张严磊，薛妍，宋忠兴，唐志书，王梅

(1.陕西中医药大学/陕西省中药资源产业化协同创新中心，陕西省中药基础与新药研究重点实验室，陕西　咸阳712083;

2.陕西中医药大学附属医院，陕西　咸阳712083)



超声辅助提取陕南产酸枣皮色素工艺及其性能*

张严磊1，薛妍1，宋忠兴1，唐志书1，王梅2

(1.陕西中医药大学/陕西省中药资源产业化协同创新中心，陕西省中药基础与新药研究重点实验室，陕西咸阳712083;

2.陕西中医药大学附属医院，陕西咸阳712083)

摘要：以陕南产酸枣果皮为原料，研究超声辅助法对果皮色素提取率的影响。在单因素试验基础上采用正交试验法,研究提取A(温度)、B(料液比)、C(超声功率)、D(超声时间)对酸枣皮色素得率的影响，并进一步优化超声提取的工艺。结果表明，酸枣皮色素的最佳提取工艺为温度70℃，料液比1︰25，超声功率90 W，超声时间50 min。在该条件下酸枣皮色素的提取率可达49.90 %，产品为淡褐色无定型粉末。在此基础上陕南产酸枣色素对酸碱度的稳定性较弱，但是对热、光照及氧化剂相对稳定。因此，与传统的水热碱法提取相比，超声辅助碱法提取酸枣皮色素具有时间短、得率高的特点，陕南产酸枣色素稳定性较好，有开发价值。

关键词：单因素试验；正交试验法;超声辅助；水热碱法;酸枣皮色素；提取工艺

酸枣(Ziziphusjujubeavar.spinosa)广泛分布于中国各地，尤其在北方是防风固沙和农民创收的重要树种之一。酸枣主要以采收酸枣种仁药用为主，另外还用于嫁接大枣(Z.jujuba)及水土保持上[1]。酸枣果肉等非传统药用部位目前很少被开发，而这些部位也被证明富含多种资源性成分[2]，如酸枣多糖被证明具有增强免疫功能[3]，且对小鼠急性CCl4性肝损伤具有明显的治疗作用[4]等。酸枣皮色素的提取研究已经有不少报道[5～8]，相关报道大多采用溶剂热提法，而近年研究发现，超声辅助提取法与传统的水提法相比，具有提取时间短、得率高等特点，因此在天然产物提取中被广泛使用，是提取领域的新方法与新趋势之一[9～10]。本研究项目以陕南产酸枣皮为原料，采用超声辅助碱法，提取酸枣皮色素，比较不同酸碱度、热、光、氧化剂对酸枣色素稳定性的影响，以期为陕南酸枣资源的综合开发利用提供科学依据。

1材料与方法

1.1　试验材料与仪器设备

新鲜酸枣采自陕西省澄城县，去核，大量流动自来水冲洗去果肉，果皮干燥后粉碎过200目筛备用；氢氧化钠、纯净水等均为分析纯。KQ-250DA超声波清洗仪(上海昆山超声仪表厂)；SHB-III循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)。

1.2　试验方法

1.2.1提取工艺

称取酸枣果皮粉5 g，加入0.1 mol/L氢氧化钠溶液[8]，在一定的温度下，超声提取相应时间，抽滤，滤液用盐酸调节pH为7左右，石油醚萃取除杂，减压浓缩、干燥、粉碎得酸枣色素，其产物为褐色无定形粉末。酸枣色素得率(%)=干燥后酸枣色素质量(g)/干燥的酸枣皮样品质量(g)×100 %。

1.2.2单因素试验

时间对酸枣皮色素得率的影响每份酸枣皮粉分别超声辅助提取10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min，料液比1︰25，温度50℃，超声功率50 W。

(1)料液比对酸枣皮色素得率的影响每份酸枣皮粉分别加入料液比为1︰10、1︰15、 1︰20、1︰25、1︰30的氢氧化钠溶液，超声功率50 W，温度50℃。

(2)温度对酸枣皮色素得率的影响每份酸枣皮粉温度分别设置为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，料液比1︰25，超声功率50 W。

