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1材料和设备
1.1材料
新疆番茄皮渣；番茄红素标准品：Sigma公司，纯度95％；石油醚、正己烷、环己烷、丙酮、乙酸乙酯：分析纯；95％工业乙醇；6＃溶剂油。
1.2设备
TDL－5－A台式离心机：上海安亭科学仪器厂；JY92－2D型超声波细胞粉碎机：宁波新芝生物科技股份有限公司；2SHB－III循环水式多用真空泵：郑州长城科工贸有限公司；UVmini－1240紫外可见分光光度计：日本岛津；RE－3000A旋转蒸发器：上海亚荣生化仪器厂；电热恒温水浴锅；电子天平等。
2试验方法
2.1试验流程
番茄皮渣→水洗离心→乙醇预处理→有机溶剂提取处理后的番茄皮渣→滤液真空减压浓缩→番茄红素油树脂
2.2单因素试验及响应面分析试验
称取适量番茄皮渣，蒸馏水洗涤，5000r／min离心20min，得到的番茄皮渣用95％的乙醇1∶3（w／v）避光处理两次，每次20min.把预处理后的皮渣用不同溶剂提取，确定超声波输出功率、料液比、提取总时间、超声辐射时间等因素对提取率的影响，并通过响应面分析试验，得到最佳提取工艺。
2.3提取率及提取级数的确定
准确称取处理好的番茄皮渣多次浸提，直至提取液吸光度基本为零，可认为已经把番茄红素全部提出。收集各级提取液并测定其体积（V，mL）和吸光度值（A）。计算提取率：
提取率（％）＝dV×A（V×A）×100
2.4番茄红素标准曲线的制作及吸收光谱的确定
精确称取番茄红素标品5.0mg，以正己烷定容于250mL棕色容量瓶中，配成标准溶液，稀释后，用紫外分光光度计在200～600nm波长范围内扫描，确定吸收光谱，同时考虑β－胡萝卜素在最大吸收波长处对吸光度的影响，选取测定波长。由可知，绘制标准曲线的测定波长为502nm.把标准溶液配成不同浓度的测定溶液，在选定波长处测定其吸光度值，以吸光度值对番茄红素浓度作图，得到番茄红素标准曲线。得到回归方程为y＝0.3187x＋0.0156，R2＝0.9991，番茄红素浓度在0.285～3.990μg／mL范围内具有良好的线性关系。
3结果与讨论
3.1提取溶剂的确定
本文选取石油醚、正己烷、丙酮、乙酸乙酯、6＃溶剂油5种试剂作为提取溶剂。分别称取乙醇预处理后的番茄皮渣5份，每份5g，置于三角瓶中，各加入30mL上述溶剂，在超声波细胞粉碎机中以输出功率400W、超声辐射时间5s，间歇时间5s，提取10min，抽滤得提取液。提取液减压浓缩蒸干，50mL正己烷定容，稀释10倍后，在502nm处测定吸光度值，试验结果见1所示。
以上结果表明，乙酸乙酯提取效果好，且其价格低廉，常压下沸点低，利于回收，因此选择乙酸乙酯作为提取溶剂。
3.2单因素试验
3.2.1超声波输出功率的确定把处理好的番茄皮渣均分为6份，每份5g，加入30mL乙酸乙酯，用超声波细胞粉碎机在不同超声波功率下超声时间5s，间隔时间5s，提取10min，抽滤得提取液。测定并计算提取率。试验结果如2所示。
试验结果表明，功率对提取率有较大影响，输出功率增大，有利于液体中空穴的形成，从而使番茄红素溶出。且由可知，输出功率增大到300W后，提取率增加不明显，因此选择超声输出功率300W作为适宜提取功率。
3.2.2提取料液比的确定把处理好的番茄皮渣均分为6份，每份5g，按不同比例加入乙酸乙酯，用超声波细胞粉碎机在超声波输出功率300W下，超声时间5s，间隔时间5s，提取10min，抽滤得提取液。测定并计算提取率。试验结果如所示。
试验结果表明，当料液比增加时，提取率逐渐上升，但当料液比达到1∶6时，提取率增加不再明显，固液之间交换基本达到平衡。为节约溶剂且便于回收，可选择1∶6的比例作为提取料液比。
