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紫叶稠李色素提取及测定研究



全 文 : 2007, Vol. 28, No. 07 食品科学 ※工艺技术178
收稿日期:2007-05-07
基金项目:国家自然科学基金项目(30671242);聊城大学重点科研基金项目(X061006)
作者简介:王光全( 1 9 5 7 - ),男,教授,研究方向为植物资源及其利用。
紫叶稠李色素提取及测定研究
王光全,黄 勇,孟庆杰,郭尚敬,赵晓蕾
(聊城大学生命科学学院,山东 聊城 252059)
摘 要:以紫叶稠李叶片作为实验研究材料。对浸提剂的种类、浸提温度、浸提时间、浸提剂pH值及不同比
例的紫叶稠李叶片和浸提剂对紫叶稠李叶片色素提取率的影响进行了提取方法的初步研究。结果表明:pH值在等
于3时,以蒸馏水作为浸提剂,在60℃时浸提50min,可获得最佳提取液,再用AB-8树脂进行吸附,用40%乙
醇进行洗脱,得到较纯色素。最后测得色素含量是1 . 6 %。
关键词:紫叶稠李;色素;提取;测定
Study on Extraction and Determination of Prunu virginiana Pigment
WANG Guang-quan,HUANG Yong,MENG Qing-jie,GUO Shang-jing,ZHAO Xiao-lei
(Collge of Life Science, Liaocheng University, Liaocheng 252059, China)
Abastract :It studied the effection under different kinds of leaching medicament, leaching temperature, leaching time, leaching
medicament pH and different rate of Prunus virginianas leaves and leaching medicament. The result shows that it can be
extracted most well when pH 3, using distilled water as leaching medicament and extracting for 50 minutes at 60 ℃. Then we
can use AB-8 colophony to adsorb and use 40% ethanol to elution to get purer pigment. The content of pigment extracted
reaches 1.6%.
Key words:Prunus virginiana;pigment;extraction;determine
中图分类号:TS202.3 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2007)07-0178-04
目前,食品工业中所用色素大多为合成色素,这
类色素的色泽鲜艳、稳定性好、成本低廉。但随着科
技的发展和人类对自身健康的重视,人们逐渐发现许多
合成色素对人体有害,有些甚至有致癌作用,因此合成
色素作为食品添加剂使用越来越少,有些甚至已禁止使
用。天然色素则安全可靠,色泽自然,有些还具有一
定的营养和药理保健作用,深受人们的欢迎,因此寻求
和开发天然食用色素资源是一项十分有意义的工作[1]。
紫叶稠李(Prunus virginiana)为蔷薇科落叶乔木,
叶片花色素丰富,色彩紫红艳丽,具有很高的欣赏价
值,为典型的彩色园林树种[ 2 -4 ]。但对紫叶稠李叶中色
素的研究至今在国内尚未见到报道。本实验对此作了初
步研究,以期为紫叶稠李色素的开发与利用提供一定的
参考依据[ 5- 6]。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
采集聊城农业科技园的紫叶稠李叶片为实验材料。
乙醇、盐酸、乙醚、甲醇、丙酮、乙酸乙酯、
D 1 0 1- A树脂、A B- 8树脂等。
2100型和UV-2100型分光光度计;HH-2型恒温水浴
锅;FA1004型电子分析天平;PHS-3C酸度计;RE-52
型旋转蒸发仪;101-2-5电热恒温鼓风干燥箱等。
1.2 方法
1.2.1 实验流程
紫叶稠李叶片→实验前处理→浸提→定容→鉴定
1.2.2 浸提条件的选择
研究浸提剂的种类、浸提温度、浸提时间、浸提