(3)超声频率对酸枣皮色素得率的影响每份酸枣皮粉分别为超声功率50 W、60 W、70 W、80 W、90 W、100 W，料液比1︰25，温度50℃。

(4)在此基础上设计正交试验，比较不同温度、料液比、超声功率、超声时间对色素得率的影响，以确定超声辅助提取酸枣皮色素的最佳提取工艺。

1.2.3正交试验设计

根据单因素试验结果设计正交试验，正交试验因素及水平见表1。

表1　正交试验结果

注:温度(℃);超声功率(W);超声时间(min)。

2结果与分析

2.1　色素提取工艺

2.1.1超声时间对色素得率的影响

不同提取时间酸枣皮的色素得率结果见图1。

由图1可知，在料液比1︰25，温度50℃，超声功率50 W的条件下，当时间超过40 min 后，得率趋于稳定，从而选择40 min为试验时间。

2.1.2料液比对色素得率的影响

不同料液比酸枣皮的色素得率结果见图2。

图1　超声时间对色素得率的影响

由图2可知，在温度为50℃，超声功率为50 W的条件下，料液比对酸枣皮色素的得率影响较大，当料液比大于1︰25时，得率趋于稳定，因此选择1︰25为试验的最佳料液比。

图2　料液比对色素得率的影响

2.1.3温度对色素得率的影响

不同提取温度下酸枣皮的色素得率结果见图3。

图3　温度对色素得率的影响

由图3可知，在料液比为1︰25，超声功率为50 W的条件下，温度超过60℃后，色素得率变化趋于稳定，从而选择60℃为最佳试验温度。

2.1.4超声功率对色素得率的影响

不同超声功率酸枣皮的色素得率结果见图4。

图4　超声频率对色素得率的影响

由图4可知，在料液比为1︰25，温度50℃的条件下，酸枣皮色素的得率随着超声功率的增加而增加，当超声功率达到80 W时,得率趋于稳定，从而选择超声功率80 W为最佳试验功率。

2.1.5正交试验

在单因素试验的基础上，以提取温度、料液比、超声功率为因素设计正交试验，试验结果见表1。

对影响酸枣皮的色素得率的温度、料液比、超声功率和超声时间等5个因素3个水平的正交试验结果进行统计分析，由表1中R值可以看出，对酸枣皮色素得率的影响由大到小依次为C(超声功率)>D(提取时间)>A(提取温度)>B(料液比)；从K值来看，温度70℃，料液比1︰25，超声功率90 W，提取时间50 min时的酸枣皮色素得率最好。根据正交试验结果，初步确立酸枣皮色素最佳条件为A3B2C3D3，即温度70℃，料液比为1︰25，超声功率90 W的条件下提取50 min，酸枣皮色素的提取得率最高，可达49.96 %。

2.1.6正交试验最佳条件验证及与水热法比较试

验结果

按最佳条件A3B2C3D3进行酸枣皮色素超声辅助提取的重复验证试验，结果表明，最佳条件下色素的提取率结果稳定；对比试验则表明，超声辅助提取法的提取效率大大高于传统的水热提取法(表2)。

