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呼伦贝尔学院
生命科学与化学学院学术委员会
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浸提法提取蓝莓中有效成分及分离提纯
刘艳丽呼伦贝尔学院生命科学与化学分院2010级应用化学班2010061313
指导教师李德文
[摘要]花青素又称花色素，是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，酸性条件下呈现红色，中心或碱性条件下呈现浓绿色。
蓝莓浆果中含有天然的花青素，以蓝莓果为原料采用水浸提法提取花青素，用分光光度法进行定性分析，确定蓝莓花色素在520～540nm处有最大吸收峰；
以520nm作为测量波长进行单一变量实验，确定的最佳提取条件为：
料液比1：
20，PH在2左右，浸提温度65℃左右，提取时间60min左右。
确定好大约范围后进行单一变量的正交试验，最后测得当PH=3，温度为75℃，水浸提时间为60min时吸光度最大。
在此条件下用减压蒸馏装置测产率，产率最大为389µ
g/g。
[关键词]蓝莓；
花青素；
浸提；
最佳
引言
蓝莓，学名越桔，属于杜鹃花科,越橘属植物。
其果实含有花青素、黄酮等多种酚类生理活性成分[1]。
花青素又称花色素,是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素。
大量研究表明,花青素具有抗突变、抗氧化、保护肝脏、预防心脑血管疾病、抑制肿瘤细胞发生等多种生理功能。
最早而最丰富的花青素是从红葡萄渣中提取的葡萄皮红,它于1879年在意大利上市[4]。
目前国内外已开发出许多以植物资源为原料的花青素类色素，如葡萄皮红色素、萝t-红色素等。
花青素作为一种天然食用色素，和其他天然色素一样，其染色力弱，使用量大，提取率低，不稳定。
加上受到原料数量、杂质等因素的影响，使花青素的应用受到一定程度的限制[3]。
所以目前食品工业上所用的色素多为合成色素，但是合成色素几乎都有不同程度的毒性，长期服用会危害人的身体健康。
因此天然色素——花青素作为一种天然食用色素，其色泽鲜艳自然、安全、无毒，且具有一定营养和保健功效，在食品、化妆品、医药等方面已显示出巨大应用潜力。
因此对花青素的提取及工业化的应用受到广泛的关注。
对于花青素的提取方法有很多，例如溶剂萃取法、膜分离精制、重结晶法、发酵法等，其中溶剂萃取法中的溶剂有水、甲醇、95%乙醇[1]和丙二醇，通常认为甲醇最有效[2]
1实验部分
1.1仪器
主要仪器：
JJ-2组织搅碎匀浆机；
紫外分光光度计：
旋转蒸发仪：
恒温水浴锅：
JA5003N电子分析天平：
长颈漏斗：
离心机等实验室常用设备。
（本实验用到的仪器和药品均来自生命科学与化学学院分析实验室）
1.2材料与试剂
材料：
蓝莓浆果
试剂：
NaOH溶液,HCI溶液。
1.3蓝莓花青素的提取
1.3.1蓝莓花青素提取主要流程
蓝莓鲜果→绞碎→水浸提→离心→过滤→花青素提取液→减压蒸馏→称重
1.4实验方法
首先本实验要确定蓝莓浆果里含有花青素，在确定了提取物中含有花青素后为了寻找蓝莓花青素的最佳提取条件,本实验对浸提液的pH,浸提温度、浸提时间及浸提料液比4个因子设计了单一变量实验以及单一变量的正交试验。
1.5确定提取物的成分
1.5.1测定方法
将绞碎的蓝莓浆果在温度为室温、浸提时间3h、料液比1:
20的实验条件下用水浸提，然后进行离心过滤，将处理好的浸提液用紫外分光光度计在波长200-700nm范围内每隔50nm用去离子水作为参比液进行检测，测定蓝莓浆果浸提液的吸收光谱特性和吸收值，最终确定蓝莓中含有花青素。
确定蓝莓中含有花青素
由以上实验结果可知在紫外区域最大吸收波长在280nm处，可见光区域在520-540nm处有最大特征吸收峰，这与报道的花青素在紫外与可见区域具有较强吸收，紫外区最大吸收波长在280nm附近，可见光区域最大吸收波长在500-550nm处[3]的最大吸收峰位置相一致，由此可以确定蓝莓浆果提取液中含有花青素。
2结果与分析
2.1蓝莓花青素提取最佳条件
2.1.1浸提最佳料液比的选择实验
将绞碎的蓝莓浆果在温度为室温、浸提时间为3h的前提下设置不同梯度的料液比（料液质量比：
1:
51:
101：
151:
201:
301:
40）,在520nm波长处用去离子水做参比液测量吸光度，确定最佳料液比。
最佳料液比的选择
由以上实验结果可以发现：
在波长为520nm处用去离子水做参比液进行测量，当料液比为1:
20时，吸光度达到峰值，且随着料液比比例的增加吸光度呈现平趋，综合简洁节约经济等其他因素确定最佳的料液质量比为1:
20。
2.1.2浸提时间的选择实验
在温度：
50℃、料液比1:
20（蓝莓浆果:
去离子水）的不变条件下，设置浸提时间分别为30min、45min、60min、75min、90min、105min、120min在波长在520nm处用去离子水做参比液测定吸光度，确定最佳的浸提时间。
浸提时间的选择
由以上图表分析可以看到浸提时间在60min处出现第一个峰值3.273A，当继续增加浸提时间到115min时整个曲线基本呈现平趋，上下波动很小，但是在提高作业效率的角度看选择60min最为适宜。
2.1.3确定最佳提取温度的选择实验
在浸提时间45min,料液比1:
20不变的情况下，用30℃、45℃、60℃、75℃、90℃去离子水在恒温水浴锅中浸提，在波长在520nm处用去离子水做参比液测定吸光度，确定最佳的浸提温度。
