菠萝又名凤梨，属凤梨科，是多年生草本果树植 糖、葡萄糖、维生素A、维生素B、维生素c及磷、柠物，是岭南四大名果之一，也是海南产量最大水果之 檬酸和蛋白酶等，在医疗保健、食用方面都起到重大一，其色、香、味及营养价值俱佳，含有大量的果糖、葡萄糖、维生素A、维生素B、维生素C及磷、柠檬酸和蛋白酶等，在医疗保健、食用方面都起到重大作用。据报道菠萝皮渣含有的营养成分与果肉的基本成分相接近，而目前菠萝的加工产品主要是糖水菠萝罐头，在加工过程中几乎有50%-60%的菠萝皮渣被废弃，因而对菠萝皮渣的综合利用，已成为亟需解决的问题。
脂溶性色素是食品添加剂的重要组成成分，从菠萝皮中提取的脂溶性色素是一种重要的天然色素，其主要成分是类胡萝卜素。类胡萝卜素具有重要生理功能，被视为维生素A源，可以通过淬灭自由基和其前体单线态氧来起到防癌和抗癌的作用，能预防和降低心血管疾病的发生，具有预防衰老的功能。
因此，无论从全面利用菠萝皮渣资源，还是从天然色素的开发利用角度，研究菠萝皮中脂溶性色素的提取都具有重要的理论与实际意义。采用超声波辅助提取菠萝皮脂溶性色素，通过单因素试验，结合响应曲面法确定色素提取的最佳工艺，为高效合理利用菠萝皮渣废弃物资源和天然色素的开发利用提供理论依据和应用参考。
1 材料与方法
1.1材料、仪器与设备
菠萝皮渣：收集市场新鲜菠萝皮，处理后作为试验原料；石油醚（分析纯）。
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：武义县屹立工具有限公司；UV-2550紫外可见分光光度计：日本岛津公司；RE-
52AA旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器厂；数显恒温水浴锅、TDL-80-2B离心机：金坛市盛蓝仪器制造有限公司；JU-6224调节型超声发生器：上海杰恩超声设备有限公司；等。
1.2试验方法
1.2.1 菠萝皮脂溶性色素的提取工艺流程
菠萝皮渣一清洗-沸水热烫灭酶10 min-+60℃烘干斗粉碎一过筛-+超声波辅助石油醚提取一过滤-滤液离心一定容（上清液）一吸光度测定
1.2.2色素吸收光谱测定
准确称取1.000 0 9菠萝皮渣干粉于锥形瓶中，加入50 mL石油醚，摇匀并盖上塞子，超声辅助提取，功率为600 W，时间为30 min。提取结束后抽滤，取滤液以3 000 r/min离心10 min，上清液在300-700 nm进行光谱扫描。
1.2.3超声辅助提取色素的单因素试验
选择超声功率、超声时间和料液比3个因素，分别考察了各因素对菠萝皮脂溶性色素提取效果的影响，并确定各因素的最适范围。
1.2.4超声辅助提取色素的响应面法优化
综合单因素试验结果，运用Box-Behnken试验设计，对超声功率、超声时间和料液比3个因素进行响应面设计，以各试验组色素提取液的吸光度为响应值(Y)，确定最优的提取工艺。试验因素及水平见表1。
2结果与分析
2.1菠萝皮脂溶性色素的紫外可见吸收光谱
按2.2方法所得色素提取液，在200-700 nm处扫描紫外一可见吸收光谱见图1。从图中可知，菠萝皮中的脂溶性色素在可见光区有三个主峰，分别为414，444和473 nm，显示有类胡萝卜素化合物的特征吸收，可推测菠萝皮脂溶性色素中含有类胡萝卜素成分，这与相关文献的报道一致。后续研究以最大吸收峰值的波长414 nm为检测波长。
2.2单因素试验结果与分析
2.2.1 超声功率对色素提取效果的影响
在料液比为1：50( g/mL)，超声时间为30 min条件下，考察了不同的超声波功率对色素提取液吸光度的影响，试验结果见图2。
由图2可知，超声功率在480 W-720 W的范围，随着超声功率的增大，提取的色素样液的吸光度呈上升趋势，至超声功率为720 W时，样液的吸光度达到最大值，再继续增大超声功率，色素样液的吸光度则开始下降。这可能是由于超声功率过高，超声的空化作用、机械作用、热学作用使色素的构象发生改变，造成了色素样液的吸光度降低。因而适宜的超声功率为720 W。
2.2.2超声时间对色素提取效果的影响
在料液比为1：50( g/mL)，超声时间为超声功率为600 W的条件下，考察了不同的超声波作用时间对色素提取液吸光度的影响，试验结果见图3。
由图3可知，在超声提取时间为20-35 min时，随着超声时间的延长，色素提取液的吸光度呈上升趋势，当超声时间达到35 min时，色素提取液的吸光度达到最大值。此后，随着时间的延长，色素提取液的吸光度开始下降。这说明长时间的超声提取可能造成色素的损失，因此适宜的超声时间为35 min。
