全 文 ：江苏农业科学 2 (X)6 年第 4 期 14 3
金钟花黄色素提取工艺的优化研究
王桃云 , 王金虎 , 芦启琴 , 李亚军
(苏州科技学院生物系 , 江苏苏州 21 5 0 9)
摘要 : 通过对浸提剂种类及浓度 、浸提时间 、 浸提温度和料液比 5 个因子的单因素试验和 I , ( 3 4 )正交试验 ,
得到金钟花黄色素的最佳提取工艺条件 :浸提剂为 9 . 7% 的乙醇 ,料液比 l : 10 , 浸提温度 45 ℃ , 浸提时间 4 h 。
关键词 : 金钟花 ; 黄色素 ; 提取工艺
中图分类号 : 53 8 文献标识码 : A 文章编号 : 10 2 一 l 302( 2o 6) 04 一 0 143 一 02
色素是食品工业和化妆品生产中不可缺少的 。
植物源天然色素以安全无毒 、着色逼真且具有一定
营养或药理作用等特点 , 日益受到人们青睐 仁` 3 。 金
钟花 ( oF sr 尹 hi a : ir d is i lan h dn l . ) 为木犀科连翘属
落叶灌木 ,亦称单叶连翘 、迎春条等 ,花朵金黄色 ,可
供观赏 。 在我 国分布于长江流域各省 〔’ 〕。 本试验
对金钟花黄色素的提取工艺进行研究 , 旨在为金钟
花黄色素的开发利用提供科学依据 。
研究金钟花黄色素的最佳提取工艺 。 试验首先对浸
提剂种类 、 浸提剂浓度 、 浸提时间 、浸提温度 、料液比
进行单因素试验 ;在单因素试验的基础上确定正交
试验参数范围 。 单因素试验和正交试验综合起来 ,
最后得到金钟花黄色素的最佳提取工艺 。
结果与分析
材料与方法
1
.
1 仪器 、试剂 、原料
l
,
1
.
1 仪器 电热恒温鼓风干燥箱 , X A 一 I A 型微
型高速万能粉碎机 ,数显示电热恒温水浴锅 , 80 一 2
型台式离心机 , FA I O04 电子天平 , WJ 7A 20 分光光
度计 , UV 一 24 50 紫外可见分光光度计 , R E 一 52 型
旋转蒸发仪 。
1
.
1 2 试剂 无水乙醇 、 甲醇 、苯 、异丙醇 、蒸馏水 、
氧化铝 ,均为分析纯 。
1
.
1
.
3 原料 金钟花花朵 , 采自苏州科技学院校
园内。
1
.
2 方法
1
.
2
.
1 提取方法 金钟花花朵 (去除花托 )。 37 ℃
恒温干燥至恒重。 粉碎、 浸提、 离心、 蒸发浓缩*
色素粗品* 柱层析一纯色素液 。
1 2
.
2 试验设计 利用 1 . 2 . 1 工艺路线制得的色
素液测得最大吸收峰所对应的波长后 , 在此波长下
2
.
1 最大吸收峰对应波长的确定
将色素液用无水乙醇稀释至 80 倍后 ,用 u v -
2 4 5 0 紫外可见分光光度计测 定其在不同波长下 的
吸光度值 (用 9 . 7 % 无水 乙醇作参照物 ) 。 结果 ( 图
l) 显示 ,金钟花黄色素在 4 2 n m 波长下吸光度值最
大 。 因此 , 选定 4 2 n m 作为测定吸光度值的最佳
波长 。
侧嗽以一 U .
.工一 一~ 一 一一止一 ~ 一一~一上一一 . 一 一习
\ ~一一一 ,
4 12
图 ,
月4 2 4 7 2 50 2 5 3 2
波长 ( , , m )
金钟花黄色素吸收光谱
收稿 日期 : 2 0(] 6 一 0 1 一 23
作者简介 : 王桃云 ( 19 74 一 ) ,男 ,江西安福人 , 讲师 , 主要从事植物天
然资 源利 用 、 蛋 白质 和 酶 的 研究 。 eT l : ( 0 5 12 ) 6 84 18 9 38 ,
6 20 8 8 3 12 ; E
一 m a i l : w a n gt a o y u n @ m ia l
.
u s t s
.
e d u
.
e n 。
2
.
