桑葚花青素的富集纯化工艺研究

李俊儒 张彩 王静霞 段琼 吴李川

摘 要：桑葚营养价值极高，除了能满足人们摄取维生素的需求外，现也作为提取花青素的重要原料之一不仅被广泛地应用于医药和食品领域。作为一种天然色素，桑葚花青素的富集纯化作业质量和作业效率近年来也受到了社会各界的高度关注，为此本文主要阐述了桑葚花青素的几种提取方式，并对其富集纯化工艺进行了深入探析，在提高纯化作业质量和效率的基础上，为国家和社会可持续发展目标的实现奠定良好基础。

关键词：桑葚花青素;提取方式;富集纯化;工艺研究

Abstract：Because of its rich nutritional value， mulberries not only meet peoples needs for vitamin extraction， but also are widely used as one of the important raw materials to extract anthocyanins， and are widely used in the field of medicine and food. As a kind of natural pigment， enrichment and purification of operating quality and operating efficiency of mulberry anthocyanins also received high attention from all sectors of society in recent years， this paper mainly expounded the extraction ways of mulberry anthocyanins， and carried on the thorough analysis of its enrichment and purification technology， so on the basis of improve the working quality and efficiency of the purification， for the state and society to achieve the goals of sustainable development to lay the good foundation.

Key words：Mulberry anthocyanins; Extraction method; Enrichment and purification; Technology research

中圖分类号：TS264.4

1 桑葚花青素提取的方法概述

花青素是以糖苷键结合而成的，是具有黄酮典型结构的2-苯基并吡喃阳离子结构衍生物，与其他作物相比，桑葚中花青素含量较为丰富[1]，提高纯化过程中的提取率和纯化纯度，在促进企业进一步发展中发挥了重要作用，如何有效提高花青素提取质量和效率现已成为各基层产业机构和相关主管部门的核心发展方向，就目前来看常见的提取方式主要有以下几种。

1.1 溶剂提取法

从某方面而言，作为桑葚花青素最传统的提取方式，溶剂提取虽然具有操作简单、对设备要求不高的显著优势，但与其他提取方式相比，这种方式不仅消耗的提取时间过长，其提取效率也相对较低，对于企业整体发展而言是极为不利的。就目前来看，在溶剂提取法应用过程中，水、乙醇、甲醇、丙酮或混合溶剂是常见的溶剂类型，将一定浓度的盐酸、三氟乙酸或柠檬酸等酸加入到提取剂中，也是现阶段基层产业机构和相关主管部门提高提取率的重要手段。从某方面而言，我国对于桑葚花青素的溶剂提取研究主要集中在提取工艺参数的优化上，参照《桑葚花青素的富集纯化工艺研究》[2]，提取剂使用量维持在1∶10～1∶14（g/mL），温度控制在35～75 ℃，提取时间控制在2～3 h，能有效提高花青素提取质量和提取效率，最终为预期提取目标的实现奠定良好基础。

1.2 超声辅助提取法

简单来讲，超声辅助提取法主要利用的是超声波机械振动及空化作用，与溶剂提取法相比，超声辅助提取法是一种物理提取方式，在提取作业过程中不会破坏花青素结构，花青素的提取量也不会受到影响，与其他提取方式相比，这种方式不仅能有效缩短提取时间、提高提取效率，适用范围也相对较广，且设备简单易操作。随着近年来各单位机构对花青素需求量的持续上升，超声辅助提取法也得到了广泛应用，此外经大量实践科研探析可知，在提取不同桑葚果实内花青素含量时，基层产业机构和相关主管部门的工作人员需根据探究实验，找到最佳的提取条件，为预期提取效率的提高奠定良好基础。

1.3 微波辅助提取法

在桑葚花青素提取过程中，微波辅助提取也是一种最常用的提取方式，即在较高的微波频率下，植物细胞内温度迅速上升，可利用细胞内外渗透压的不同，使细胞壁破裂或结构疏散，从而为胞外溶剂渗入到细胞内创造良好条件，与其他提取方式相比，这种方式虽然能有效提高花青素提取质量和效率、缩短提取时间，但局部过热也会导致桑葚花青素降解，因此微波辅助提取法常用于黄酮类、多酚类等少量物质的提取中。就目前来看，通过参照《桑葚花青素的富集纯化工艺研究》[2]，在料液比为1∶20（g/mL）、乙醇体积分数为75%、pH=1、微波功率540 W和提取时间为100 s的提取条件下，花青素提取量会大幅度增加，此外与溶剂提取法相比，微波辅助提取不仅能有效提取花青素，对于企业的整体发展而言也是极为有利的。