最佳提取温度的选择
由以上实验结果可知当温度在65℃时吸光度出现峰值，当温度再升高至90℃时吸光度变化趋势很小，所以浸提温度选择65℃左右。
2.1.4探究PH对花青素稳定性的影响实验
用氢氧化钠和盐酸配置PH由1-13的溶液做浸提剂。
浸提时间60min，温度23℃，料液比1:
20，在520nm波长处进行粗测量，实验发现当PH大于4时呈现明显的下降，当加入NaOH（物质的量为1mol/L）时浸提液由蓝紫色变为黄绿色。
探究PH对花青素稳定性的影响
序号
A:
PH
B:
温度/℃
C:
时间/min
D:
吸光度/A
1
2
65
80
3.679
75
40
2.593
3
85
60
4.452
4
2.664
5
5.053
6
4.350
7
2.654
8
3.473
9
4.245
由以上实验数据分析得最佳的PH值为2，花青素在酸性条件下的提取率较大，在碱性条件下几乎不存在。
2.2单一变量的正交试验
由以上单一变量的正交试验的实验数据可知当提取液PH=3、浸提温度75摄氏度、浸提时间为60min时的吸光度的值最大，说明此时的花青素含量最多，所以将此条件定位最提取条件，测定蓝莓花青素的产率。
3蓝莓花青素产率的计算
用电子分析天平准确称量5.000g的蓝莓果浆，将果浆用配置好的PH=3的盐酸溶液放在75℃的恒温水浴锅中浸提60min,取出浸提液抽滤。
用减压蒸馏装置在75℃（此条件即能蒸馏出溶剂又不会破坏花青素）的恒温水浴里进行分离提纯。
花青素含量（%）=（b-a）/5×
100%
式中：
a：
圆底烧瓶的质量（g）
b：
圆底烧瓶和烧瓶中花青素的质量（g）
4结论
通过实验得出以下结论：
实验发现：
用水做浸提剂，改变温度、PH、料液比、浸提时间四个因素做单一变量的正交实验，利用分光光度法测定蓝莓中花青素的含量的多少，用旋转蒸发仪测定各条件下的产率。
当料液比为1:
20时、温度75℃、PH=3、浸提时间60min时产率最大为389µ
g/g，所以在做花青素的提取时要注意选择合适的实验条件，以此来增加产率。
参考文献
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[4]袁帅,姚胜军,耿昱,HPLC-ESI-MS/MS.识别蓝莓提取物中的花青素和黄酮醇[N].化学学报,2009,67（4）:
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[10]许丽梅,杜永峰,姚秉华.分光光度法测定葡萄籽中原花青素的含量[J].食品科技.食品安添全加与剂检测,2008,5:
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284-286.
Extractiontoextracttheeffectivecomponents
Yanliliu
TeacherDewenLi
[Abstracts]Anthocyaninisalsocalledtheflowerpigment,isakindofwater-solublenaturalpigment,whichwidelyexistsintheacidicconditionsappearred,renderingthickgreencenteroralkalineconditions.Blueberryfruitscontainnaturalanthocyanin,blueberryfruitasrawmaterialbywaterextractiontoextractanthocyanin,usingspectrophotometricmethodforthequalitativeanalysis,determinetheblueberryflowerpigmenthadmaximumabsorptionpeakinthe520~540nm;
At520nmasmeasuringwavelengthsinglevariableexperiment,thebestextractionconditionsweredeterminedasfollows:
materialliquidthan1:
20,PHaround2,leachingtemperature,65degreesCelsius,extractingtimearound60min.Determinethescopeofthegoodaboutsinglevariableorthogonalexperimentwascarriedout,afterproperPH=3,thelasttesttemperatureis75degreescentigrade,waterleachingabsorbancemaximumtimefor60min.Byrotaryevaporationapparatusonthebestexperimentalconditionsofblueberryberryextractforquantitativeanalysisofthedeterminationofyield.Measuredproductionrate.
[keywords]Blueberries.Anthocyanins.Leaching;
Thebest
致谢
感谢呼伦贝尔学院四年来的培养；
感谢各位教师四年的教育指导。
本论文承蒙李德文老师悉心指导，表示衷心感谢！
论文数据采集过程中也获得了许小杰同学的帮助，在此一并感谢！
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