2 最佳浸提剂的确定
准确称取 5 份金钟花花朵粉末 , 每份 1 . 00 9 ,
在 4 5 ℃ 、 p H 值 7 . 0 、料液比 l “ 15 条件下 ,分别加人
不同的浸提剂浸提 4 h ,所得浸提液在 3 50 r/ m in
转速下离心 30 m in ,取上清液补足到同一体积 , 吸取
0
.
s ml 稀释至 80 倍 , 以不同浸提剂为对照 ,在 4 2
n m 波长下测其吸光度值 ,结果见表 1 。
由表 1可知 , 蒸馏水浸提效果差 ,不宜作为浸提
DOI : 10. 15889 /j . i ssn. 1002 -1302. 2006. 04. 055
14 4 江苏农业科学 20 6 年第 4 期
浸提齐}l
A 期Z n二
表 I 不 同浸提剂萃取结果
蒸馏水 甲醇 乙醇 苯 异丙醇
0
.
1 00 0 6 3 7 0
.
8 15 0
.
5 5 6 0
.
7 11
剂 。 而 甲醇 、苯和异丙醇 ,虽然浸提效果不错 , 但三
者都有一定的毒性且价格高 , 所以予 以淘汰。 乙醇
的提取效果最好 , 而且无毒 、 较经济 , 因此选乙醇作
为最佳浸提剂 。
2
.
3 最佳浸提剂浓度的确定
准确称取 5 份金钟花花朵粉末 ,每份 1 . 00 9 ,
在 45 ℃ 、 PH 值为 7 . 0 、料液 比 1 : 10 条件下 ,用不同
浓度的乙醇浸提 3 h , 所得浸提液在 3 50 r/ m in 转
速下离心 30 m in , 取上清液补足到同一体积 , 吸取
。 . s ml 稀释至 80 倍 , 以不同浓度的乙醇溶液作为参
照物 ,在 4 4 2 n m 波长下分别测其吸光度值 , 结果见
表 2 。 由表 2 可知 , 9 . 7% 乙醇的浸提效果最佳 。
为 了确定在多个因素综合作用时的最佳浸提剂浓度
与单因素条件作用时是否一致 ,选定 9 . 7% 、 80 % 、
60 % 作为正交试验的 3 个水平 。
r/ m in 转速下离心 30 m in , 取上清液补足到同 一体
积 , 吸取 0 . 5 ml 稀释至 80 倍 , 以 9 . 7% 的乙醇为对
照 ,在 4 4 2 n m 下测其吸光度值 ,结果见表 4 。 由表 4
可知 , 4 5 ℃ 时提取液的吸光度值最大 , 低于 45 ℃ 时
色素提取不完全 , 高于 45 ℃ 时色素因高温而降解 〕
为了确定在多个因素综合作用时的最佳浸提温度与
单因素条件作用时是否一致 ,选定 25 ℃ 、 45 ℃ 和 65
℃ 作为正交试验的 3 个水平 。
表 4 不同温度萃取结果
温度 ( ℃ ) 巧 5 5 6 5
5 87 0
.
6 64 0
.
5 90 0
.
5 6 5 0 5 5 8
表 2 不同乙醉浓度萃取结果
浓度 ( % ) 9 9 7 80 . 0 6 0 . 0 4 0 , 0 20 . 0
入4 4 2 n n , 0 . 96 0 0 . 3 8 4 0 1 5 3 0 . 13 1 0 . 1 29
2
.
6 浸提时间对金钟花黄 色素提取效果的影响
准确称取 5 份金钟花花朵粉末 ,每份 1 . 0 0 9 ,
在 1 : 10 料液比 、 p H 值为 7 . 0 的条件下 , 用 9 7%
的乙醇 ,在 45 ℃下浸提不同时间 。 浸提液在 3 5 0
r/ m in 转速下离心 30 m in , 取上清液补足到同一体
积 ,吸取 0 . s ml 稀释至 80 倍 , 以 9 . 7% 的乙醇溶液
作为对照 ,在 442 n m 波长下分别测其吸光度值 , 结
果见表 5 。 由表 5 可知 , 时间为 4 h 时浸提效果最
好 。 为了确定在多个条件下综合作用时的最佳浸提
时间与单因素条件作用时是否一致 , 选定 Z h 、 4 h
和 6 h 作为正交试验的 3 个水平 。
2
.