剂的pH值及不同物料配比对紫叶稠李叶片色素提取率
的影响,按照上述提供的实验流程,获得色素的稀释
液后,用分光光度计测定吸光度值,作为色素提取的
标准。
1.2.2.1 浸提剂的选择
准确称取6份紫叶稠李叶片各0.3g,分别放入研钵
中经研磨处理后,再放入6个锥形瓶中,在6个锥形瓶
179※工艺技术 食品科学 2007, Vol. 28, No. 07
中依次加入蒸馏水、30%乙醇、60%乙醇、80%乙醇、
95%乙醇、乙醚各20ml。在60℃恒温水浴锅中恒温浸
提50min,然后分别过滤各提取液,定容至30ml。以
蒸馏水为参比,在510nm波长下测定其吸光值,并加
以比较分析。
1.2.2.2 浸提剂pH值的选择
首先用盐酸配制p H值分别为1、2、3、4、5、
6的酸溶液,并用酸度计测定配制溶液的pH值准确度,
并用盐酸和NaOH溶液调整溶液pH值,使其达到标准。
然后,准确称取6份紫叶稠李叶片各0.3g,分别放入研
钵中经研磨处理后,再放入6个锥形瓶中,在6个锥形
瓶中分别加入20ml pH值为1、2、3、4、5、6的所
选浸提剂,在60℃恒温水浴锅中浸提50min并冷却至室
温,然后分别过滤各提取液,定容至30ml。在510nm
波长下分别测定其吸光度,并加以比较分析。
1.2.2.3 浸提时间的选择
准确称取6份紫叶稠李叶片各0.3g,分别放入研钵
中经研磨处理后,再放入6个锥形瓶中,分别加入20ml
pH值一定的浸提剂,在60℃的恒温水浴锅中恒温依次
浸提2 5、3 5、4 5、5 5、6 5、7 5 m i n,冷却至室温。
然后分别过滤各提取液,定容至30ml。以蒸馏水为参
比,在510nm波长下分别测定其吸光值,并加以比较
分析。
1.2.2.4 浸提温度的选择
准确称取5份紫叶稠李叶片各0.3g,分别放入研钵
中经研磨处理后,再放入5个锥形瓶中,在锥形瓶中分
别加入20ml pH值一定的浸提剂。使5个锥形瓶分别在
40、50、60、70、80℃的温度下,恒温浸提50mi n,
冷却至室温。然后分别过滤,定容至30ml。在510nm
波长下分别测定其吸光度,并加以比较分析。
1.2.2.5 物料配比的选择
准确称取6份紫叶稠李叶片各0.3g,分别放入研钵
中经研磨处理后,再放入6个锥形瓶中,在锥形瓶中分
别加入pH值一定的浸提剂分别为6、9、12、15、18、
21、24ml,然后在60℃温度下恒温水浴锅中浸提50min,
冷却至室温。然后分别过滤,定容至30ml。以蒸馏水
为参比,在510nm波长下分别测定其吸光度,并加以
比较分析。
1.2.3 测定吸光度时波长的选择
将一定浓度的色素溶液分成6份,每份10ml,于
室温下用0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氢氧化钠调整溶液
的p H值,使其p H值分别为1、2、3、4、5、6。
在波长分别为400、420、440、460、480、500、510、
520、530、540nm的条件下测定其吸光度,并绘制吸
光曲线,通过曲线图找到最大吸收峰值,从而确定测
量波长。
1.2.4 树脂对紫叶稠李叶片中色素的吸附作用
首先,按上述步骤进行实验后,选择提取紫叶稠
李叶片中色素的最佳条件提取,得到色素溶液,然后
分别称取1.00g活化的湿树脂于100ml锥形瓶中,并加入
20ml浓度一定的紫叶稠李色素溶液,在室温下静止吸附
24h,取上层清液在分光光度计上于510nm处测定吸光
值,比较吸光度和吸附率大小,确定最佳树脂。
1.2.5 AB-8树脂提取紫叶稠李色素的工艺
紫叶稠李叶片———————————→提取液———————————————→
解吸液———————→紫叶稠李叶片色素
2 结果与分析
2.1 浸提条件的选择
2.1.1 浸提剂种类的选择
盐酸溶液提取(pH3) 树脂吸附、淋洗、乙醇洗脱
减压浓缩
表1 不同浸提剂对提取率的影响
Table 1 Effects of different extractants on extraction rate
浸提剂 水 30%乙醇 60%乙醇 80%乙醇 95%乙醇 乙醚
吸光度 0.689 0.466 0.587 0.864 0.337 不溶
表2 浸提剂 pH值对提取率的影响
Table 2 Effects of pH values of extractants on extraction rate
pH值 1 2 3 4 5 6
吸光度 0.501 0.548 0.578 0.367 0.310 0.239
从表1可见,在用蒸馏水、30%~95%乙醇及乙醚
作浸提剂时,80%乙醇的提取率最高,其次是蒸馏水,
