全 文 ：食品工艺 食品研究与并发 Z OOS .V匕乙 2 6 .川 0 . 4石7一
剑兰黄色素的提取工艺研究
陈志慧
仲恺农业技术学院 化学与化工系 广州 51 0 25 2
摘要 :采用不 同溶剂提取剑 兰黄色素 , 比较了无水 乙醇 、 氛仿 、 丙酮 、 乙醚 、 石油醚的提取效果 , 结果表明 : 丙 酮为最佳
溶剂 , 丙酮提取液 入m ax 为 3 4 5n m ;浸提剂用量和浸提时间对提取剑 兰花辫黄色素的影响较大 , 其次为浸提温度 , 而浸
提 p H 的影响较小 ;在 19 剑 兰粉末中加入 p H .S 0 的 丙酮 巧 m L , 5 ℃恒温浸提 h4 ,提取率最高。
关键词 : 剑兰 ;黄色素 ;提取
E X T R A C T IO N O F Y E LL OW P I GM E N T F RO M T H E GL A D IO US
CH E N Zh ih u i
,
D e p a rt m e n t o f C h e而 s t耳 a n d C h e m i e al E n g i n e e ir n g , Z h o n gk a i U n i v e r s i t y of A gr i -
e u l tu r e a n d T e e h n o l o群 , G u a n 邵h o u , 5 10 2 2 5
A b s tar e t : C o哪aer d ht e e x t r a e t io n e fe e t s of y e l o w p igm e n t for m t h e lG iad o u s by p u er e ht an ol , e hl o -
n正〕mr , a e e t o n e , aht e r
,
p e t r o 〕e u m b e n z e n e , t h e er s ul t in d ie aet d ht at ac e ot n e aws ht
e o P timu m
s o lv e n t
.
hT
e
amx
im u m ab s o甲 ti o n w va el e n ght (入m ax) of th e a e e t o n e s o lu t io n w a s 34 5 nm
.
hT
e
art i
o of t h e 501
-
v e n t t o ht e Gl a d lo u s a n d ext acr
t i o n t im e e oul d hva
e a 脚aet r im p ac t o n e x t r a c t io n of ht e p ig n l e nt
ht an ht e e x actr
ti o n te mP
e r a t l】re an d ht e p H of ht e s o l v e n t
.
hT
e b e s t e o n d i ti o n :放 e e n tim e s Of vol u m e
of e x t r a C t i o n er 嗯 e n t as l a gr e as th e w e igh t of lG a d i o u s a n d ext acr ti o n at 5 5℃ for 4 h o u r s
.
K e y w o rd s : G l a d i o u s ; y e l l o w p i g m e n t ; e x t ar e t i o n
食用色素分为天然色素和人工合成色素两种 。
合成色素鲜艳 、 稳定性好 、 成本低廉 ,但随着毒理学
和食品分析技术的不断发展 , 陆续发现曾经允许使
用的大多数食用合成色素都有不同程度的毒性 ,使
其使用范围和用量受到限制 。 人们逐渐倾向于使用
从可食动植物中提取的天然食用色素 。
剑兰 ( lG ad iou s )又称唐营蒲 、 营兰等 , 属莺尾科
唐曹蒲属多年生球根花卉 。 原产地中海及非洲好望
角 , 当今各国栽培品种有 8 0 0 0 多个 。 其花色丰富 、
艳丽 ,瓶插持久 ,是世界著名四大切花之一 ,享有切
花之王美誉 〔’ 口。 剑兰株高 80 一 17 c0 m , 叶 6一 9 片 , 剑
形 ,穗状花序着花 1 2 ~ 2 4 朵 ,排成 2 列 ,花冠呈膨大
的漏斗形 , 稍向上弯 , 花径 12 ~ 16 c m , 花色有红 、黄 、
白 、紫 、蓝等深浅不同的颜色或复色 。 目前 , 天然黄
色素的研究已有玉米 、红花 、橘皮 、 桅子 、南瓜果肉 、
野菊花 、沙棘等 [” 〕。 本文研究剑兰花瓣黄色素的提
取技术 , 对于加强这一天然色素资源的开发 、 综合
利用产业经济效益具有积极的作用 。 为此 ,本试验
作者简介 : 陈志慧 ( 19 6 6 一 ) ,女 , 主要从事应用化学研究及天然产物
有效成分提取 。
采用单因素试验和正交试验方法对剑兰花瓣黄色
素的提取工艺进行了研究 , 以期为开发利用剑兰这
一天然资源提供实验依据 。
1 实验
1
.