4 料液比对金钟花黄色素提取的影响
准确称取 5 份金钟花花朵粉末 , 每份 1 . 00 9 ,
在 45 ℃ 、 p H 值为 7 . 0 条件下 , 用 9 . 7% 的乙醇以
不同配 比仁金钟花花朵粉末重量 ( g )与浸提剂体积
比 ( m l ) 〕投入到金钟花花朵粉末中浸提 Z h ,所得浸
提液在 3 50 r/ m in 转速下离心 30 m in ,取上清液补
足到同一体积 , 吸取 0 . 5 ml 稀释至 80 倍 , 以 9 . 7%
的乙醇溶液作为参照物 ,在 4 4 2 n m 波长下测其吸光
度值 ,结果见表 3 。 由表 3 可知 ,料液比为 l : 6 和 1
; 8 时浸提效果较差 ,色素提取不完全 ;料液比为 1
: 拍 、 1 : 12 和 l : 14 时的浸提效果趋于稳 定 , 色素
提取较完全 。 因此选定 1 : 10 为最佳料液比 。
表 5 不同浸提时间萃取结果
浸提时间 ( h)
A4 2
。。 0
.
4 9 9 0
、
5 2 3 0
.
5 4 0 0
.
5 8 3 0
.
50 3
2
.
7 正交试验曰
由表 6可知 ,各因素对色素提取的影响 由小到
表 6 正交试验安排与结果 L , ( 3 4 )
拍D试验号 时间 ( h) 温度 (℃ )A B
0 1 5 7
6
勺、
938674
,
2`
入、门
浓度 ( % )
C
1 ( 60
.
0 )
2 ( 8 0
.
0 )
3 ( 9 9
.
7 )
2 ( 8 0
.
0 )
3 ( 9 9
.
7 )
l ( 60
.
0 )
3 ( 99
.
7 )
I ( 60
.
0 )
2 ( 80
.
( ) )
.
6 94
.
1 27
0八曰
I勺4,ù、心里
、1产、 ,、 ,洛、 IJ、 、几月ù、ù气曰j`J尸,5今ù46ù`妇勺
“了几J百几12、`了f口.、 卜、卫,z卫jlJ户、、了月,了f、r、下扩.几了了于、
92
乙曰气44U`z又料液比
A科 Z n n
表 3 不同料液比萃取结果
】 : 6 1 : 8 1 : 10 1 : 12 1 : 14
nē7.,一O曰OQ曰内J4介,0005982
`斗2, ,
x23456798枯kZ3R
0
.
6 3 0 0 64 1 0
.
6 55 0
.
6 5 6 0
.
66 0
2
.
5 浸提温度对金钟花黄 色素提取的影响
准确称取 5 份金钟花花朵粉末 , 每份 1 . 00 9 ,
p H 值为 7 . 0 、 料液 比 1 “ 10 的条件下 ,用 9 . 7% 的
乙醇在不同浸提温度下浸提 Z h ,所得浸提液 3 50
0
.
0 23 0
.
0 2 5
0
.
14 2 0
.
3 9 9
0
.
3 60 ( )
.
3 9 1
0
.
6 75 0
.
3 8 7
0
.
5 3 3 0
.
0 12
注 : 左I 、 k: 、 左3 为同一水平吸光度平均值 , R 为极差
( 下转第 17 9 页 )
常景玲等 :预处理对作物秸秆纤维素降解的影响 17 9
表 2 不同温度下不同碱浓度和反应时间纤维素水解还原糖变化
温度
( ℃ )
酸浓度
( % ) 料 h
反应不同时间后还原糖含量 ( % )
4 6 h4 8 h5 0 5 2 h h
14 5 4
15
.
6 1
9 7
4 5
秸秆 中的半纤维素和少量的纤维素 。 经过预处理的
纤维素 , 酶解程度将大大提高 。 预处理时 ,酸水解温
度在 10 5 一 1 10 ℃效果最佳 ,碱水解温度在 25 ℃效
果最佳 。 酸液浓度在 1% 的时候能达到最佳效果 ,
碱液浓度在 2% 的时候能达到最佳效果 。 酸水解反
应时间在 4 h 效果最佳 ,碱水解反应时间在 48 h 效
果最佳 。 可见秸秆的预处理非常重要 ,是保证酶水
解反应顺利进行的关键 。
由于试验的操作和所用试剂会有不同 ,特别是
各地的农作物秸秆 的成分和含量也会有一定 的差
异 , 因此所得到的最佳因素条件也会有一定 的地域
局限性 , 运用 时 , 还 要考虑当地秸秆材料的具体
情况 。
近几年国内的纤维素降解工业已有了很大的发
展 ,但与一些发达国家相比 , 工艺水平仍较落后 , 还
需要进行不断的研究和摸索 , 以改进控制条件和工
艺水平 。 寻找出预处理成本更低 , 更易于投人生产 ,
预处理效果更好的方法和途径 。
2021一巧865
2,
了Ré64内j0OC-飞ù孟U,Qù12,`、17 . 19
8
.
