鸡血藤红色素提取工艺研究

张 凌，曹兰兰，黄媛媛，王燕霞

（江西中医学院，江西南昌 330004）

鸡血藤红色素提取工艺研究

张 凌，曹兰兰，黄媛媛，王燕霞

（江西中医学院，江西南昌 330004）

研究鸡血藤红色素溶剂提取法的最佳提取工艺。以提取液在460nm波长处的吸光值为考察指标，在单因素实验基础上，进行正交实验，考察提取温度、提取时间、液料比、溶剂pH对色素提取效果的影响。结果表明：液料比是影响色素提取效果的主要因素；溶剂浸提法的最佳提取条件为提取温度60℃、时间120min、液料比30∶1、pH2的60%乙醇溶液，最佳提取次数为3次。在此工艺条件下，鸡血藤红色素提取率为96.7%。该提取工艺稳定，可用于鸡血藤红色素的提取。

鸡血藤，红色素，提取工艺，正交实验

色素是添加剂的重要组成部分，但随着科学的发展，人们发现有些合成色素对人体产生致畸、致癌作用，挪威、美国、日本等欧洲发达国家已全面禁用在食品中使用合成色素[1-2]；而天然色素安全无毒，符合人们的生理需求，有些天然色素还具有一定的营养价值或药理作用[3]，因此，天然色素越来越受到消费者的青睐。鸡血藤（M illettia dielsiana）为豆科植物密花豆Spatholobus suberectus Dunn的干燥藤茎，主产于广西、云南、贵州、福建等地，其横切面呈红棕色，新鲜植物在切断时流出大量红棕色的液体，干燥药材其横切面呈红棕色，具有治疗血虚萎黄、麻木瘫痪、风湿痹痛等症[4]。有研究表明鸡血藤当中存在可以增色的物质[5]，但对鸡血藤红色素提取工艺研究尚未见报道。本实验以酸性乙醇为提取溶剂，对鸡血藤红色素提取工艺进行了较详细的研究。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鸡血藤 由安徽亳州科辉药业公司提供，将其粉碎备用；无水乙醇、石油醚、盐酸、乙酸乙酯、甲醇、丙酮 均为分析纯，自制双蒸水。

UV-2102 PC型紫外可见分光光度计 上海尤尼柯仪器有限公司；pHS-3C精密PH计 上海雷磁仪器厂；HH-S数显恒温水浴锅 江苏省金坛市医疗仪器厂；万能粉碎机 天津市泰斯特仪器厂；ZK-82B真空干燥箱 上海市实验仪器厂；RE-52型旋转蒸发器、循环水真空泵 上海亚荣生化仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 鸡血藤红色素的提取 准确称取2.0g鸡血藤粉于锥形瓶中，加入50m L提取溶剂，调pH，水浴恒温提取一定时间，取出，抽滤去渣，得红色素溶液，稀释至250m L，测定吸光值，滤液减压浓缩，将鸡血藤红色素进行减压干燥，得色素粉末。

1.2.2 鸡血藤红色素提取溶剂的选择 准确称取2.0g鸡血藤粉末9份于锥形瓶中，分别加入双蒸水、无水乙醇、75%乙醇、盐酸-乙醇、1mol/L盐酸、乙酸乙酯、甲醇、丙酮、石油醚各50m L，在60℃水浴回流提取45m in，抽滤收集滤液，稀释至250m L，分别用不同的提取液做空白，在紫外可见分光光度计中扫描其吸收光谱，根据吸光值的大小确定最佳提取溶剂。

1.2.3 鸡血藤红色素的光谱特征 以酸性乙醇为提取剂的鸡血藤红色素溶液，在400～700nm波长下进行扫描，确定最大吸收波长。

1.2.4 单因素实验 在其他相同的提取条件下，以提取液吸光值为考察指标，分别考察乙醇浓度（40%、50%、60%、70%、80%）、溶剂pH（1、2、3、4、5）、提取时间（30、60、90、120、150m in）、提取温度（40、50、60、70、80℃）、液料比（10∶1、30∶1、50∶1、70∶1、90∶1m L/g）对鸡血藤红色素提取效果的影响。

1.2.5 正交实验 在单因素的实验基础上，进行L9（34）的四因素三水平正交实验设计，进一步优化提取条件，实验因素水平表见表1。

表1 正交实验因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test

1.2.6 提取级数的确定[6]按正交实验的优化条件对鸡血藤红色素进行反复提取，至提取液呈无色，收集提取液，测定各次提取液体积（V）及吸光度值（A），将各次提取液合并得总体积（Va）以及总吸光值（Aa），提取率按如下公式计算：提取率=A×V/﹙Va×Aa﹚×100%，确定最佳提取次数。

