免费文献传递   相关文献

火棘果红色素的超声提取与抗自由基性能研究



全 文 :食品研究与开发 2008年9月第29卷第9期
540-544
[8] 林宝凤.壳聚糖成膜剂特性的研究[J].食品与发酵工业,1997,24
(1):44-47
[9] 吉伟之,张俊.壳聚糖成膜特性的研究[J].食品科学,2001,22(9):
33-35
收稿日期:2008-01-22
火棘(PyracanthaFortuneana)又名赤阳子、火把果、
救军粮、红果等,为蔷薇科火棘属野生植物,是一种丰
富的天然资源[1],在湖南、湖北、河南、陕西、四川等地分
布广,产量大。火棘果可食,酸甜适口、微涩、香气浓郁
并含有丰富的营养物质[2-3]。也是一种良好的中药[4],其
果实、叶和根可药用,具有健脾消积,活血止血等功效。
其果皮含丰富的花色苷类,可用于提取天然色素,其用
途广泛、成本低廉、易于提取[5-11]。火棘果红色素提取方
法有用微波法提取;在pH=3的缓冲中搅拌提取;盐酸
乙醇浸泡4h提取等方法。关于超声对提取过程的影
响未见报道。我们采用正交试验方法对火棘果中红色
素的超声提取工艺和抗自由基性能进行了研究。超声
波能产生并传递能量,同时具有机械振动、乳化扩散、
击碎等多种效应,有利于植物中有效成分的转移、扩散
及提取,有利于节约时间和能源。
1 材料、仪器与方法
1.1 材料与仪器
火棘果:安阳本地采集。无水乙醇、氢氧化钠、盐酸
均为分析纯。PHS-2C酸度计;BUG2S-06超声波发生
器;北京普析通用T6紫外可见分光光度计。
1.2 方法
1.2.1 超声波提取工艺
将新鲜红色火棘果洗净,自然风干至恒重,粉碎至
60目以下。取2g火棘果放入100mL烧杯中,加入溶作者简介:李安林(1955-),男(汉),副教授,本科,研究方向:应用化学。
李安林,茹宗玲,张换平
(安阳工学院 化学与环境工程系,河南 安阳455000)
火棘果红色素的
超声提取与抗自由基性能研究
摘 要:利用超声波作用,提取火棘果红色素,考察了影响火棘果红色素提取的因素,包括提取溶剂、提取酸度、提取
时间、物料比等,结果表明,超声波作用下提取火棘果色素的最佳条件是:溶剂为95%乙醇、pH=1、物料比1:16、提取
时间30min、提取级数为二级,产率为26.9%,色价等于6.13。超声提取方法具有无毒、高效、快速等特点。测定了色
素的抗氧化能力:在色素浓度为1.8g/L时,羟基自由基清除率大于60%,超氧阴离子自由基的清除率大于27%。
关键词:超声;火棘;色素;提取工艺;羟基自由基;超氧阴离子自由基
STUDYONULTRASONICEXTRACTIONMETHODOFREDPIGMENTINPYRACANTHAFORTUNEANA
LIAn-lin,RUZong-ling,ZHANGHuan-ping
(DepartmentofChemicalEngineering,AnyangInstituteofEngineering,Anyang455000,Henan,China)
Abstract:Thetechniquesofpigmentextractionfrompyracanthafortuneanabyultrasonic,thefactorsafecting
theextractionsuchasthesolvent、timeproportionofmaterial,seriesandpHwerestudied,Theresultoftheex-
perimentshowthattheoptimumconditioncouldbeobtainedby95%ethanolsolventunderpH1for30minwith
materialratio1:16andtwotimesofextraction,theyieldis26.9%,thepigmentcontentis6.13.Themethodis
unharmful,eficientandquick.Whentheconcentrationofpigmentequalto1.8g/L,scavengingcapacitytohy-
droxylradical>60% andsuperoxideanionradical>27%.
