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摘 要

本文采用超声波提取法在酸化乙醇条件下浸提紫薯中的花青素，并研究了花青素清除DPPH自由基的作用。主要研究了提取剂的酸醇比、料液比、温度、时间4个因素对紫薯中花青素提取率的影响，实验结果表明：紫薯中花青素的最佳提取条件为提取剂中盐酸和乙醇之比为35:65，料液比为1:5(g/ml)，提取温度 40℃，提取时间15分钟，在此最佳条件下，花青素的提取率为3.94mg/g,比传统的浸提法提高70%。同时，研究表明，提取的花青素对DPPH具有较好的清除效果，并在一定浓度范围内,花青素的浓度与DPPH自由基的清除率呈正相关。

关键词：紫薯，花青素，超声波提取法，DPPH自由基

Abstract: Solanum tuberdsm anthocyanins was mainly used ultrasonic extraction conditions under acidified ethanol extract and studied the purge of DPPH radical scavenging in this article .The ratio on the extraction agent, solid-liquid ratio, temperature, time, four factors were studied. The experimental results showed that: the optimum conditions for the solanum tuberdsm anthocyanins than the extraction agent in hydrochloric acid and ethanol 35:65, solid-liquid ratio of 1:5 (g / mL), extraction temperature 40℃, extraction time 15 min, under optimum conditions, the extraction of anthocyanins was 3.94mg / g, a 70% increase over the conventional extraction method. Meanwhile, research showed that anthocyanins extracted the DPPH scavenging effect with better and within a certain range of concentrations, the concentration of anthocyanins and DPPH radical scavenging rates were positively correlated.

Key words: Solanum tuberdsm, Anthocyanins, Ultrasonic extraction, DPPH radical

目 录

1 前言 4

2 实验材料 4

2.1 材料和试剂 4

2.2 实验仪器 4

3 实验方法 4

3.1溶剂提取法 5

3.2 超声微波提取取法^[7] 5

3.2.1 超声波提取温度优化选择 5

3.2.2 超声波提取时间的优化选择 5

3.2.3 超声波提取剂的优化选择 5

3.2.4 超声波料液比的优化选择 5

4 紫薯花青素提取正交实验设计 5

4.1花青素含量的测定 6

5 紫薯花青素清除DPPH自由基^[8]的研究 6

5.1 DPPH标准曲线的制作 6

5.2 DPPH自由基的清除实验 6

5.2.1 DPPH自由基清除能力的表示 7

6 超声波提取的单因素实验结果 7

6.1 超声波提取温度的优化选择的结果分析 7

6.2 超声波提取时间的优化选择的结果分析 8

6.3 超声波提取剂比的优化选择的结果分析 8

6.4 超声波提取料液比的优化选择的结果分析 9

6.5 紫薯花青素正交实验结果分析 9

7 超声波提取紫薯花青素与溶剂提取法的比较 10

7.1 实验结果与分析 10

8 紫薯花青素对DPPH清除率与花青素稀释浓度的结果分析 10

结论 12

参考文献 13

致谢 14

1 前言

紫薯又名黑薯，因含有大量的花青素，它是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，具有较高的稳定性^[1]，属酚类化合物中的类黄酮^[2]。薯肉呈现出鲜艳的玫瑰色。它是构成花瓣和果实颜色的主要色素，同时作为植物的二级代谢产物，在生理上也扮演着重要角色^[3]。花青素对100多种疾病有预防和治疗作用，被誉为第七大必需营养素。花青素具有延缓衰老、抗氧化、抗突变、抑制肿瘤细胞发生、预防心脑血管疾病、保护肝、脏降低DNA氧化损害、降血糖等多种生理功能！花青素是目前科学界发现的防治疾病、维护人类健康最直接、最有效、最安全的自由基清除剂，其清除自由基的能力是维生素C的20倍、维生素E的50倍。紫薯色素具有纯天然效应和营养功能，应用于食品中安全性高，对人体无害，具有广阔的市场应用前景^[4]。本试验采用超声波浸提法^[5]提取紫薯花青素，它具有能耗低、效率高、不破坏有效成分的特点。但超声提取技术应用于提取紫薯色素的研究报道很少。因此,我以紫薯为原料, 探讨超声波提取紫薯色素的最佳工艺条件即提取剂的酸醇比^[6]、料液比、提取温度、提取时间对紫薯花青素提取率的影响,通过单因素、正交试验确定最佳的工艺条件, 同时也是为了研究紫薯中花青素清除DPPH自由基的能力。