2 结果与讨论

2.1 最佳提取溶剂的选择

由1.2.2的实验方法，测定最大吸收值及波长，结果见表2。从表2看出，酸性乙醇对鸡血藤红色素提取效果最好，其提取液颜色为玫红色，吸光值为0.894，因此选择酸性乙醇为最佳提取溶剂。

表2 鸡血藤红色素提取溶剂的优选Table 2 The optimum extraction solventof red pigment from Millettia dielsiana

2.2 鸡血藤红色素的光谱特征

从图1可以看出，以盐酸－乙醇作提取剂得到的色素溶液紫外最大吸收在460nm附近，因此选择在460nm处测定吸光值，考察各因素对鸡血藤红色素的提取效果。

图1 鸡血藤红色素的吸收光谱图Fig.1 Absorption spectrum of the red pigment from millettia dielsiana

2.3 单因素实验

2.3.1 乙醇浓度对鸡血藤红色素提取效果的影响

按1.2.1的实验方法，固定提取温度60℃，提取时间90min，液料比30∶1，pH 3，在乙醇浓度40%～80%范围内，以相应的提取溶剂作空白，于460nm处测定吸光值，结果见图2。

图2 乙醇浓度对色素提取的影响Fig.2 Effectof alcohol concentration on extraction of pigment

由图2可以看出，乙醇浓度为60%时，吸光值最大，提取效果最好，当继续增大乙醇浓度时，其吸光值下降，因此60%乙醇提取效果最好。

2.3.2 溶剂pH对鸡血藤红色素提取效果的影响 按1.2.1的实验方法，固定乙醇浓度60%、提取温度60℃、提取时间90m in、液料比30∶1、在pH 1～5范围内，以60%乙醇作空白，于460nm处测定吸光值，结果见图3。

图3 pH对色素提取的影响Fig.3 Effectof pH on extraction of pigment

由图3可以看出，随提取溶剂pH升高，其溶液的吸光值呈先上升后下降的趋势，在pH 3时，吸光值达到最大，当pH大于3后，吸光值逐渐下降，这可能由于pH的变化引起结构变化有关，所以本实验选择pH3的提取溶剂。

2.3.3 提取时间对鸡血藤红色素提取效果的影响按1.2.1的实验方法，固定乙醇浓度60%、提取温度60℃、液料比30∶1、pH 3、在提取时间30～150m in范围内，以pH3的60%乙醇作空白，于460nm处测定吸光值，结果见图4。

图4 提取时间对色素提取的影响Fig.4 Effect of extraction time on extraction of pigment

由图4可以看出，提取时间在90m in时，提取效果最好，随着提取时间的延长色素提取率有逐渐下降的趋势，可能由于时间过长色素遭到破坏的缘故，所以本实验选90m in为提取时间。

2.3.4 提取温度对鸡血藤红色素提取效果的影响按1.2.1的实验方法，固定乙醇浓度60%、提取时间90m in、液料比30∶1、pH 3、在提取温度40～80℃范围内，以pH3的60%乙醇作空白，于460nm处测定吸光值，结果见图5。

图5 提取温度对色素提取的影响Fig.5 Effectof extraction temperature on extraction of pigment

从图5可以看出，提取率随温度升高而呈上升趋势，但当温度达到70℃后，提取液就会出现明显的浑浊，可能是由于高温条件下杂质进一步产生，且持续高温加热也对色素产生不利影响，所以后续实验选用60℃作为提取温度。

2.3.5 液料比对鸡血藤红色素提取效果的影响 按1.2.1的实验方法，固定乙醇浓度60%、提取时间90m in、温度60℃、pH3、在液料比10∶1～90∶1范围内提取，以pH3的60%乙醇作空白，于460nm处测定吸光值，结果见图6。

由图6可以看出，液料比对提取效果影响较大，随液料比的增大，吸光值逐渐升高，考虑到液料比的增加会使溶剂消耗量增加，成本增加，综合考虑，本实验采用液料比为50∶1（m L/g）作为最佳液料比。

图6 液料比对色素提取的影响Fig.6 Effect of the ratio of solvent and material on extraction of pigment