Keywords:ultrasonic;pyracanthafortuneana;redpigment;extractingmethod;hydroxylradical;superoxidean-
ionradical
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
科学研究
11
食品研究与开发2008年9月第29卷第9期
剂,调整pH值,搅拌,使用超声处理(搅拌和超声处理
的总时间为 30min),抽滤,定量移取滤后溶液,稀释
10倍,测吸光度。
1.2.2 提取级数的确定
在1.2.1得出的最优提取条件下,多次提取至提取
液接近无色,分别收集各提取液并测定其吸光度,确定
提取级数。
1.2.3 色素产品的制备和色价的测定
定量称取火棘果,按上述最佳提取条件提取色素,
用旋转蒸发仪浓缩后,常温干燥,可得深红色固体火棘
果色素产品,计算产率。选用1cm比色皿,在紫外-可
见分光光度计上测定吸收光谱,并根据指定波长处的
吸光度值,计算色价。
1.2.4 色素的抗自由基性能[12-15]
1.2.4.1 清除羟基自由基(HO·)能力的测定
H2O/Fe2+体系可通过 Fenton反应产生羟自由基。
邻二氮菲-Fe2+水溶液被羟自由基部分氧化为邻二氮
菲-Fe3+后,其 510nm处最大吸收峰减弱,可用于检测
羟基自由基。在抗氧化物质存在时,其510nm处最大
吸收峰减弱的程度下降。这个减弱程度可用来表示抗
氧化物质的清除羟自由基的能力。
方法:7.5mmol/L邻二氮菲0.75mL,加pH7.4磷酸
盐缓冲液2.5mL,充分混匀后,加7.5mmol/L的硫酸亚
铁0.75mL,每加一管立即混匀。加0.10%H2O21.0mL,
加水至6.0mL,25℃反应1h后,测510nm处的吸光
度,为A损伤。加色素样品后再加H2O2,测吸光度为A
加样。不加H2O2和样品液,为A空白。HO·清除率=[(A
加样-A损伤)/(A空白-A损伤)]×100。
1.2.4.2 清除超氧自由基(O2-·)能力的测定
邻苯三酚在碱性条件下能迅速自氧化,生成一系
列在 400nm~425nm处有强烈光吸收的中间产物,并
同时释放出O2-·,在抗氧化物质存在时,邻苯三酚的自
氧化被抑制,根据吸光度的变化来判断其自氧化速度
的改变,进而计算抗氧化物质的抗氧化能力。
方法:取50mmol/L的Tris-HCl缓冲溶液(pH8.2,
内含 2mmol/LEDTA)4.5mL,加入 4.2mL去离子水
(样品为3.2mL去离子水和1.0mL色素溶液),混匀后
在25℃保温20min,取出后立即加入在25℃下预热
过的3.0mmoL的邻苯三酚0.30mL,混匀后立即转入比
色皿,于420nm处,每隔30s测A值一次,共测5min。
不加色素测得值为A0,加色素样品为 AS,计算色素溶
液对O2-·的清除率:
清除率(%)=[(A0-AS)/A0]×100
2 结果与讨论
2.1 正交实验
在相同超声波功率下,为确定浸取液、温度、超声处
理时间、物料比等对提取结果的影响,按排了正交实验,
实验结果见表1。火棘果色素紫外吸收光谱特征见图1。
图1表明浸取液在424nm处有最大吸收。
由表1可知,提取效果随着乙醇浓度的增加而增
加,溶剂为 95%乙醇时,效果较好;提取效果随着 pH
图1 火棘果色素紫外吸收光谱特征
Fig.1 Absorbspectrumofredpigmentfrom
PyracanthaFortuneana
结果
A×N
Results
1.12
1.32
2.24
1.8
5.32
3.9
6.06
6.45
13.05
13.48
4.14
2.3
12.33
7.94
14.55
12.56
因素Factors
表1 火棘果红色素超声波提取正交实验的结果
Table1 Resultsofpigmentextractionbyorthogonallayout
A溶剂乙醇/%
Solvent/%




30
30
30
30
60
60
60
60
95
95
95
95
1.620
5.433
8.242
11.845
10.225
BpH
1
3
5
7
1
3
5
7
1
3
5
7
1
3
5
7
7.955
6.660
6.748
5.777
2.178
C时间/min
Time/min
0
10
20
30
10
0
30
20
20
30
0
10
30
20
10
0
5.430
5.873
