1、安徽科技学院学报,2 0 2 3,3 7(3):6 9-7 5 J o u r n a l o fA n h u iS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yU n i v e r s i t y 收稿日期:2 0 2 2-1 1-1 8基金项目:国家自然科学基金(3 1 9 0 1 6 1 7);国家级大学生创新创业训练计划项目(2 0 2 2 1 0 8 7 9 0 9 3,2 0 2 1 1 0 8 7 9 0 4 7);安徽省高校优秀青年人才支持计划重点项目(g x y q Z D 2 0 2 1 1 2 5);安徽科技学院优秀人才项目(X J Y X
2、R C 2 0 2 1 0 1);安徽科技学院稳定人才项目(S PWD 2 0 2 1 0 1)。作者简介:陈浩(1 9 9 7-),男,安徽合肥人,硕士研究生,主要从事食品加工与安全研究。通信作者:陈春旭,副教授,E-m a i l:c c x 1 2 0 51 2 6.c o m。黑玉米芯花色苷提取工艺优化及其抗氧化特性研究陈 浩1,韩天祥1,徐佳铭1,刘文卓1,李俊杰1,赵 哲1,陆荣华2,李先保1,陈春旭1*(1.安徽科技学院 食品工程学院,安徽 凤阳 2 3 3 1 0 0;2.安徽伟宏食品有限公司,安徽 蚌埠 2 3 3 0 0 0)摘 要:目的:研究黑玉米芯花色苷的最优提取工艺及
3、其抗氧化活性。方法:以提取时间、提取温度、乙醇添加量、黑玉米芯粉末与提取液的料液比为变量,花色苷含量为评价指标,利用响应面试验确定相关因素的最佳数值,并结合单因素试验进行验证,最终确定最佳提取工艺。此外,通过对自由基清除率的研究,评价黑玉米芯花色苷的抗氧化能力。结果:在最优提取工艺为料液比11 3(m/V)、提取温度4 8.9、提取时间2.9h、8 2%乙醇(含1%甲酸)添加量的条件下,黑玉米芯花色苷的含量约为(3 6 3.1 5 1 3.3 5)m g/L,且黑玉米芯花色苷具有显著的D P P H、A B T S自由基清除能力(P0.0 5)。结论:在最佳提取条件下,提取液中黑玉米芯花色苷的
4、含量较高,并且有较强的抗氧化能力,该研究对黑玉米芯花色苷的生物活性研究及应用具有一定的理论指导意义。关键词:黑玉米芯;花色苷;提取工艺;抗氧化中图分类号:T S 2 0 1.1文献标志码:A文章编号:1 6 7 3-8 7 7 2(2 0 2 3)0 3-0 0 6 9-0 7开放科学(资源服务)标识码(O S I D):D O I:1 0.1 9 6 0 8/j.c n k i.1 6 7 3-8 7 7 2.2 0 2 3.0 0 2 7O p t i m i z a t i o no f e x t r a c t i o np r o c e s sa n da n t i o x i
5、 d a n tf u n c t i o no fa n t h o c y a n i n s f r o mb l a c kc o r n c o bCHE N H a o1,HANT i a n x i a n g1,XUJ i a m i n g1,L I U W e n z h u o1,L I J u n j i e1,Z HAOZ h e1,L UR o n g h u a2,L IX i a n b a o1,CHE NC h u n x u1*(1.C o l l e g eo fF o o dE n g i n e e r i n g,A n h u i S c i e
6、 n c ea n dT e c h n o l o g yU n i v e r s i t y,F e n g y a n g2 3 3 1 0 0,C h i n a;2.A n h u iW e i h o n gF o o d sC o.,L t d.,B e n g b u2 3 3 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:O b j e c t i v e:T o i n v e s t i g a t e t h eo p t i m a l e x t r a c t i o np r o c e s s o f a n t h o c y a n i
7、 n f r o mb l a c kc o r n c o ba n di t sa n t i o x i d a n tp r o p e r t i e s.M e t h o d s:T h ee x t r a c t i o nt i m e,e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e,t h ec o n t e n to fe t h a n o l,t h em a t e r i a l-t o-l i q u i d r a t i ow e r eu s e da sv a r i a b l e s.I n t h em e a
8、 n t i m e,t h e a n t h o c y a n i nc o n t e n t o fe x t r a c t i o ns o l u t i o nw a su s e dt od e t e r m i n e t h eo p t i m a l v a l u e so f t h er e l e v a n t f a c t o r sb yr e s p o n s es u r f a c et e s t i n g.I na d d i t i o n,t h e a n t i o x i d a n t c a p a c i t yo f
9、 b l a c kc o r n c o ba n t h o c y a n i nw a s e v a l u a t e db y t h e s t u d yo ft h e f r e er a d i c a ls c a v e n g i n gr a t e.R e s u l t s:T h eo p t i m a le x t r a c t i o np r o c e s sw a sl i s t e da sf o l l o w s:b l a c kc o r n c o bp o w d e r e x t r a c t i o ns o l u