1 材料 、仪器与试剂
材料 : 剑兰花 , 购于广州市市场 , 花色为红色 。
4 5 ℃低温烘干 ,粉碎过 6 0 目备用 。
仪器 : U V 一75 4 分光光度计 , Z K一 072 真空恒温
干燥箱 , FA 一 10 4 电子天平 ,超级恒温水浴 , T H Z一 82
J恒温振震器 , 高速粉碎机 。
试剂 : 无水乙醇 、 丙酮 、 石 油醚 、 氯仿 、 乙 醚 、
H CI
、
KO H
, 均为分析纯 ; A B 一 8 型吸附树脂 ,南开大
学化学厂生产 。
1
.
2 方法
L 2
.
1 提取
剑兰花瓣黄色素提取工艺流程如下 :
剑兰花粉末。 有机溶剂浸提、 提取液斗减压
蒸馏斗色素粗品升吸附柱层析。 洗脱液。 减压蒸
馏升真空干燥浓缩斗精制成品
1
.
.2 2 浸提溶剂的选择
根据溶剂极性不同分为蒸馏水 、 无水乙醇 、氯
2口口 5 . V匕乙 2 6 .闪 0 . 4盒晶珊究与癸撇 食品工艺
~
韶
仿 、 丙酮 、 乙醚 、 石油醚浸提组 。 各称取 1 . 0 0 0 9剑兰
干燥粉末 ,分别放入 10 0 m L 三角瓶中 ,在其他条件
相同的情况下 ,依次加人 30 m L 不同溶剂 ,每 30 m in
振荡 1次 , 浸提 h2 。 过滤 ,定容至 50 m L 容量瓶中 。
用于目视比色和分光光度计比色分析 。
1
.
.2 3 色素分析检测
准确称取精制黄色素成品 50 m g , 用选定的最
佳溶剂溶解并定容至 50 m L ,摇匀 。 吸取 5 m L ,再定
容至 50 m L , 即得到 .0 0 1m g / m L 的色素溶液 。 放人
I c m 比色杯 ,测定可见光区的吸收曲线 ,确定 入m ax 。
在此波长下测定不同溶剂 、不同浸提条件下的提取
液的 O D 值 ,并以 入m ax 下的 O D 值表示待测液中色
素的质量浓度 ,从而确定剑兰黄色素最佳浸提溶剂
和最佳浸提工艺条件 。
1
.
3 正交试验设计
依据溶剂选择试验结果确定正交试验的溶剂。根据
单因素试验结果 , 选取浸提温度为 5 ℃ 、团 ℃ 、 65 ℃ ,
浸提时间为 3h 、 4 h 、 h5 ,浸提 p H 为 4 、 5 、 6 ,每克物料浸
提剂用量为 10 m L , 巧 m L , 20 m L 四个因素三个
水平 ,进行场 ( 34 )正交试验 。
2 结果与分析
2
.
1 最佳浸提溶剂的选择
浸提试验结果表明 : 在 h2 内 ,剑兰花瓣黄色素
不溶于极性较强的水和无水乙醇 ; 微溶于石油醚 ,
石油醚浸提液显现出较淡的橙红色 ;易溶于氯仿 、丙
酮 、 乙醚 ,尤其在丙酮中的溶解度最大 ,其提取液呈
深黄色 (如表 1所示 )。 色素溶解度的大小可以说明浸
提效果的好坏 , 因此选择丙酮作为最佳浸提溶剂 。
表 l 在不同浸提剂中的吸光度
应的 O D 345 值也随溶剂极性依次变化 , 强极性和弱
极性溶剂浸提液的 O D郊 值小于中等极性溶剂浸提
液的 0 D 345 值 , 与 目视比色结果一致 。 目测颜色变
化 ,并以 0 D 345 值的大小判断提取效果 ,具有简便准
确的特点 。
表 2 在不同波长下的吸光度
波长 / n m
3 2 0
0
.