2 实验材料

2.1 材料和试剂

淮安紫薯，盐酸，无水乙醇，95%乙醇，DPPH，蒸馏水，石油醚。

2.2 实验仪器

电热恒温鼓风干燥箱DHG-9420B：上海三发科学仪器有限公司；电子天平FA2004B：上海精科天美科学仪器有限公司；TDL-60B离心机：飞鸽牌;高速组织捣碎机：上海标准模型厂制造;旋转蒸发仪RE-3000：上海亚荣生化仪器厂；SHZ-III型循环水真空泵：上海亚荣生化仪器厂KQ250B超声波清洗器：昆山市超声仪器有限公司；722S分光光度计：上海精密科学有限公司。

3 实验方法

紫薯洗净切成5mm薄片，在60℃下烘干至恒重。粉碎,过100目筛,避光保存备用。称取干燥紫薯粉1.0g,加入提取剂进行超声波提取，离心后合并滤液, 放入离心机中，在4000r/min下旋转离心,得到澄清的色素上清液,将上清液倒入圆底烧瓶放入旋转蒸发仪中，温度设为65℃，去除乙醇。再将溶液放入离心机中，3500r/min下旋转离心。用石油醚萃取溶液3次，得到澄清的滤液。

3.1 溶剂提取法

溶剂萃取法是提取分离天然活性物质常用的方法。紫薯花青素是一种天然色素,属于酰化的花青素,花青素易溶解于极性强的溶剂,因此,选择极性强的溶剂进行提取试验。根据查阅的参考文献得知提取剂最佳比为0.1%盐酸:95%乙醇的混合物其体积比为40:60,料也比1:10,在最优条件下测定吸光度。

3.2 超声微波提取法^[7]

3.2.1 超声波提取温度优化选择

选择超声波震荡温度为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃，超声波频率为250Hz，超声波震荡时间为15min,料液比为1:10，提取剂比为40:60，离心机离心10min。测定吸光度。

3.2.2 超声波提取时间的优化选择

选择超声波震荡时间为5min、10min、15min、20min、25min，超声波频率为250Hz，超声波清洗器温度为40℃,料液比1:10，提取剂比40:60，离心机离心10min。测定吸光度。

3.2.3 超声波提取剂的优化选择

选择料液比为50：50、45：55、40：60、35：65、30：70，超声波频率为250Hz，超声波清洗器的温度为40℃,，超声波震荡时间为15min，料液比为1:10，离心机离心10min。测定吸光度。

3.2.4 超声波料液比的优化选择

选择料液比为1：5、1：10、1：15、1：20、1：25，超声波频率为250Hz，超声波清洗器的温度为40℃,，超声波震荡时间为15min，提取剂比为40:60，离心机离心10min。测定吸光度。

4 紫薯花青素提取正交实验设计

根据上述试验结果,酸醇比、料液比、提取温度、提取时间为实验因素, 设计 L₉(3⁴)正交试验，确定最佳的提取工艺条件。根据实验数据得出下表。

表1 L₉(3⁴)正交试验水平设计

	因素
水平	A	B	C	D
	温度（℃）	时间（min）	提取剂比(v:v)	料液比(g:v)
1	30	10	45:55	1:5
2	40	15	40:60	1:10
3	50	20	35:65	1:15

4.1 花青素含量的测定

去澄清的色素上清液定容,以蒸馏水为空白对照,在波长525 nm下测定其吸光值,并按公式(1)计算色素含量。G= 吸光度*V *W *100/98.2(1)式中^[5]，G为色素含量(mg/100 g)；W 为样品质量(g)；V 为定容体积*稀释倍数；98.2为色素的克分子消光系数。

5 紫薯花青素清除DPPH自由基^[8]的研究

5.1 DPPH标准曲线的制作

准确称取DPPH2.5mg,用甲醇定容到100mL,配制成质量浓度2.5×10^-2mg/mL的标准溶液，置冰箱中保藏备用。分别取0、2、4、6、8、10mL标准溶液，甲醇定容至10mL，最终质量浓度分别为0、5、10、15、20、25ug/mL测定上述溶液在525nm下的吸光度，制作标准曲线。

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