7.420
8.418
2.988
D物料比(1:N)
MaterialRatio
8
12
16
20
16
20
8
12
20
16
12
8
12
8
20
16
4.355
6.060
8.400
8.325
4.045
实验
编号
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
均值1
均值2
均值3
均值4
极差
科学研究
12
食品研究与开发 2008年9月第29卷第9期
图3 羟基自由基清除效果
Fig.3 Efectofantioxidantonhydroxylradical
图2 提取级数与相对含量的关系
Fig.2 Efectofextractioncount
的增大而减小,pH=1时,提取量较大;不用超声辅助时
(超声时间=0),提取效果比超声时间为30min时降低
较多,说明使用超声有提高火棘果色素提取量的效
果。 物料比则在1∶16时,达到最大。
由表 1可知,因素对提取效果的影响顺序为:溶
剂>物料比>时间>pH,溶剂是影响提取效果的主要因
素;优化组合为:pH=1、溶剂为 95%乙醇、超声时间
30min、物料比1∶16。
2.2 提取级数的确定
取2g火棘果,在前述优化的提取条件下,进行火
棘果红色素的提取级数实验,所得结果见图2。
由图2可知,经过二级提取后,已经把大量火棘果
色素提取出来,再增加提取级数,色素的提取量增加不
大,因而可以选择二级提取。
2.3 色素的产率和色价
定量称取火棘果按上述最佳提取条件提取色素,
用旋转蒸发仪浓缩后,常温进行干燥,可得深红色固
体,3次平行试验的色素平均产率为26.9%,火棘果红
色素的色价:E1%1cm(424nm)=6.13。
2.4 清除自由基的效果
自由基的清除效果见图3和图4。
结果表明,火棘色素对羟基自由基的清除效果
(1.8g/L>60%)比对超氧阴离子自由基的效果(1.8g/L>
27%,4min)好。
3 结论
结果表明,利用超声作用提取火棘果红色素的最
佳条件是:溶剂为 95%乙醇、pH=1、物料比为 1∶16、超
声时间为30min、提取级数为二级,产品产率26.9%,
火棘果红色素的色价E1%1cm(424nm)=6.13。超声提取
方法具有无毒、高效、快速等特点,在火棘色素的提取
工艺中有良好的应用前景。
参考文献:
[1] 蒋利华 ,熊远福 ,李霞,等.野生火棘果有效成分研究进展[J].中
国野生植物资源,2007,26(2):8-10
[2] 牟君富,王树平.红子果实营养成分含量变化及其利用研究[J].西
南农业学报,1992,5(3):42-47
[3] 梅兴国,万国晖,周忠强.火棘果化学成分研究[J].中药材,2002,
25(5):329-330
[4] 柴立,郑亚玉,谢宝忠,等.赤阳子营养成分及保健作用研究[J].贵
阳中医学院学报,1988,10(1):39-41
[5] 邓如福,王三根.火棘色素理化特性初探[J].中国野生值物,1990
(2):43-46.
[6] 向纪明,王琳.火棘红色素的提取及稳定性研究[J].化学世界,
1998,39(2):77-79
[7] 余红英.天然火棘色素提取方法的研究[J].湖北民族学院学报:自
然科学版,1998,16(6):37-39
[8] 孙兰萍,许晖.天然火棘色素的提取及稳定性的研究[J].冷饮与速
动食品工业,2005,11(3):5-8
[9] 程超,莫开菊,汪兴平.天然水溶性火棘色素在不同环境条件下
的稳定性研究[J].食品科学,2005,26(3):72-74
[10]蒋新龙,蒋益花.微波法提取火棘红色素的工艺研究[J].食品科技,
2006,31(7):182-188
[11]熊远福,李霞,文祝友.野生火棘果中红色素的提取研究[J].中国食
品添加剂,2007,7(1):58-61
[12]马庆一,张侠,熊卫东,等.连苯三酚法条件的优化及其在红薯
梗活性评价中的应用[J].食品科学,2004,25(7):132-135
图4 超氧阴离子自由基清除效果
Fig.4 EfectofantioxidantonSuperoxideanionradical
科学研究
13
食品研究与开发2008年9月第29卷第9期
[13]许申鸿,杭瑚,李运平.超氧化物歧化酶邻苯三酚测活法的研究
及改进[J].化学通报,2001,64(8):516-519
[14]金鸣,蔡亚欣,李金荣,等.邻二氮菲-Fe2+氧化法检测 H2O2/Fe2+