2.4 正交实验

2.4.1 正交实验结果及极差分析 按表1正交实验设计进行实验，固定提取次数为一次，结果见表3。

表3 鸡血藤红色素提取的正交实验结果Table 3 Results of orthogonal testof red pigment extraction from Millettia dielsiana

由表3极差分析结果可以看出，在传统溶剂提取温度﹙A﹚、液料比﹙B﹚、提取时间﹙C﹚、pH﹙D﹚4个影响因素中，对鸡血藤红色素提取率影响大小顺序为：B＞D＞A＞C，即最佳提取条件为：A2B1C3D1，即所用乙醇浓度为60%，液料比30∶1，提取时间120m in，pH 2，此时提取效果最好。

2.4.2 正交实验结果的方差分析 对表3正交实验结果进行方差分析，结果如表4所示。

表4 方差分析结果Table 4 The resultof Variance analysis

由表4方差分析可知，液料比对鸡血藤红色素提取效果有显著性意义（P＜0.05），其余为不显著因素，综合各因素考虑，最佳工艺条件确定为：A2B1C3D1，即在提取温度60℃，液料比30∶1，提取时间120m in，溶剂pH2的条件下提取。

2.5 提取次数的确定

按正交实验的最佳提取方案A2B1C3D1，按1.2.6所述方法，计算提取率，结果见表5。

表5 提取次数对提取率的影响Table 5 Effectof extracting times on extraction

由表5可知，提取3次时，提取率达95%以上，可以将绝大部分色素溶出，所以最佳提取次数确定为3次。

3 结论

3.1 通过单因素及正交实验结果，确定鸡血藤红色素的最佳提取条件为：pH 2的60%乙醇，提取温度60℃，提取时间120m in，液料比30∶1，最佳提取次数为3次，在此提取条件下鸡血藤红色素的提取率达96.7%。

3.2 采用传统溶剂法提取鸡血藤红色素时，液料比对鸡血藤红色素提取率影响最为显著，其次是pH与提取温度，提取时间无显著性影响，所以为保证红色素的得率，在提取时应对各工艺参数进行严格调控。

3.3 理论上提取时间的延长可使组织细胞膨胀，细胞间隙变大，加速细胞内外液动态交换而有利于色素的提取，但本实验表明，提取时间延长反而使色素得率下降，可能是由于离开了护色基团的保护而使其分解所致，具体原因还有待进一步探讨。

[1]刘晓庚，黄敏，周家蓉.对我国林产天然食用色素研究与开发的思考[J].江西林业科技，2000（4）：40-43.

[2]吴晶，黄澜，吕圭源.天然色素的药理作用研究概况[J].时珍国医国药，2005，16（9）：915-916.

[3]赵云霞.桑葚红色素的提取纯化及性质研究[D].镇江：江苏大学，2008.

[4]陈晓军.鸡血藤的药理作用研究综述[J].中国民族民间医药，2009（11）：3-5.

[5]傅建军，张建新.鸡血藤对金鱼增色作用的研究[J].兽药与饲料添加剂，2008，13（5）：4-8.

[6]段江莲，徐建国.桑葚果渣中桑葚红色素的提取工艺研究[J].食品科技，2007（1）：134-136.

Study on extraction of Millettia dielsiana red pigment

ZHANG Ling，CAO Lan-lan，HUANG Yuan-yuan，WANG Yan-xia

（JiangxiUniversity of Traditional Chinese Medicine，Nanchang 330004，China）

To study the op timum extraction method of Millettia dielsiana red p igment by solvent method，at 460nm，using the absorbanceas as the inspect index，on the basis of sing le factor tests，orthogonal test was carried out to investigate the effects of extraction temperature，extraction time，the ratio of solvent to material and the extraction pH on extrac tion result.The results showed that the ratio of solvent to material was chief fac tors for the extraction of the p igment.The op timum extrac tion cond ition were ob tained as follows：extraction tem perature 60℃，extraction time 120m in，ratio of solvent to material 30∶1，pH2 of 60%ethanol，extraction times was 3.Under the op timum parameters，the extraction rate reached 96.7%.Conc lusion：The extraction method could be used for the extrac tion of the Millettia dielsiana red p igment.

Millettia dielsiana；red p igment；extrac ting method；orthogonalexperiment

TS201.1

B

1002-0306（2012）09-0253-04

2011－06－13

张凌（1962-），女，学士，教授，研究方向：药物成分提取分离分析。

江西省自然基金课题（2009GZY0093）。