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菠萝皮水溶性色素提取工艺研究及其成分检识

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摘要：为菠萝皮能够有效利用，以水为提取剂，以超声波为辅助提取手段，通过正交试验研究确定超声波辅助提取菠萝皮水溶性色素的最佳提取工艺。同时以经典化学成分定性检识方法，初步研究其水溶性色素所含化学成分类型。结果表明：超声波功率600W，浸提时间30min，料液比1∶30（g/mL）为最优提取工艺条件。菠萝皮中的水溶性色素中含有黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇类化合物，低浓度的花色素，低浓度的5-羟基黄酮及2’-羟基查尔酮类物质。

论文关键词：超声波,菠萝皮,水溶性色素,提取,化学成分

天然色素的应用具有悠久的历史，但自从1856年合成色素问世以来，食用合成色素很快占据了优势。近年来人们发现，很多合成色素具有不同程度的慢性毒性、致癌性和致畸性。因此，寻找更加安全健康的天然色素资源，是当今发展趋势。目前，天然色素已经应用于食品着色如防腐剂[4-5]、染料着色如纺织染料[6-7]、医药保健、化妆品、日化领域如光敏型太阳能[8]和指示剂[9-10]等方面。

菠萝皮中含有较多的黄色素，将菠萝皮作为天然食用色素的提取原料，可以使菠萝废弃物得以利用，提高菠萝附加价值，拓宽天然色素提取渠道。此试验对菠萝皮中水溶性色素的提取和化学成分类型进行了研究，为色素加工提供理论参考。

1材料与方法

1.1试验材料

菠萝皮：将从市场买回的菠萝洗净，晾干，取皮，处理后作为试验原料。

1.2主要仪器和设备

DHG-9245A电热恒温鼓风干燥箱：金坛市盛蓝仪器制造有限公司；高速中药粉碎机：浙江屹立工贸有限公司；UV-2550紫外可见分光光度计：日本岛津公司；JU-6224超声波仪：上海杰恩普超声设备有限公司；SHB-III水式循环真空泵：郑州长城科工贸有限公司；TD-80-213离心机：上海凌仪实业有限公司。

1.3试验方法

1.3.1工艺流程

菠萝洗净→晾干→取皮→60℃烘干→粉碎→过筛→提取→抽滤→离心→上清液→测定。

1.3.2菠萝皮干粉的制备

菠萝皮60℃干燥48h，干燥后的菠萝皮粉碎并过150目筛，用避光容器封存。

1.3.3最大吸收波长的确定

称取菠萝皮干粉1g，加入30mL的纯水，480W的超声波震荡15min，抽滤后，滤液在1500r/min下离心5min。取3mL上清液稀释至50mL，用紫外分光光度计在200～600nm下进行光谱扫描，以确定波长。

1.3.4菠萝皮水溶性色素提取方法

称取1.0g菠萝皮干粉，以纯水为提取剂，在合适的超声波功率、浸提时间和料液比下进行提取。提取结束后抽滤，滤液在3000r/min下离心10min。取上清液3mL稀释至50mL，用于测定。

1.3.5水溶性色素的化学类型检识

（1）盐酸-锌粉试验。1mL的提取液中加入1mL甲醇和少量锌粉，振荡后加入5滴浓盐酸，观察溶液所发生的变化。再进行空白试验，即不加入锌粉，其他操作不变。

（2）硼酸试验。1mL的提取液中加入1mL甲醇，再加入适量的草酸和硼酸，观察现象。

（3）碱性试验。1mL的提取液中加入1mL甲醇，再加入几滴的氢氧化钠，观察现象。

2结果与分析

2.1菠萝皮水溶性色素的紫外可见吸收光谱

按1.3.3中试验方法扫描菠萝皮水溶性色素的紫外可见吸收光谱，见图1。结果表明，在287nm处有最大吸收峰。

2.2单因素试验结果与分析

2.2.1超声波功率比对水溶性色素提取效果的影响

称取菠萝皮干粉1.0g，料液比1∶30（g：mL），超声波功率分别设置为480W、600W、720W、840W、960W，金融保险专业论文浸提时间25min。结果见图2，随着超声波功率的增大，吸光度先增高后降低，在功率720W后趋于平衡。当超声波功率为600W时，吸光度最大，提取效果最好。

2.2.2浸提时间对水溶性色素提取效果的影响

称取菠萝皮渣干粉1.0g，超声波功率600W，料液比1∶30（g∶mL），分别将浸提时间设定为15min、20min、25min、30min、35min。结果见图3，浸提25min时，吸光度最大，然后，随着时间的增加，吸光度值降低，说明长时间浸提可能对色素造成损失。

2.2.3料液比对水溶性色素提取效果的影响

称取菠萝皮干粉1.0g，超声波功率600W，料液比（g：mL）分别为1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60，浸提25min。结果见图4，随着料液比的降低，提取剂的增加，吸光度值逐渐降低，在料液比为1∶40时，吸光度斜率发生转折。从降低成本考虑，选择1∶40料液比为最佳。

2.3正交试验结果与分析

根据单因素试验结果，对超声波功率、浸提时间及料液比各选取3个适