10、t i o n=11 3(m/V),e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r eo f4 8.9,e x t r a c t i o nt i m eo f 2.9h,e x t r a c t i o ns o l u t i o no f8 2%e t h a n o ls o l u t i o nc o n t a i n i n g1%f o r m i ca c i d.T h ec o n t e n to fb l a c kc o r n c o ba n t h o c y a n i nw a sa b o u t(3 6 3.1 51
11、 3.3 5)m g/L.M e a n w h i l e,b l a c kc o r n c o ba n t h o c y a n i nh a ds i g n i f i c a n tD P P H a n dA B T Sf r e er a d i c a ls c a v e n g i n ga b i l i t y(P0.0 5).C o n c l u s i o n:U n d e rt h eo p t i m a l e x t r a c t i o nc o n d i t i o n s,t h eh i g hc o n t e n to fb l
12、a c kc o r n c o ba n t h o c y a n i nh a sas t r o n ga n t i o x i d a n ta b i l i t y.T h i ss t u d ym a yp r o v i d ec e r t a i nt h e o r e t i c a lg u i d a n c ef o rt h es t u d yo ft h eb i o l o g i c a la c t i v i t yo fb l a c kc o r n c o ba n t h o c y a n i n.K e yw o r d s:B l
13、 a c kc o r n c o b;A n t h o c y a n i n;E x t r a c t i o np r o c e s s;A n t i o x i d a t i o n玉米又称玉蜀黍,是禾本科玉米属的草本植物1,为我国第二大主要粮食作物2。黑玉米作为玉米中的一个特殊种类3-4,因其表皮、穗、芯等部位存在大量具有药理和营养功效的色素物质,已成为当前研究的热点5。与其他含有黑色素的植物相比,黑玉米中的色素含量相对较高6-7,在延缓衰老、降血糖、抗肿瘤、调节血脂等方面功效突出8-9。此外,相较于其他部位黑玉米芯的花色苷不仅含量更高而且种类也更为丰富,如黑玉米芯除了含有
14、1 0种常见的花色苷(飞燕草素、矢车菊素、矮牵牛素、天竺葵素、芍药素、锦葵素、飞燕草-3-O-葡萄糖苷、矢车菊-3-O-葡萄糖苷、矢车菊-3-丙二酰基葡萄糖苷、芍药-3-O-葡萄糖苷),还具有锦葵-3-O-葡萄糖苷等特殊结构的花色苷1 0。然而,由于天然高分子木质素及纤维素为黑玉米芯的主要成分,导致其无法被直接食用,难以发挥其生物价值1 1-1 2。因此,本研究旨在探究黑玉米芯花色苷的提取工艺和其抗氧化功能,以单因素及响应面试验优化提取工艺,并通过检测黑玉米芯花色 苷对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(D P P H)和2,2 -联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(A B T S)自由
15、基的清除率来研究其抗氧化特性,为提高黑玉米芯利用率、开发高价值黑玉米芯花色苷产品提供理论支撑。1 材料与方法1.1 供试材料无水乙醇、盐酸(国药集团化学试剂有限公司);甲酸(A R,麦克林试剂有限公司);醋酸、氯化钾、磷酸盐缓冲液(麦克林试剂有限公司);1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(D P P H,美国S i g m a公司);抗坏血酸(VC,美国S i g m a公司);2,2 -联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(A B T S,美国S i g m a公司)。1.2 试验仪器P 9 0 1型酸度计测定仪(上海佑科仪器仪表有限公司);UV-1 8 0 0紫外可见分光光度计(上海继
16、谱电子科技有限公司);J M-A电子天平(上海精天电子仪器有限公司);HH-G 2型数显恒温水浴锅(常州普天仪器制造有限公司);G L-2 0 B型高速冷冻离心机(上海圣科仪器设备有限公司);DHG-9 0 3 0 A型电热恒温鼓风干燥箱(上海三发科学仪器有限公司)。1.3 试验方法1.3.1 黑玉米芯花色苷的提取 将黑玉米在4 5干燥至恒重,去除籽粒、皮、穗等组织并粉碎,过8 0目筛备用。称取5 0g黑玉米芯粉,按照11 5g/m L的料液比将其加入8 0%乙醇溶液(含1%甲酸)中,5 0水浴3h,50 0 0r/m i n离心1 0m i n,取上清液旋蒸、冻干,制得黑玉米芯花色苷粉末1 3。1.3.2 黑玉米芯花色苷含量测定 以p H示差法测定黑玉米芯花色苷含量1 4-1 5,将黑玉米芯提取液置于5 3 0、7 0 0n m下测定吸光度,根据标准品(矢车菊素-3-O-葡萄糖苷)计算提取液中黑玉米芯花色苷含量。1.3.3 黑玉米芯花色苷的单因素提取试验 取一定量的黑玉米芯粉末与提取溶液分别按料液比15、11 0、11 5、12 0、12 5g/m L进行混合,分别使用含1%甲酸的乙