2 83
330 3 3 5 3 4 0 3 4 5 3 5 0
O D 0 2 3 0 0 3 5 7 0
.
4 56 0
.
54 8 0
.
5 8 2 0 4 7 9
O D泌
颜色
无水乙醇 氯仿
0
,
0 2 7 0
.
0 5 9
无色 黄色
浸提剂
丙酮
0
.
5 8 3
深黄
乙醚
0
.
3 7 1
黄色
石油醚
0
.
04 3
淡橙色
.2 2 剑兰花瓣黄色素吸收光谱
按照 1 . 2 . 1 节流程制得色素成品 , 经吸附柱层
析分离 ,用紫外可见分光光度计测定其在不同波长
下的吸光度 ,如表 2 所示 ,其人 m a x 为 3 4 5 n m 。 由于
丙酮分子结构中没有共扼双键体系 , 在可见光区不
被吸收 ,不存在溶剂干扰 , 提取液的 O D * 值即表示
剑兰黄色素的质量浓度 。 吸附柱层析结果显示 ,剑
兰花瓣浸提液中除含有大量黄色素外 , 尚有少量橙
红色色素 。 各种溶剂提取液的 O D345 值如表 1所示 。
溶剂无水 乙醇至石油醚的分子极性逐渐减弱 ,其对
.2 3 单因素试验结果
.2 3
.
1 浸提剂用量对提取效果的影响
各称取 1 . 0 0 0 9剑兰干燥粉末 , 在其他条件相同
的情况下 , 加入不 同体积的丙酮 , 5 ℃恒温浸提 l h 。
回收溶剂 ,将提取液浓缩至 5 m L ,柱层析分离 。 将
丙酮洗脱液定容至 50 m L ,摇匀 。 取 25 m L ,丙酮定
容至 25 m L ,摇匀 ,测定 O D 345 值 ,结果如表 3 所示 。
表 3 不同的丙酮用量对浸提的影响
丙酮用量 / m L
8 10 15 2 0 2 5
OD郊 0 . 3 1 7 0 . 440 0 5 7 2 0 . 57 5 0 57 6
由表 3 可知 : 浸提剂用量对剑兰黄色素的浸提
效果影响较大 。 随着浸提剂用量 的增加 ,色素提取
率增加 , 浸提剂用量在 8 m L 、 10 m L 、 1 5 m L 范围
内 ,提取率显著增加 ,而大于 巧 m L 时 ,提取率稍有
增加 。 因此 ,确定当物料质量为 1 . 0 0 0 9 时 ,浸提剂的
体积用量为 巧m L 。 另外 ,多次试验表明 , A B一 8 型吸
附树脂对剑兰黄色素的吸附力大于对橙红色色素
的吸附力 , 用丙酮洗脱时 , 橙红色色素先流出 , 2 种
色素得以有效分离 。
.2 3
.
2 浸提时间对提取效果的影响
各称取 1 . 0 0 0 9 剑兰干燥粉末 , 分别加 人 巧
m L 丙酮 , 5 ℃恒温浸提 Zh~ h6 。 其余操作同 2 . 3 . 1 ,
结果如表 4 所示 。
表 4 不同浸提时间对浸提的影响
时间h/
2 3 4 5 6
O D邓 0 .3 97 0 .4 39 0 . 5 76 0 . 57 8 0 . 579
由表 4 可知 : 在 2 一 4 h 内 ,提取率随提取时间延
长而增加 ,浸提时间对提取效果明显 , 浸提 h4 时 ,
已基本提取完全 , h5 和 h6 时提取率略有增加 , 考虑
提取工作效率 ,浸提时间以 h4 为宜 。
2
.