60%乙醇第三,30%乙醇第四,95%乙醇的提取率最低。
但最终选定蒸馏水为浸提剂,主要是考虑到了以下
几点原因:(1)紫叶稠李叶片中的色素为花色苷类色素,
而花色苷类为水溶性色素;(2)紫叶稠李叶中不但含有所
要提取的色素,还含有一定量的叶绿素。叶绿素是脂
溶性色素,易溶于有机溶剂,如乙醇、乙醚等;( 3 )从
经济、实用、安全的角度考虑,采用蒸馏水作浸提剂
比较合适。
2.1.2 浸提剂pH值的选择
从表2可见,当pH值从3到4时,其色素提取液
的吸光度从0.578急剧下降到0.367,说明当浸提剂的pH
值小于或等于3时,紫叶稠李叶片色素的提取率最高。
2.1.3 浸提时间的选择
从表3可见,浸提时间在35 mi n以上时,其吸光
值相对的比较高,说明提取率也是比较高的。当浸提
时间达到55min时,其吸光度为0.751,因此选定浸提
2007, Vol. 28, No. 07 食品科学 ※工艺技术180
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
40
0
42
0
44
0
46
0
48
0
50
0
51
0
52
0
53
0
54
0
pH1
pH2
pH3
pH4
pH5
pH6
A
波长(nm)
图1 不同 pH值色素液吸光曲线图
Fig.1 Absorbance graph of pigment l iquid wi th di fferent pH
va l ues
表6 不同树脂对色素的吸附
Table 6 Pigment adsorption with di fferent resins
树脂名称 树脂量(g) 吸附前A0 吸附后A 吸附率(%)
D101-A 1.00 0.546 0.119 78.12
D101-C 1.00 0.546 0.165 69.75
AB-8 1.00 0.546 0.101 81.34
X-5 1.00 0.546 0.133 75.56
表7 不同洗脱剂对紫叶稠李色素的洗脱
Table 7 Pigment elution with di fferent eluants
时间(min)
洗脱剂
甲醇 丙酮 乙酸乙酯 40%乙醇
40 0.318 0.241 0.029 0.273
60 0.357 0.368 0.128 0.502
80 0.412 0.427 0.169 0.597
100 0.476 0.513 0.215 0.651
乙醇浓度(%) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
A 0.227 0.341 0.459 0.582 0.430 0.406 0.381 0.364 0.218 0.201
表8 不同浓度的乙醇对紫叶稠李色素洗脱的影响
Table 8 Effects of di fferent al cohol concentrations on Prunus virginana pigment elution
由表4可知,当浸提温度从40℃起不断升高的过程
中,其吸光度不断增大说明提取率随温度升高而增高。
但60℃左右为最佳浸提温度,主要基于以下两点原因:
(1)提取色素应尽可能的降低能量消耗和成本。在60~
80℃时紫叶稠李叶片色素的提取率已很接近,但60℃更
能节约能源;(2)天然色素对温度的耐受性不同,应尽量
进行低温操作,以保证天然色素结构不受破坏,不发
生色变。因此,浸提温度在6 0℃左右的范围内即可达
到较理想的提取率。
2.1.5 物料配比的选择
由表5可知,增加浸提剂的用量,相应的色素液
的吸光度也在不断增加,这说明随浸提剂用量的递增可
相应提高色素的提取率。但以叶片(g):浸提剂(ml)=1:40
时,色素的提取率即可达到较理想的水平,选择此比
例更加经济实用。
2.2 测定吸光度时波长的选择
由图1可知,当pH值小于或等于3时,曲线具有
最大吸收峰,峰值约在510nm处。当pH值大于3时,
光谱曲线呈下降趋势,没有吸收峰或峰值逐渐减小消
失。因此,在浸提色素的过程中选用510nm的波长来
测定吸光度。
2.3 不同树脂对紫叶稠李叶片色素的吸附
由表6可知,在4种树脂中,AB-8树脂的吸附率
最高,达81.34%;X-5树脂的吸附率最低,为69.75%。
2.4 洗脱剂对紫叶稠李叶片色素的洗脱
表4 浸提温度对提取率的影响
Table 4 Effects of on temperature of extraction extraction rate
温度(℃) 40 50 60 70 80
吸光度 0.438 0.512 0.569 0.581 0.595
