓样品粉碎过65目筛，放人瓶中密封，置于冰箱中 5°C 保鲜备用。

1.4蓝莓花色苷的提取工艺

准确称取 1.0g （精确值至 0.001g ）经预处理的试样，放人干净干燥的三角瓶中。采用超声辅助乙醇提取法进行提取。用 70% 的乙醇，调节料液比为1：15（g：mL ），超声功率为 300W ，置于 40°C 恒温水浴锅中提取 40min 。待提取液降至室温后，放入离心机中以 5000r⋅min^-1 离心 10min 后取上层清液，置于冰箱中 5°C 保鲜备用。

1.5蓝莓花色苷的测定方法

采用 pH 示差法[测定花色苷的得率。将 9mL pH=1.0 和 pH=4.5 的缓冲溶液分别单独加入 1mL 提取液中并混匀，将待测溶液稀释，放置到操作台上静置 15min 。使用紫外分光光度计分别在其最大波长处和 700nm 处测定吸光度。花色苷得率计算公式为

式中： w 为花色苷得率， mg⋅g^-1 A 为吸光度， V 为提取液体积， mL ； n 为稀释倍数； M 为矢车菊素 -3- 葡萄糖苷的摩尔质量， M=449.2g⋅mol^-1 ： ε_ε 为矢车菊素 -3- 葡萄糖苷的消光系数， ε=29 600L⋅mol^-1⋅cm^-1 l 为光程， 1cm ; m 为样品质量，g。

1.6单因素试验

以花色苷得率为评价指标，分别考察不同乙醇浓度（ 50% ！ 60% 1 70% 、 80% 和 90% ）、不同料液比 （1：5，1：10，1：15，1：20 和 1：25，g：mL ）不同超声时间（20、30、40、 50min 和 60min ）和不同超声功率（150、200、250、 300W 和 350W ）对蓝莓花色昔得率的影响。

1.7 正交试验

在单因素试验结果的基础上，以花色苷得率为评价指标，选择乙醇浓度（A）、料液比 、超声处理时间 （C） 和超声功率 （D）4 个因素，进行 L₉（3⁴） 正交试验，正交试验因素水平见表1。

2 结果与分析

2.1单因素试验结果分析

2.1.1 乙醇浓度对蓝莓花色苷得率的影响

由图1可知，当乙醇浓度为 50%～70% 时，花色昔得率逐渐上升；当乙醇浓度为 70% 时，花色苷的得率最高，达到 8.51mg^.g^-1 。当乙醇浓度为70%～90% 时，花色昔得率呈下降趋势。这是因为花色苷属于亲水性成分能溶于水和乙醇，乙醇浓度过高可能导致部分花色苷分解，从而使得率降低[3]。因此，选择 70% 为最佳乙醇浓度。

2.1.2料液比对蓝莓花色昔得率的影响

由图2可知，当料液比为 1：5～1：10 （ g：mL ）时，花色昔的得率呈现上升的趋势，而料液比为 1：10（g：mL ）时，花色苷的得率达到最高，为 8.52mgg^-1 。当料液比为 1：10～1：25（g：mL ）时，花色昔得率呈先下降后逐渐趋于平缓的趋势。这说明适当增加提取剂，有助于加快花色苷的提取[4]。因此，选择 1：10（g：mL ）为最佳料液比。

2.1.3超声处理时间对蓝莓花色苷得率的影响

由图3可知，当超声时间为 20～40min 时，花色苷得率呈上升趋势，当超声时间为 40min 时，花色苷的得率最高，达到 8.57mg⋅g^-1 。当超声时间为40～60min 时，花色昔的得率开始下降。其原因可能是当超声时间为 40min 时，提取物的细胞壁在超声作用下已经完全破裂，花色昔可以充分从细胞内被提取，继续延长超声时间反而会造成花色昔分解或促使杂质混入[5。因此，选择 40min 为最佳超声时间。

2.1.4超声波功率对蓝莓花色苷得率的影响

由图4可知，当超声功率为 150～300W 时，花色昔的得率呈上升趋势。当超声功率为 300W 时，花色苷的得率达到最大值，为 8.61mg^.g^-1 。当超声功率为 300～350W 时，花色昔的得率呈下降趋势。超声波产生的能量会造成空化效应和热量累积，从而使得率提高，但温度也会随着超声波功率的增大而升高，进而破坏花色苷的结构[。因此，选择300W 为最佳超声功率。

2.2 正交试验结果与分析

由表2可知，以蓝莓花色昔得率为评价指标，4个因素对蓝莓花色苷提取效果的影响从大到小为A>C>B>D ，即乙醇浓度 > 超声时间 > 料液比 > 超声功率。由 k 值得最优工艺条件为 A₂B₂C₃D₂ 花色苷得率为 9.37mg⋅g^-1 ，高于正交表中的任一组合。因此，确定蓝莓中花色苷提取的最优工艺条件为A₂B₂C₃D₂ ，即乙醇浓度为 70% ，超声时间为 50min ，料液比为 ），超声功率为 300W 。

3结论

研究表明，蓝莓花色昔最优提取工艺条件为乙醇浓度 70% ，超声时间 50min ，料液比 1：15 中 Ψ_g：Ψ_mL ），超声功率 300W ，此时花色昔的得率最高，达到 9.37mg⋅g^-1 。

参考文献

[1]李梓旋，郭佳婧，苏东林，等.蓝莓花色苷生理活性、提取纯化及稳态化研究进展[J]中国食品学报，2024，24（2）：407-417.

[2]杨兆艳.pH示差法测定桑椹红色素中花青素含量的研究[J].食品科技，2007（4）：201-203.

[3]王鑫，韩茜宇，薛宏坤，等.响应面法优化超高压提取蓝莓花色苷工艺及其活性研究[J].中国调味品，2020，45（8）：147-153.

[4]石光，张春枝，陈莉，等.蓝莓果实中花色苷提取工艺的研究[J].食品研究与开发，2008（4）：7-10.

[5]刘永，王平，吴越，等.蓝莓花色苷超声辅助提取工艺优化及组分分析[J].安徽工程大学学报，2014，29（3）：32-36.

[6]孟宪军，王成，宋德群，等.响应面法优化超声提取蓝莓花色苷工艺的研究[J]食品科技，2010，35（9）：249-253.