3
.
3 浸提温度对提取效果 的影响
食品工艺 寰蒸珊髯耀癸覆 2口口 5. V口. 2 I6 . N O. 4
d夕一
L m
4h
。
各称取 1 . 0 0 0 9剑兰 干燥粉末 , 分别加人 巧
丙酮 , 浸泡 30 m in , 然后在 45 一 65 ℃恒温提取
果如表 8 所示 。
表 8 正交试验及结果
其余操作同 .2 3 . 1 ,结果如表 5 所示 。
表 5 不同浸提温度的影响
因素
温度℃
序号 A
l l
4 5 5 0 5 5 60 65
O D妈 0 . 4 5 3 0 4 7 8 0 . 59 3 0 . 59 5 0 . 59 6
由表 5 可知 : 温度对提取率有较大影响 。 温度
太低 ,不能有效提取色素 ;温度过高 ,样品浸提时间
太短 ,不能有效溶解和提取色素 , 而且溶剂挥发损
失多 ,热能消耗多 ,成本高 。
在 45 一5 ℃范围内 , 温度对浸提效果有较明显
的影响 。 5 ℃以后 ,提取率增加缓慢 , 为了提高工作
效率 ,选定 5 ℃为最佳浸提温度 。
2
.
3
.
4 p H 对提取效果的影响
在 一定体 积 的丙 酮 中添加 Zm ol / LH CI 或
Zm ol / L K O H
。 溶解后摇匀 ,即获得不同 p H 的丙酮
溶液 。 各称取 1 . 0 0摊 剑兰干燥粉末 , 分别加人 巧
m L 已调至不同 p H 的丙酮溶液 , 浸泡 30 m in , 然后
在 5 5 ℃恒温提取 h4 ,其余操作同 .2 3 . 1 ,结果如表 6
所示 。
表 6 不同 p H 对浸提的影响
P H
2
.
0 3
.
0 4
.
0 5
.
0 6
.
0 7
.
0 8
.
0
O D朔 0 . 53 9 0 54 2 0 . 56 9 0 . 597 0 . 563 0 . 5 58 0 . 54 7
由表 4 可知 , 在 p H *S 0 的条件下提取效果最
佳 ,且 p H 对剑兰黄色素的提取及颜色的影响较小 。
在 p H.2 0 一 .8 0 范围内 ,提取液均呈黄色 ,表明该色素
具有酸碱稳定性 。 因此 ,选定最佳 p H 为 5 . 0 。
.2 4 正交试验结果
正交试验因素水平表 (见表 7 )。
表 7 因素水平表
因素
水平 温度 / ℃ 时间击 pH 丙酮用量m/ L
A B C D
1 5 5 3 4 1 0
2 60 4 5 1 5
3 65 5 6 20
2
2
2
3
3
3
1
.
766
1 68 1
1
.
65 1
0 1 15
2
3
1
2
3
1
.
5 5 9
1
.
7 2 3
1
.
8 1 6
0
.
257
2
3
2
3
l
3
l
2
1
.
7 03
1
.
7 4 1
1
.
6 54
0
.
0 87
D
1
2
3
3
l
2
2
3
l
1
.
609
1
.
869
1
.
6 20
0
.
2 60
O D郊
0
.
5 13
0
.
6 67
0
.
586
0
.
50 1
0
.
5 2 3
0
.
6 57
0
.
545
0
.
5 33
0
.
