超声辅助提取冻干番茄粉番茄红素的工艺优化.pdf

第29卷第18期农业工程学报Vol.29No.18
2842013年9月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringSep.2013

超声辅助提取冻干番茄粉番茄红素的工艺优化

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朱俊向，吴昊，杨绍兰，王成荣
（青岛农业大学食品科学与工程学院，青岛266109）

摘要：为了提高番茄原料中番茄红素的提取率，增加番茄深加工的利用价值，该文研究了冻干番茄粉粒度范围、
液料比、超声温度、超声比功率和超声处理时间5个因素对番茄红素提取率的影响，通过响应面分析优化出超声
辅助提取(ultrasoundassistedextraction,UAE)冻干番茄粉(<74µm)中番茄红素的最佳工艺，并与常规溶剂提取
(conventionalsolventextraction,CSE)进行了比较。确定的最优工艺条件为：液料比41:1mL/g、超声温度55℃、超
声比功率18W/g，超声处理时间15min。响应面验证试验番茄红素提取率为1.82±0.05mg/g（超声时间10min），
与优化模型预测值1.83mg/g基本一致，验证了模型的可靠性。UAE的番茄红素提取率较CSE增加了6.04%，提
取时间节省了92.47%。该文为番茄红素的高效提取及番茄的综合利用提供了参考。
关键词：优化，超声，提取，冻干番茄粉，番茄红素
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.18.034
中图分类号：TS255.36文献标志码：A文章编号：1002-6819(2013)-18-0284-08

朱俊向，吴昊，杨绍兰，等.超声辅助提取冻干番茄粉番茄红素的工艺优化[J].农业工程学报，2013，29(18)：
284－291.
ZhuJunxiang,WuHao,YangShaolan,etal.Technologyoptimizationofultrasonic-assistedextractionforlycopenefrom
lyophilizedtomatopowder[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(Transactionsofthe
CSAE),2013,29(18):284－291.(inChinesewithEnglishabstract)

助提取的作用机制，主要是超声空穴效应的强烈机
0引言
械作用，有效地改善了提取的传质过程，具体表现
番茄红素是成熟番茄中最主要的呈色色素，在在3个方面：非对称气泡的崩坏扰乱了物料表面溶
过去只是被当作一种没有生物活性的植物色素[1]。剂层，促进了提取溶剂的扩散；伴随空化效应出现
近年来，越来越多的试验和研究表明，番茄红素具的定向冲流，导致声致毛细效应(指毛细管内的液体
有多种生物活性，作为存在于人类血清和其他组织在超声空化场中不寻常的上升现象，低频超声波的
中主要的类胡萝卜素[2]，番茄红素是一种优良的天声致毛细效应主要由冲流产生[9])的发生，声致毛细
然抗氧化剂，保护细胞内脂质、蛋白质和DNA免效应能够促进植物原料毛细管系统中生物活性成
受自由基氧化损伤[3]，其抗氧化活性优于其他类胡分（例如分布在肉桂茎皮韧皮部导管中的挥发油成
萝卜素色素[4]。许多研究已经证实了它在治疗慢性分[10]）的释放；空穴气泡破裂产生的巨大能量加剧
疾病方面的重要地位，尤其是其代谢产物在预防癌了物料颗粒之间的碰撞，增加了提取的传质速率。
症方面所起到的作用更是不可忽视[5-6]。随着对番茄另外，Chemat等[11]指出，空穴效应产生的足够能
红素有益健康的认识不断深入，人们开始将番茄红量也充分地破坏了植物原料的细胞壁，加速了植物
素浓缩品添加到功能食品中，并且也愈加关注绿色细胞中有效成分的转移和扩散。作为绿色高效萃取
高效提取番茄红素的工艺技术。技术的代表，近几年，超声辅助提取已被广泛应用
常规溶剂提取（CSE）番茄红素增加了提取溶于天然产物的提取。
剂用量和提取时间，而超声辅助提取（UAE）可以与其他原料预处理方式[12]相比，冷冻干燥和超
有效地改善萃取效率[7]。Mason等[8]综述了超声辅微粉碎是2种较为理想的处理方式。冷冻干燥更好
[13]
地保留了原料中番茄红素的活性，降低了由于预
收稿日期：2013-03-07修订日期：2013-08-05处理过程中的氧气、热处理等不利因素带来的番茄
基金项目：山东省现代蔬菜产业技术体系（SDSXDSCCYJSTX）红素降解损失，同时，又升华去除了原料中大量的
作者简介：朱俊向（1989－），男，山东潍坊人，主要研究方向：果蔬
深加工。青岛青岛农业大学食品学院，266109。水分，这样就可