表2　验证试验及对比试验结果

注：~表示没有使用超声。

2.2　色素性质研究

2.2.1酸枣皮色素紫外光谱特性

不同波长下酸枣皮色素的吸光值结果见图5。

图5　色素紫外全波长扫描结果

由图5可知，最大吸收值出现在225 nm波长处，从而确定225 nm为酸枣皮色素的最佳紫外吸收波长。

2.2.2酸枣皮色素耐酸碱度试验

准确称取等量的色素溶液，分别在酸度计上准确调节pH值为1～12，并在225 nm处测定其吸光度，吸光值的变化结果见图6。

图6　色素耐酸碱试验结果

由图6可知，酸枣皮色素对酸和碱不稳定，酸对色素有减色作用，碱对色素有增色作用。

2.3　酸枣皮色素的稳定性

2.3.1温度对酸枣皮色素稳定性影响

不同温度的酸枣皮色素的吸光值结果见图7。

图7　色素耐热试验结果

由图7可知，适度的升温对色素有增色作用。不过色素的吸光度值随温度的变化总体变化不明显，这说明酸枣皮色素对热比较稳定。

2.3.2光照时间对酸枣皮色素稳定性影响

取适量色素，配成色素溶液，在室温下自然光照射0 h、24 h、48 h、72 h后，测定其在225 nm处的吸光度，结果见图8。

图8　色素耐光试验结果

由图8可知，随着光照时间增长，色素溶液的吸光度有变化，但只是略有变化，这说明酸枣皮色素对光比较稳定。

2.3.3氧化剂对酸枣皮色素稳定性影响

取一定量的色素溶液，加入不同浓度H2O2的色素溶液，在室内放置不同时间，其吸光度结果见表3。

表3　氧化剂对酸枣皮色素稳定性试验结果

由表3可知，氧化剂的加入对色素有增色作用，随着氧化剂浓度增加吸光值越大，相同浓度的氧化剂，酸枣皮色素的吸光值随时间变化只有略微的改变，说明酸枣皮色素对氧化剂相对稳定。

3结论

超声辅助碱法提取酸枣皮色素的最佳条件为,温度70℃，料液比1︰25，超声功率90 W，提取时间50 min，酸枣皮色素的提取得率最高可达49.90 %，结果稳定。

与传统的水热提取法相比，超声辅助提取法能在大大缩短提取时间的同时，提高提取效率，是酸枣皮色素提取的一条高效途径。

野酸枣皮色素对酸碱的稳定性较差，酸性条件对色素有减色作用，碱性条件对色素有增色作用；野酸枣皮色素对光和热较稳定；氧化剂的加入对色素有增色作用，但是色素对同一氧化强度的氧化剂相对稳定。

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Ultrasonic-assisted Extraction Process and Properties of

Jujube Peel Pigment Produced in South Shaanxi

ZHANG Yan-lei1，XUE Yan1,SONG Zhong-xing1, TANG Zhi-shu1, WANG Mei2

(1.Shaanxi University of Chinese Medicine/Shaanxi Collaborative Innovation Center of Industrialization of Traditional Chinese Medicine Resources;

Shaanxi Key Laboratory of New Drugs and Bioactive Constituents of Traditional Chinese Medicine, Xianyang Shaanxi 712083，P.R.China;

2.The Affiliated Hospital of Shaanxi University of Chinese Medicine，Xianyang Shaanxi 712083，P.R.China)

Abstract:Taking the jujube peel from south of Shaanxi as raw material，to study effect of ultrasonic method on Pigment extraction.On the basis of single factor experiment，using orthogonal experimental method to study the effect of A (extraction temperature)，B (solid-liquid ratio)，C (ultrasonic power)，and D(ultrasonic time)on yield of jujube skin pigment and to further optimize the ultrasonic extraction process.The results showed that the best extraction technology of jujube peel pigment is a temperature with 70℃，liquid ratio with 1︰25，ultrasonic power with 90 W，and ultrasonic time with 50min.Under this condition， the yield of jujube skin pigment extraction rate could reach to 49.90 %，and the product is light brown powder.At this condition，the stability of jujube pigment to acidity was weak，but that to thermal，light and oxidant was relatively stable.Therefore，compared with the traditional hydrothermal alkali extraction，the ultrasonic assisted alkali method has the characteristics of high yield rate of peel jujube pigment with short time， and the pigment extracted from jujube in south of Shaanxi has good performance on stability with high market value.

Key words:single factor experiment;orthogonal experimental method;ultrasonic-assisted extraction;hydrothermal alkali extraction;jujube skin pigment;extraction technology

通讯作者简介：王梅(1971-)，女，主任药师，主要从事中药加工与利用研究。E-mail:wangm1379@163.com

作者简介：第一张严磊(1984-)，男，博士，讲师，主要从事中药资源产业化开发与利用研究。E-mail:nwuzyl@163.com

基金项目：陕西省科技统筹创新工程计划项目(2011KTCL03-05)，陕西省教育厅产业化中试项目(2010JC05)。

*收稿日期：2015-05-20

中图分类号：S 665.1

文献标识码：A

文章编号：1672-8246(2016)01-0057-05