2.4.1 不同洗脱剂对紫叶稠李色素的洗脱
分别用甲醇、丙酮、乙酸乙酯和40%乙醇,对吸
附了色素的AB-8树脂在常温下进行静态洗脱1h,测定
洗脱液在510nm处的吸光度,结果见表7。表7表明,
40%的乙醇洗脱效果最好。
表5 物料配比对提取率的影响
Table 5 Effects of ratio of meteri al to solution on extraction rate
物料配比 1:20 1:30 1:40 1:50 1:60 1:70
吸光度 0.285 0.342 0.596 0.592 0.589 0.602
2.4.2 不同浓度的乙醇对紫叶稠李色素的洗脱
分别用不同浓度的乙醇溶液,对吸附了色素的AB-
8湿树脂在常温下进行静态洗脱1h,测定洗脱液在510nm
处的吸光度,结果见表8。表8表明,4 0 %的乙醇洗
脱效果较好。
2.5 紫叶稠李色素的精制
取3份紫叶稠李叶片各1.00g,用上述实验得到的
最佳提取条件进行提取,得色素溶液,再按照1.2.5所
的实验流程,将色素溶液浓缩精制,最终得到色素的
表3 浸提时间对提取率的影响
Table 3 Effects of extract time of on extraction rate
时间(min) 25 35 45 55 65 75
吸光度 0.235 0.548 0.623 0.751 0.643 0.619
时间50 mi n,可获得较高的提取率。
2.1.4 浸提温度的选择
181※工艺技术 食品科学 2007, Vol. 28, No. 07
精制品,称量,结果如表9。平均得色素质量为0.016g,
则色素含量为1.6%。
3 结 论
3.1 紫叶稠李叶片中的色素在蒸馏水、80%乙醇中的
溶解性较好,但不溶于乙醚。证明此色素为花色苷类
化合物,属水溶性色素,在中性或弱碱性溶液中不易
被提取且不太稳定。所以,提取过程通常采用酸性溶
剂。由于紫叶稠李叶中还含有脂溶性叶绿素,因此选
用酸性蒸馏水作浸提剂最合适[12-14]。
3.2 从紫叶稠李叶中提取色素的最佳方法是:以蒸馏
水作浸提剂,使其pH值为3,在60℃的温度条件下浸
提50min,一般物料比为1:40。
3.3 AB-8树脂对紫叶稠李叶片色素的吸附量较高,且用
40%的乙醇洗脱效果最好。最后得出色素含量为1.6%。
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表9 色素质量表
Table 9 Pigment weight table
组别 1 2 3
色素量(g) 0.021 0.015 0.012
收稿日期:2007-05-10
作者简介:池爱平( 1 9 7 2 - ),男,讲师,博士研究生,主要从事植物有效成分提取及活性研究。
微波辅助提取绞股蓝多糖的工艺研究
池爱平1,陈锦屏2
(1.陕西师范大学体育学院,陕西 西安 710062;2.陕西师范大学食品工程系,陕西 西安 710062)
摘 要:采用单因素试验和正交试验,进行了微波辅助提取绞股蓝多糖的研究,得到了微波辅助提绞股蓝多糖的
最佳工艺条件:料液比为1 :20,微波功率为400W,微波处理时间为12min,浸提时间为50min。在此工艺条件
下,多糖提取率为3 . 3 7 %。与热水提取法进行比较,微波辅助提取能缩短提取时间,提高绞股蓝多糖提取率。
关键词:绞股蓝多糖;微波;提取
Study on Microwave-assisted Extraction of Gynostemma pentaphyllum Polysaccharides
CHI Ai-ping1,CHEN Jin-ping2
(1.College of Physical Education, Shaanxi Normal University, Xian 710062, China;
2.Department of Food Engineering, Shaanxi Normal University, Xian 710062, China)
Abstract :Microwave-assisted extraction of Gynostemma pentaphyllum polysaccharides was studied by using single factor test
and orthogonal test methods. It is concluded that the optimal conditions of extraction are microwave treatment for 12 min at powre