产生的羟自由基[J].生物化学与生物物理进展,1996,23(6):553-
555
[15]贾之慎,邬建敏,唐孟成.比色法测定Fenton反应产生的羟自由
基[J].生物化学与生物物理进展,1996,23(2):184-186
收稿日期:2007-10-11
在植物蛋白中,大米蛋白以其高氨基酸效价、低过
敏性和良好的发泡性而著称[1-3]。高纯度大米蛋白粉的
提取和应用是大米深加工,提高其产品附加值的重要
途径。
碱法提取大米蛋白作为一种传统工艺应用广泛。
然而,大米蛋白由于其碱溶性谷蛋白占总蛋白的80%
以上[3],因此大米蛋白的溶解性比较差,不能满足食品
加工的需要。本文以自制的碱提大米蛋白为基料,采用
蛋白酶对其进行适度水解,达到改善蛋白溶解性、发泡
性的目的。
目前,水解植物蛋白制取氨基酸以及功能性多肽
是一大研究热点。然而,限制性水解大米蛋白(水解度<
10%)以改善其功能性质的研究还不多见。国外有学者
研究了大豆蛋白限制性水解,发现大豆蛋白对不同的
蛋白酶以及酶解条件具有不同的敏感性[5-6]。同时不同
来源的大豆蛋白产品通过限制水解后其溶解性,乳化
性,起泡性等功能性质均有不同程度的提高[7-8]。这也为
大米蛋白的酶解改性提供了参考。水解大米蛋白的低
度水解不仅需要衡量其功能性质的改善,而且需要控
制蛋白的水解度,防止苦味肽的产生。
作者简介:王威(1983-),男(汉),在读硕士研究生,专业:农产品加工
及储藏工程。
*通讯作者:曾凡骏,教授。
王威,曾里,曾凡骏*
(四川大学 食品工程系,四川 成都 610065)
大米浓缩蛋白限制性水解及其性质研究
LIMITEDHYDROLYSISOFRICEPROTEINISOLATEANDSTUDYONITSFUNCTIONALPROPERTIES
WANGWei,ZENGLi,ZENGFan-jun*
(DepartmentofFoodEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065,Sichuan,China)
Abstract:Fourcommercialproteaseswereevaluatedwhenappliedtohydrolyzericeproteinisolate.Alcalase
hasapparentlyhighereficiencythanotherproteaseanditsoptimalhydrolyzingconditionsareEnzyme-to-sub-
strateratios1%,proteinconcentration6%,pH8.5,temperature50℃-60℃.Ultrasoundof40kHz,40W-100W
wasappliedtofacilitateproteinhydrolysisandanauxiliaryefectwasdiscoveredonlyatthebeginningofthehy-
drolysisprocess.RiceproteinhydrolysateswithDHfrom2%to10%wasobtainedbyusingAlcalase.Itssolu-
bilityimporvedastheDHincreased,butbiternessappearedwhenDHreached8%.Foamstabilityofricepro-
teinhydrolysatesincreasedasDHgrows,butfoamingcapacitydidnotimprove.
Keywords:riceprotein;limitedhydrolysis;functionalproperty
摘 要:以水解度为依据,比较了4种商品蛋白酶水解大米浓缩蛋白的效率。碱性蛋白酶具有最高的水解效率,其最
佳水解条件为温度50℃~60℃,pH8.5,加酶量1%(E/S),底物浓度6%。考察了频率40kHz,功率40W~100W的超
声波对碱性蛋白酶水解的辅助作用。超声波在蛋白水解初期有一定加速度作用,不同的超声功率对水解速率影响并
不显著。在蛋白水解水解度 2%~10%范围内,用碱性蛋白酶制备了不同水解度的大米蛋白产品,并比较了他们溶解
性、发泡性和持泡性以及口感。蛋白质的水解度与溶解性呈正相关,在水解度≥8%之后蛋白水解产物的开始出现苦
味。蛋白质的持泡性随水解度的增加有一定改善,起泡性未见改善。
关键词:大米蛋白;限制性水解;性质

科学研究
14