結(jié)果表明,酶輔助超聲波提取法具有時(shí)間短、溶劑用量小、效率高等優(yōu)點(diǎn),可用于藍(lán)莓花青素資源的最大化應(yīng)用。
藍(lán)莓(Vaccinium vitisidaea)為杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(Vaccinium. spp)多年生落葉或常綠灌木。藍(lán)莓原產(chǎn)北美洲,是地球上少有的真正藍(lán)色食物之一。藍(lán)莓果實(shí)集營養(yǎng)保健于一身,果皮中富含的活性物質(zhì)—花青素,具有很強(qiáng)的抗氧化、抗腫瘤、增強(qiáng)心血管功能等作用。此外,藍(lán)莓花青素對(duì)改善人的弱視具有專一的功效。藍(lán)莓適于鮮食,更適于加工成果汁飲料、果酒飲品等。據(jù)報(bào)道只有13%~23%的花青素在于巴氏殺菌的藍(lán)莓果汁中,而大約42%存留在果渣中;我國的藍(lán)莓商品化主要為初級(jí)加工產(chǎn)品,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢棄果渣。因此,為了更加充分利用藍(lán)莓花青素資源,有必要對(duì)藍(lán)莓果渣中花青素的提取工藝進(jìn)行研究,從而獲得一種高效、節(jié)能、安全的藍(lán)莓果渣中花青素提取方法。
目前,藍(lán)莓中花青素的提取方法有水提取、有機(jī)溶劑提取、超臨界流體提取和酶輔助提取等方法。水提法成本低,但提取率差,原料利用率不高,資源浪費(fèi)嚴(yán)重;有機(jī)溶劑易對(duì)環(huán)境及操作者產(chǎn)生危害;超臨界流體法雖提取率高,但因設(shè)備昂貴,普及受限制。已經(jīng)報(bào)道的酶輔助提取方法較多,但多在強(qiáng)酸性條件下實(shí)施,對(duì)于藍(lán)莓資源深入應(yīng)用有極大的制約。為此,本研究以超聲波為動(dòng)力,利用酶解方法提取藍(lán)莓果渣中花青素。本法操作簡便,提取效率高,為藍(lán)莓資源充分利用提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 原料
藍(lán)莓購自大興安嶺地區(qū)加格達(dá)奇市。
1.2 儀器與試劑
多功能勻漿機(jī),SHIMADZU UV-2550 型紫外可見分光光度儀,電子天平,DK-9821 電子恒溫水浴鍋,SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵,RE-52AA 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀水浴槽。纖維素酶(30 U·mg-1)、果膠酶(5 U·mg-1)及中性蛋白酶(15 U·mg-1)(上海賀寶化工有限公司);95%食用酒精(哈爾濱市釀酒廠);其他試劑均為分析純試劑。
1.3 酶-超聲波輔助提取工藝參數(shù)單因素優(yōu)化試驗(yàn)
精確稱取藍(lán)莓果渣5 g,加入水于勻漿機(jī)中勻漿2 min,將勻漿液轉(zhuǎn)移到具塞三角瓶中,以超聲波為動(dòng)力,分別考察加入酶的不同類別(果膠酶、纖維素酶、中性蛋白酶及不同復(fù)合酶)、超聲波功率(50、100、150、200 和250 W)、不同溫度條件(30、40、50 和60 ℃)、酶用量(2、5、8、10 和15 mg·g-1)、培養(yǎng)提取時(shí)間(10、15、20、25、30和50 min)對(duì)果渣中花青素提取的影響,從而確定最優(yōu)的提取條件。然后,向體系中補(bǔ)充加入95%的食用酒精,進(jìn)一步超聲波強(qiáng)化提取,提取液經(jīng)離心、過濾后定容,測定花青素含量。
1.4 酶-超聲波輔助提取工藝參數(shù)正交試驗(yàn)優(yōu)化
上述單因素試驗(yàn)結(jié)果表明,采用纖維素酶-超聲波輔助提取藍(lán)莓果渣最合適,超聲波最適功率為200 W,隨后補(bǔ)充加入乙醇至40%濃度強(qiáng)化提取10 min,在此條件下以酶輔助提取溫度(A)、酶用量(B)、料液比(C)和酶培養(yǎng)時(shí)間(D)為考察因素,對(duì)提取工藝采用L9 正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)研究,從而確定最佳的提取條件。
3 結(jié)論
花青素又稱花色素,是一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素,屬黃酮類化合物,花青素作為一種天然食用色素,具有安全、無毒、資源豐富、藥理作用顯著的特點(diǎn),在食品、化妝、醫(yī)藥等方面有著巨大的應(yīng)用潛力。試驗(yàn)結(jié)果表明,纖維素酶輔助提取花青素的效果最好,其最佳工藝條件為:溫度50℃,酶用量5mg·g- 1,以料液比1: 10 加入水培養(yǎng)提取20min,然后補(bǔ)充加入乙醇,使得體系中乙醇濃度為40%,強(qiáng)化提取10 min,所得藍(lán)莓果渣中花青素的提取率為4.12%。但在使用酶- 超聲波輔助培養(yǎng)提取過程中,需要注意的是花青素的提取率并不是隨著超聲波功率的增加而提高。功率過高反而會(huì)造成提取率的下降。酶-超聲波輔助提取藍(lán)莓果渣中花青素的方法是一個(gè)利用現(xiàn)代生物技術(shù)和物理技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)的方法,具有提取率高、工藝簡單、條件溫和等特點(diǎn),其應(yīng)用前景廣闊。