5 7 3
K
l+ K沙 K 3= 5 . 09 8
gKI筑凡R
正交试验结果 (见表 8) 。
为了确定在多 因素条件下的最佳浸提温度 、浸
提 p H 、 浸提时间及浸提剂用量与单因素条件下的
试验结果是否吻合 , 在单因素试验结果的基础上 ,
进行 场 ( 3 4 )正交试验 , 以 0 D 345 为考核指标 。 试验结
由极差分析可知 ,影响剑兰黄色素提取的主要
因素是浸提剂用量和浸提时间 ,而浸提温度和浸提
p H 的影响相对较小 。各因素的主次顺序是 D > B > A >
C
,最优浸提方案为 A , B 3C ZD Z。 除浸提时间外 , 均与
单因素试验结果吻合 。 综合考虑单因素试验结果和正
交试验试验结果 ,为了提高工作效率 ,节约能源 ,确定
最佳提取工艺条件为 A旧厂刃 2 ,即以丙酮为溶剂 , 在每
克剑兰粉末中加人 p H S . 0 的丙酮溶液 巧m L , 5 ℃
恒温浸提 h4 , 剑兰黄色素的提取率为最高 。
3 结论
① 剑兰黄色素丙酮溶液的 入m ax 为 3 4 5 n m 。
② 剑兰花瓣黄色素不溶于水 、无水乙醇 ;微溶
于石油醚 ;易溶于氯仿 、 丙酮 、 乙醚 ,且以丙酮提取
效果最佳 。
③ 剑兰黄色素的最佳提取工艺条件 : 以丙酮
为溶剂 ,在每克剑兰粉末中加人 p H S . 0 的丙酮溶液
巧 m L , 5 ℃恒温浸提 4 h , 剑兰黄色素的提取率为
最高 。
④ 浸提剂用量和浸提时间对提取剑兰花瓣
黄色素的影响较大 ,其次为浸提温度 , 而浸提液 p H
的影响较小 。
⑤ 剑兰资源丰富 ,剑兰黄色素色泽亮丽 ,具有
良好的开发前景
参 考 文 献 :
「1 ] 孙延智 ,义鸣放 . 唐营蒲品种 的特异性 、 一致性和稳定性研究
〔J 〕. 中国农业大学学报 .20 2 , 7( =5) 7 一 13 .
[2 〕 A l e x a n d e r W . 5 . , B ru s e iw t z G . H . , & M an e s。 N . 0 . , P e e a n 0 11
re e o ve 甲 a n d a f fe e t e d 场 t e mP e r a t u r e , p r e s s u re , a n d s u p e rc ir t -
2 仪 75.V 匕2 6 . 1. 川0 .4 食暴研究与癸撇 食品工艺
~
0 7
植物胆碱醋酶提取纯化方法研究
纪淑娟 张爱琳 刘 玲
沈阳农业大学食品学院
魏宝东
1 16 0 1 1
摘要: 比较了几个小麦品种中胆碱醋酶的活性 , 筛选出 “ 辽春 or 号” 小麦品种为胆碱醋酶制备适 宜的酶源 。 以 “ 辽春 10
号 ” 小麦为试材 , 测试分析了提取液种类 、 用量及其 p H 值 , 过滤方式和 离心分 离条件等时粗酶液胆碱醋酶活性的影
响 ;研究了胆碱醋酶的硫酸按最大盐溶 、 盐析饱和度 , 以及硫酸按分段盐析 、 透析和凝胶柱层析对胆碱醋酶纯化效果
的影响 ,确 定了胆碱醋酶提取纯化方法 。
关键词 :胆碱醋酶 ;提取 ;纯化
农产品农药残 留污染 , 严重威胁着人们 的健
康 ,每年都有大量中毒事件发生 。 我 国农产品生产
分散于千家万户 ,生产规模小 , 生产技术比较落后 ,
农药使用不规范 , 农产品质量监督机制不够健全 ,
农药残留污染问题尤为严重 〔`口。 目前 ,通用的农药残
留检测方法是色谱法 , 虽然其定量精确 ,但测试分
析仪器价格昂贵 ,样品前处理烦琐 , 不适于市场管
理部门经常性的现场检测 。 为此 , 国内外诸多学者
在研究农药残留快速检测技术闭 。 目前我国学者研
究应用的农药残留快速检测方法主要是酶抑制法 ,
该方法是根据有机磷和氨基甲酸醋类农药专化抑
制胆碱醋酶活性的特性 ,通过检测胆碱醋酶被抑制
的程度 , 间接地检测农药残 留量 。 植物和动物中的
胆碱醋酶均具有这一特异性反应 。 植物中的胆碱酩
酶活性不如动物中高 ,但其取材方便 、成本低 s[] 。 在
植物酶源 中 ,小麦的胆碱醋酶活性较高 ,玉米次之 ,
大米和小米较低 川 。 本文对小麦胆碱醋酶的提取 、纯
化及保藏方法进行了探讨 。
1 材料与方法
1
.