2 桑葚花青素的富集纯化工艺研究的基本概述

2.1 实验材料与设备

就目前而言，随着近年来对花青素需求量的持续增加，国家开始大面积种植桑葚，其中浙江省安吉县作为桑葚大型种植基地，种植了各种各样的桑葚品种，为此选择当地品种进行提取对比是极为必要的。在提取作业过程中，常用的仪器设备有以下几种，即：循环水式多用真空泵、超声波仪器、旋转蒸发器、升降恒温水浴锅、电子分析天平、pH计、大孔吸附树脂、无水乙醇、盐酸、氯化钾、醋酸钠、氢氧化钠与冰醋酸。

2.2 桑葚花青素的富集纯化工艺

2.2.1 大孔树脂法纯化工艺概述

就目前来看，在富集纯化作业过程中，大孔树脂法纯化工艺具有极高的应用率，简单来讲它主要是将树脂的吸附性和筛选性相结合，对目标成分进行分离，从而获得纯度较高的花青素。与其他几种纯化工艺相比，大孔树脂法具有操作简易、生产成本低以及可重复利用的显著优势，是当前应用率极高的一种纯化方式，不仅可有效分离出纯度较高的桑葚花色苷纯化物，也从根本上满足现阶段各领域对于花青素的基本需求。经大量调研数据分析可知，大孔树脂的孔径、比表面、极性等因素会对花青素纯化效果造成一定影响，其中AB-8型大孔树脂是应用最多的树脂，而XAD-7HP是应用较好的大孔树脂，在对大孔树脂进行筛选时，基层产业机构需严格按照如下筛选步骤，即“将经过处理的树脂和桑葚浓缩液加入到50 mL的锥形瓶中→封口→置于阴暗处1 d→在最大波长下测定滤液的吸光度→计算各树脂吸附率→将树脂置于pH为（4±0.1）的60%乙醇溶液中→静置1 d→在最大吸收波长下测定解吸液的吸光度→计算解吸率”选择出最佳的大孔树脂。

2.2.2 高速逆流色谱法

作为一种液液分配色谱技术，高速逆流色谱法不仅能有效提高纯化作业质量和作业效率，与此同时在促进企业进一步发展中也发挥了重要作用，与大树脂吸附法相比，高速逆流色谱无需用固体支撑体来保留固定相，规避了不可逆吸附、失活和变性等问题的再次发生。与其他纯化作业方式相比，高速逆流色谱分离不光具有制作成本低、纯化作业量大的显著优势，也能获得高纯度的分离组分，为工业化可持续发展目标的实现创造了良好条件。在高速逆流色谱法应用过程中，洗脱溶剂浓度、洗脱溶剂酸度以及洗脱溶剂流速对于纯化工作质量和效率的影响力也不容忽视，故为从根本上有效提高作业质量和作业效率，在进行洗脱溶剂浓度选择时，相关工作人员需将已经吸附花青素的树脂分别置于相同体积但溶剂浓度不同的pH为（4±0.1）的乙醇溶液中静置1 d[3]，而后通过测量洗脱液的吸光度选择出最佳的洗脱液浓度;在进行洗脱溶剂酸度选择时，相关工作人员需将已经吸附花青素的树脂分别置于体积相同但溶剂酸度不同的乙醇溶液中静置1 d，而后通过测量洗脱液的吸光度选择最佳的洗脱液酸度;在进行洗脱溶剂流速选择时，相关工作人员可采用树脂湿法装柱，而后将桑葚浓缩液加入其中并使两者充分融合，4 h后分别用不同的流速进行洗脱处理，最后通过测定最大吸收波长下洗脱液的吸光度，找到最佳的流速值。

2.2.3 膜分离法

简单而言，在桑葚花青素富集纯化作业过程中，膜分离法也是一种常见的提取方式，具体而言其提取原理如下，即在分子水平上，不同粒徑分子混合物通过半透膜时，透过性存在一定差距，可利用这种差距，实现选择性分离纯化。

3 结语

简而言之，在当前花青素需求量持续增加的新产业时代背景下，桑葚作为最佳的提取物，为从根本上有效提高提取质量和提取效率，工作人员需加大对各项试验数据的深入探析，从而在找到最佳提取数据的基础上，为预期提取目标的实现奠定良好基础。

参考文献：

[1]于 萍，赵 煜，于长青，等.沙棘紫苏油软胶囊降血脂功能保健食品的研制[J].中国食物与营养，2013（8）：52-55.

[2]蔡荣荣，姜东青，贾姗姗.桑葚花青素的富集纯化工艺研究[J].通化师范学院学报，2015，36（2）：49-50.

[3]李冬香，陈清西.桑葚功能成份及其开发利用研究进展[J].中国农学通报，2019，12（15）：166-169.