6 2
19
.
1 1
7345920一犯86
172439一68
07265一19843%
2一14976835巧
719423一58刀06
”1524一30896
2167一0706川9453728505能1*3};
836637王认1860一、一一U气八U
:
`
,1`l勺``气j
色1275
9236一0410243
1
.
0
1
.
5
2
.
5
3
.
U
0飞J勺`,苦1.孟气、ù,` J192805…`L, .月乙
2 6
. 闷4
2 5
.
7 8
1673295一4.9132518色叭201970r1气é
:
,
.
,1胜
2
,`
参考文献 :
芝1〕李翠珍 , 黄 斌 , 罗太安 ,等 . 纤维素的酸预处理研究 〔J〕. 浙江
化工 , 2 0 04 , 35 ( 1 1 ) : 4 一 5 .
仁2〕梁新红 , 严天柱 ,刘邻渭 . 预处理方法对作物秸秆生物转化的影
响 〔J J , 山西食品工业 , 2 0 4 ( 4 ) : 5 一 8 .
汇3〕高培基 . 微生物方法转化纤维性材料的发酵产品中的问题及前
景仁J l . 生物 一 L程学报 , 19 5 9 , 5 ( l ) : 6 一 7 , xo .
〔4〕卫子光 . 化学实验设计与研究〔M 〕. 天津 :南开大学出版社 ,
ZtX刃 .
仁5 〕钟穗生 . 纤维素原料预处理技术新发展 〔J I . 纤维素科学与技
术 , 19 9 8 ( 5 ) : 4 0 一 4 3 .
仁6 」夏 安 ,何降超 , 陈党生 . 水解条件对纤维素酶解速度的影响
仁J J . 化工设士t一 , 2 0 0 2 , 12 ( l ) : x s 一 20 .
71Q
矛
,
夕
46
` .1
件`七飞
017221,ù
月胜件、6气é八J00111,乙勺`.
巧2541叮曰70八R, l了O几,一、一
:
可.289
1汀I1.二LJ.
09747618一365923
1
.
0 8
.
1
.
5 1 0
2
.
0 1 5
2
.
5 1 7
3
,
0 16
水解性 。 这时加入纤维素酶 , 可将纤维素分解成葡
萄糖 。
2
.
4 各预处理方法效果的比较
不同的化学方法预处理秸秆 , 其纤维素酶解效
果顺序为 : 强酸 > 强碱 > 对照 ;其他条件相同 , 高温
> 常温 。
3 小结
由试验结果可以看出 ,预处理可 以有效地水解
, 二巴令之一二二` ` 生戒二 ,专绝 , 之 代二巴 月二“ , 叫二巴~二 之甲, , 目绝一捌巴 , 二巴 , 舒之月二 曰巴` `性勺 目绝 月丫绝 咬 丫 , ` 曰之月二巴写 绝一丫 , 留 , 刁 二乏 二 坦 二己 味护 , 与之 ` 己 ,二绝 气丫二 , 司 , 马 `巴二 己~才 , ` 闷绝 与 目绝 ,二 绝 、 之` 进一二乏 弋洲 二` 之
(上接第 14 页 )
大是 C > B > A > D 。 最佳组合为 A Z B Z C 3 , 即 以
9 9
.
7% 的乙醇为浸提剂 , 45 ℃ 下浸提 4 h 提取效果
最好 , 与单因素试验结果一致 。 其中浸提剂浓度对
金钟花黄色素提取效果的影 响最大 , 浸提时间影响
最小 。 同时 , 由空 白极差最小可知 , 温度 、时间和乙
醇浓度这 3 个因子对色素提取效果的影响大于系统
误差 , 因此 ,正交试验所选择的因素是正确的 。
3 小结
n m
。 金钟花黄色素的最佳提取条件是 : 9 . 7% 的乙
醇 ,料液比 1 : 10 ,浸提时间 4 h ,浸提温度 45 ℃ 。
参考文献 :
〔 1 3张国文 . 食用色素的研究现状与前景仁J 3 . 粮油食品科技 , 2以只 ,
12 ( 6 )
:
17 一 19
.
〔2〕中科院中国植物志编辑委员会 . 中国植物志 · 第 5 卷仁M 〕. 北
京 :科学出版社 , 19 83 .
〔3 1孙 健 ,彭子模 , 蒋跃明 . 蜀葵花紫红色素的研究仁J l . 食品科
学 、 2的5 , 26 ( 10 ) : 6 一 7 0 .
金钟花黄色素的最大吸收峰对应的波长为 4 4 2