1 试验材料
试验所用 小麦品种有 “ 辽春 9 号 ” 、 “ 辽春 10
号 ” 、 “ 辽春 13 号 ” 、 “ 铁春 l 号 ” 和 “ 冬麦 9 6 2 5 ” 。
1
.
2 方法
1
.
2
.
1 粗酶液提取方法 : 小麦或小麦粉一提取液浸
泡斗研磨一分离斗上清液分装保存 。
1
.
.2 2 粗酶液纯化方法 :粗酶液胆碱酷酶分段盐析
处理一透析一凝胶层析 。
1
.
.2 3 胆碱酷酶活性测定方法 : 分光光度法阎 。
2 结果与分析
2
.
1 不同小麦品种中胆碱醋酶活力比较
ǎ已划华谧
辽春 10 号 辽春 9号 辽春 13 号 铁春 1号 冬麦9 6 2 5
小麦品种
图 1 不同小麦品种中胆碱醋酶活力
由图 1可知 , 不同小麦品种中胆碱醋酶活性不
同 。 实验所用的 6 个品种中 , “ 辽春 10 号 ” 的胆碱醋
酶活性最高 。
.2 2 粗酶液提取方法的筛选
.2 2
.
1 浸提液种类及其 p H 值对粗酶液胆碱醋酶活
性的影响
, IJ飞esesl
es护0tOUQ了rl
广. 1一`
l
i e a l CO : n o w ar t e
,
J
o u rn a l o f OF
o d S e i e n e e
,
19 9 7
,
6 2 (4 )
:
7 6 2一 7 6 6
F
.
W
.
Q
u a e k e n b u s h
,
M
.
A
.
D” r , a n d R . L . Sm a lli d罗 , V i t a -
ha 一1 5 a n d Oht e r N u t ir e n t s : A n a ly s i s fo r e ar o t e n e s a n d x a n th o
-
p h y l s in d ir e d p l a n t m a t e ir al s
,
J
o u rn al Of th e A OA C
,
197 0
,
53
( I )
: 18 1一 1 85
薛伟明 ,张效林 ,亢茂德等 . 红花黄色素的酶法提取应用研究
LJ ]
. 化学工程 . 19 9 9 , 2 7 ( l :) 4 3: 4 4
孟宪昌 ,王孟歌 ,康永胜等 。 桔皮黄色素的提取及性能研究 [ J ].
化学世界 , 2 0 0 1 , 3 : 13 8一 14 1
李雄辉 , 季清荣 . 桅子黄色素提取及精制新工艺的研究仁J 〕.
食品科学 . 2 0 0 3 , 24 ( 12): 7 0一 7 4
王桃云 ,但志勇 ,吴伟军 . 南瓜黄色素提取工艺与稳定性研究
〔J〕.苏州科技学院学报 (自然科学版 ). 2 0 4, 21 (3) : 4 一 46
邱业先 ,王桃云 ,龙月桂等 . 野菊花黄色素提取工艺研究仁J〕. 食
品与发酵工业 2 0 0 2 2 8 (3 ): 3 1一 3 4
王豁萍 . 沙棘黄色素的提取及性质实验〔J〕.青海大学学报 ,
2 0 0 0
,
18 (3 )
: 18一 2 1 收稿日期 : 2 0 0 5一 04 一2 6
ō .一1
4
芍」rlLJres