2.2.3料液比对色素提取效果的影响
超声时间为超声功率为600 W，时间为30 min的条件下，考察了不同的料液比对色素提取液吸光度的影响，试验结果见图4。
由图4可知，随着提取剂用量的增加，提取液的吸光度初期有明显的增大，当料液比达到1：50(g／mL)时，色素提取液的吸光度达到最大。之后．随着料液比的增大，吸光度反而有所降低，这可能是由于溶剂体积的增加使菠萝皮渣粉末颗粒与溶剂的接触界面增大，从而提高了传质的效率，当料液比继续增大时，由于溶剂的增加，超声波作用产生的能量被分散，搅拌不够充分，反而造成了提取效果的下降。因此，最适的料液比为1：50( g/mL)。
2.3响应面优化试验
2.3.1 响应面试验结果与分析
利用软件Design Expert 8.0.6中的Box-Behnken模式对超声功率、超声时间和料液比设计响应面试验，依据表1中的因素与水平值，每个试验组均进行平行试验以减少操作误差，其试验结果见表2。
利用软件Design Expert 8.0.6软件对表2中的数据进行多元回归拟合分析，得到菠萝皮脂溶性色素的样液吸光度的预测值(Y)对编码自变量超声
对该回归模型进行方差分析，结果见表3。
对表3的数据分析可知：该回归模型极显著( p=0.000 1<0.01)。模型决定系数R2=0.998 2，校正决定系数R2。。．=0.994 9，说明该模型能够解释99.82%的变化，失拟项p=0.101 8>0.05，不显著，说明该回归模型与试验数据的拟合度较高，试验误差小，可用该模型分析和预测超声波辅助石油醚提取菠萝皮中脂溶性色素的工艺结果。回归模型中的一次项均极显著，交互项XIX3和五玛极显著，五五显著。
2.3.2响应面试验因素间的相互作用分析
各因素及其交互作用对色素提取液吸光度的影 响，如图5-7所示。响应面是响应值对各试验因素所构成的三维空间曲面图，因素对试验结果影响越大，表现为曲面越陡峭，等高线的形状则可以反映各因素之间交互作用对响应值的影响，圆形表示二因素交互作用不显著，椭圆表示二因素交互作用显著。
由图5-7可以直观看出超声功率、超声时间和料液比3个因素间的交互作用都显著，其中对提取效果影响最大的为料液比，其次为超声功率，影响程度最小的为超声时间。由图5和6可知，当超声时间和料液比分别一定时，随着超声功率的增大，样液的吸光度先增大后减小。由图5和7可知，当超声功率和料液比分别一定时，随着超声时间的延长，样液吸光度先增大而后逐渐减小。由图6和7可知，当超声功率和超声时间分别一定时，样液吸光度随着料液比的增大先增大而后逐渐减小。
2.3.3响应面法优化的工艺条件验证
根据响应面法试验结果及其回归方程模型分析可知，超声辅助提取菠萝皮脂溶性色素的优化工艺条件为料液比1：40.29( g/mL)，超声时间32.33 min，超声功率710.4 W，在此优化工艺条件下，脂溶性色素的吸光度预测值为0.692。考虑到实际操作的便利，将
优化工艺中的条件修正为：超声功率710 W，超声时间32 min，料液比1：40( g/mL)，进行3次平行重复验证试验，得出此修正条件下提取的色素液的平均吸光度为0.683，该试验值与模型方程的预测值仅相差1.2%，表明经响应面法优化的提取工艺组合条件较为准确，利用超声辅助提取菠萝皮渣中的脂溶性色素具有一定的实际意义。
3结论
研究了超声辅助石油醚法提取菠萝皮脂溶性色素，通过单因素试验和响应面法优化试验，运用DesignExpert 8.0.6软件对试验数据进行多元回归方程模型的建立与分析，可知各因素对菠萝皮脂溶性色素的提取效果均有显著影响，影响大小依次为：料液比>超声功率>超声时间。最终确定的最佳提取工艺条件为超声功率710 W，超声时间32 min，料液比1：40( glmL)，经3次平行试验验证，可得脂溶性色素的实际平均吸光度为0.683，与理论预测值的相对误差在1%左右，表明经响应面法优化的提取工艺条件具有实际应用价值。
此外，试验仅对菠萝皮脂溶性色素提取进行研究，色素的纯化、精制及其成分分析还有待于进一步研究。
4摘 要
以干菠萝皮为原料，石油醚为提取剂，利用超声波协同方法提取菠萝皮脂溶性色素，并采用响应曲面分析法优化提取工艺。结果表明菠萝皮脂溶性色素提取液在414 nm处有最大吸收峰，超声功率、超声时间和料液比对色素提取效果均有显著影响，最佳的提取工艺为：超声功率710 W,超声时间32 min,料液比为1：40 (g/mL)。最优工艺条件下提取的色素样液在414 nm波长处的吸光度为o．683,与模型预测值基本相符。