3.2.3超声提取总时间的确定把处理好的番茄皮渣均分为6份，每份5g，按1∶6的比例加入乙酸乙酯，用超声波细胞粉碎机在超声输出功率300W下，超声辐射时间5s，间隔时间5s，提取不同的时间，http://www.cncsb.org/ypnew_view.asp?id=3401抽滤得提取液。测定并计算提取率。试验结果如所示。
试验结果表明，提取总时间对提取率的影响很大，在超声时间到6min时，提取率达到最大值，提取率增加不再明显。因此可选择6min作为提取总时间。
3.2.4超声辐射时间的确定把处理好的番茄皮渣均分为6份，每份5g，按1∶6的比例加入乙酸乙酯，用超声波细胞粉碎机在超声波输出功率300W下，以不同的超声辐射时间提取6min，间隔时间5s，抽滤得提取液。测定并计算提取率。试验结果如所示。
试验结果表明，在超声波总辐射时间固定的条件下，采用较短的辐射时间、多次辐射方式，有利于细胞破碎和提取率的提高。这可能是因为超声波通过空化效应破碎细胞的过程实际是空化泡形成、振动、膨胀、压缩和崩溃闭合的过程，这需要一段较为短暂的时间来完成。因此选择3s作为超声辐射时间。
3.3响应面分析试验
根据BOX中心组合设计原理，设计4因素3水平响应面分析试验，共有27个试验点，24个为分析因子，3个为零点。以提取率（％）为评价指标，具体试验设计及结果见2.
3.3.1响应面分析方差分析以提取率（％）为评价指标，用SAS程序进行分析，并由此得出回归方程、响应面分析图和方差分析。经回归拟合后，各试验因子对响应面的影响可用下列函数方程表示：回归方程为：
Y1＝80.17＋1.359167X1＋0.248333X2＋0.298333X3＋0.149167X4－4.229167X21－0.015X1X2＋0.05X1X3＋0.1575X1X4－0.920417X2＋0.015X2X3－0.005X2X4－1.242917X23＋0.25X3X4－0.896667X24
用SAS程序对27个试验点的响应值进行回归分析，分别得到回归方程方差分析如表3所示。
由表3可知，用上述回归方程描述各因子与响应值关系时，其因变量与自变量之间的线性关系是显著的（P＜0.0001），线性相关系数R2＝97.3％，说明回归方程拟合度较好。各项的方差分析结果表明，方程的一次项、二次项高度显著（P＜0.0001）。
3.3.2响应面分析曲面分析根据回归方程，作响应曲面图，考察所拟合的响应曲面的形状，分析超声功率（W）、料液比（w／v）、超声总时间（min）、超声辐射时间（s）对番茄红素提取率的的影响，响应面分析效果如6￣11所示。
根据回归模型，由响应曲面图和优化分析图可知超声功率（P＜0.0001）影响显著，提取时间（P＜0.1）次之。在超声波作用下番茄红素提取的最佳工艺条件为：超声波功率300W，超声总时间6min，料液比为1∶6，超声辐射时间为3s，在此试验条件下，提取率可达到80％以上。
3.4提取级数的确定
称取处理好的番茄皮渣5g，以最优工艺条件萃取番茄红素，反复进行多次提取直至萃取液吸光度基本为零，http://www.cncsb.org/ypnew_view.asp?id=3401可认为已经把番茄红素全部提出。计算各次提取率，试验结果如12所示。
试验结果表明，当达到三级提取时，番茄红素响应面图已基本提取完全，确定提取级数为三级，番茄红素提取率为98％以上。
4结论
综合上述试验结果及分析可知，超声波提取番茄皮渣中番茄红素的最优工艺条件为：以乙酸乙酯为提取溶剂，95％乙醇按1∶3的比例对番茄皮脱水处理，提取的超声输出功率300W，料液比1∶6，超声提取时间6min，超声辐射时间3s，三级提取，此条件下番茄红素提取率可达98％以上。采用超声波辅助提取番茄红素，可大大缩短提取时间，避免因提取时间过长而造成的番茄红素氧化损失，提取率较高、成本低、投资少，适宜大规模工业化生产。

超声波帮辅萃取番茄构件里番茄红素的技艺探讨