超声波辅助提取黑芝麻中黑色素的研究

□ 李艳霞 江苏食品药品职业技术学院

黑色食品即凡有黑色素种皮的食品。如黑豆、黑米、黑芝麻以及黑木耳等[1]。现代医学认为：黑色食品营养丰富，具有补肾防衰老、乌发美容等功效。经大量研究表明，黑色食品中黑色素发挥了积极作用，并且黑色素也是一种纯天然的食用色素[2]。

本文以黑芝麻为研究对象，通过超声波辅助提取黑芝麻黑色素，采用高效液相色谱法测定其中的黑色素含量，为黑色食品黑色素的提取、产品的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黑芝麻，市售；黑色素标准品，甲醇、无水乙醇、盐酸：分析纯，实验用水为超纯水。

1.2 仪器与设备

Agilent1260高效液相色谱仪：杭州瑞析科技有限公司；超声波KQ-250DA：杭州大卫科教仪器有限公司；FA2204B型电子天平：杭州科美公司。

1.3 方法

1.3.1 黑芝麻中黑色素的提取流程及操作步骤[3-4]

原料→除杂→粉碎→乙醇浸提→过滤→提取液→干燥→成品

将原料黑芝麻去除杂质，粉碎过100目筛，精确称取1 g样品按料液比1∶30加入60%乙醇溶液，在超声波功率300 W，超声时间20 min下浸提，取出过滤，回收乙醇，干燥箱烘干2 h即为黑色素成品。

1.3.2 黑芝麻黑色素提取正交试验设计

在单因素的基础上，以乙醇体积分数%、超声时间min、超声波功率W、料液比4个因素进行L9（34）正交试验， 因素水平见表1。

表1 因素水平表

1.3.3 高效液相色谱条件[5]

色谱柱：C18柱，流动相：甲醇∶水（体积比70∶30），流速1.0 mL/min，检验波长264 nm，进样量20 μ L。

1.3.4 黑色素样液的制备

将乙醇超声提取的色素干燥样品，小心全部转移至棕色容量瓶（50 mL）中，加入10mL 1%的HCl溶解，再用甲醇溶液定容，摇匀备用。

1.3.5 黑色素含量的测定[5]

将黑色素标准液配置成浓度为5、10、20、50μg/mL和 100μg/mL的标准系列溶液，用甲醇定容，取标准系列溶液、样品各20 μL，分别注入液相色谱进样口，进行检测。根据峰面积可以求出样品中黑色素的质量浓度，最后计算黑芝麻中黑色素含量。公式见式（1）。

图1 黑色素标准曲线

式（1）中：x—样品中黑色素含量，mg/g；A—提取液中黑色素的质量浓度，μg/mL；m —样品质量，1 g；V1—样品定容体积，50 mL；V2—注入液相色谱的体积，20μL。

2 结果与分析

2.1 标准曲线的制定

将标准液制成系列溶液，浓度分别 为 5、10、20、50μg/mL和 100 μg/mL，甲醇定容。过液相色谱测定，最后以标准液的浓度为横坐标，对应的峰面积为纵坐标，绘制标曲，结果如图1。

2.2 黑芝麻黑色素提取正交试验设计结果

以乙醇体积分数、超声时间、超声波功率、料液比4个因素进行L9（34）正交试验，试验结果见表2，方差分析见表3。

由表2极差分析可知，对黑芝麻色素含量的提取，影响因素顺序为A＞C＞B＞D，即乙醇体积分数＞超声功率＞超声时间＞料液比。由表3可以看出，因素A的F值＞F0.05，而其他三个因素F值＜0.05，所以乙醇溶液浓度对黑芝麻黑色素提取的影响非常显著，而超声时间、超声波功率、料液比对黑色素的提取有一定影响。根据以上试验结果与分析可知，最佳超声提取条件为A2B2C3D2。即乙醇溶液浓度60%、超声时间20 min、超声波功率500 W、料液比1∶30。此时黑芝麻黑色素含量为51.2 mg/g。

表2 正交试验结果

表3 四因素方差分析结果

3 结论

本文以黑芝麻为原料，利用超声波辅助提取，最后采用高效液相色谱法测定黑色素的含量，结果测得黑芝麻中黑色素含量为51.2 mg/g，实验的最佳超声提取条件是乙醇溶液浓度60%、超声时间20 min、超声波功率500 W、料液比1∶30，其中乙醇溶液浓度对黑色素的提取的影响非常显著。