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蓝靛果忍冬果实的天然色素提取工艺



全 文 :民营科技2015年第10期农林科技
蓝靛果忍冬果实的天然色素提取工艺
方军军
(江西国亿生物科技股份有限公司,江西 鹰潭 335000)
蓝靛果忍冬(Lonicera edulis Turcz),别名:蓝靛果、黑瞎子果、山
茄子等(文中称蓝靛果), 是目前新型野生浆果资源,其食物果实富含有
机酸、矿物质、维生素以及多种微量元素, 采摘清洗后即可食用, 同时
可加工成饮料、果酱和果酒等衍生食品。另外茎叶及果实可用来提取
天然紫红色素, 是重要的天然健康的食品添加剂来源。从 20 世纪
80 年代开始, 就有许多国内外研究学者对其分类、引种驯化栽培、天
然色素及加工利用等方面展开广泛研究。本文就浅谈蓝靛果忍冬色素
的提取工艺,为其研究及利用提供参考。
1 材料及方法
1.1 研究材料
1.1.1 试验材料。蓝靛果忍冬果实(采集于黑龙江省大兴安岭东部山
区)、蒸馏水、乙酸、无水乙醇、乙醚、乙酸乙酯、石油醚。
1.1.2 试验仪器。722-型分光光度计、FA2104电子天平、恒温水浴锅、
酸度计等仪器。
1.2 试验方式[1]
1.2.1 蓝靛果忍冬色素的提取。先将称取好的蓝靛果忍冬果实搅碎,
溶剂利用无水乙醇,之后选择一定料液比在一定的温度、酸度下浸提
一定时间,待冷却后过滤,得蓝靛果忍冬初提液。浸提流程:蓝靛果忍
冬果实→清洗→搅碎→提取剂浸泡→过滤→滤液→测定吸光度。
1.2.2 提取条件。首先应用单因素试验,参照浸提液颜色的变化,确定
适当的提取剂;之后对比吸光度与波长的关系,同时开始提取剂用量、
提取温度、提取时间和提取 PH值的选择;借此分析出单因素试验中
最合适的提取条件。最后以正交实验为准,筛选出最佳提取条件,详见
表 1。
表1 浸提正交试验
2 结果
2.1 单因素最佳提取条件的选择
2.1.1 提取剂选择方式。试验表明无水乙醇提取颜色成色最好,其余
提取剂提取颜色次之,色泽偏淡,其中乙醚、石油醚及乙酸乙酯近透明
无色。在成本方面蒸馏水最低,其次为无水乙醇,因此本试验应选择无
水乙醇作为提取剂,详见表 2。
表2 不同提取液得出效果
2.1.2 最大吸收波长测定。参考朗伯-比尔定律,吸光度与浓度成正
比,提取液中色素浓度就越高,吸光度则越大,提取效果也就越好。本
次试验中无水乙醇提取的蓝靛果忍冬色素在 480~520nm处存在 1段
长时间吸收峰,最大吸收峰在 500nm处,借此判定出最佳提取波长效
果,详见图 1。
波长 n /m
图1 最大吸收波长测定
2.1.3 提取剂用量的选择。通过试验得出蓝靛果忍冬色素提取剂用量
为 35mL时,吸光度最高,当低于 35mL时,吸光度表现出增高态势;
高于 35mL时,又表现出下降态势,所以 35mL是其最高值。故蓝靛果
忍冬色素提取剂最佳用量选择为 35mL,详见图 2。
波长 n/m
图2 提取剂用量选择
2.1.4 提取温度的选择。蓝靛果忍冬色素在提取过程中,当温度处于
55~65℃时,吸光度开始上升,在 70~80℃时吸光度状态平稳,75℃时吸
光度最高,在 80℃以上吸光度状态开始下滑,所以选择 70~80℃之间
较为良好,75℃时的吸光度最高。因此蓝靛果忍冬色素最佳提取温度
选择为 75℃,详见图 3。
温度(℃)
图3 提取温度的选择
摘 要:采取蓝靛果忍冬果实作为研究原料,探究其天然色素提取工艺。利用乙醇浓度、提取温度、提取剂容量、提取时间、提取PH
值为研究对象进行单因素与正交试验。最终提取结果表明利用无水乙醇提取效果良好,提取及用量为35ml、提取PH值为2、最佳提取
温度为75℃,最佳提取时间为65min。
关键词:蓝靛果忍冬果实;天然色素;提取工艺
水平
因素
提取剂用量(ml) 提取温度(℃) 提取时间(min) 提取 PH值
1 30 70 60 1
2 35 75 65 2
3 40 80 70 3
提取剂 色泽
蒸馏水 淡红
乙酸 淡红
甲醇 淡红
无水乙醇 鲜红
乙醚 透明
石油醚 透明
乙酸乙酯 透明
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民营科技2015年第10期 农林科技
序号 A 用量(ml) B PH 值 C 温度(℃) D时间(min) 吸光度
1 1 1 1 1 0.5132
2 1 2 2 2 0.5235
3 1 3 3 3 0.5452
4 2 1 2 3 0.5123
5 2 2 3 1 0.5223
6 2 3 1 2 0.5464
7 3 1 3 2 0.5318
8 3 2 1 1 0.5267
9 3 3 2 1 0.5496
T1 1.5147 1.5836 2.3321 1.3251
T2 1.6842 1.4652 2.3122 1.3584
T3 1.5871 1.5731 2.2812 1.3412
X1 0.8754 0.3542 0.0781 0.658
X2 0.7848 0.3251 0.0692 0.587
X3 0.6627 0.3362 0.0734 0.625
R 0.071 0.020 0.007 0.075
原因是随着和越南贸易的增加,人口流动频繁,各
种生活污水将大量产生,未来 BOD5数值仍然会上涨。通过 2013
年数据预测分析,发现所建立的模型预测结果与实际观测值非常
接近,这充分说明所建立的预测模型是科学的、成功的,可以将此
模型用于在短期内对河流五日生化需氧量进行相关预测。
3 结论及建议
本研究以 ARMA 模型分析为主,对河口县渡口断面五日生
化需氧量进行了预测和对比分析,取得了良好的效果,在国内大
部分河流水系都还存在水文、水质资料等信息较为缺乏情况,
ARMA 模型不需要考虑众多影响水质的因素,因此对河流污染预
测分析有着广阔的应用前景。建议在不考虑重金属浓度不随水体
物理化学变化而发生复杂变化机理情况下,利用现有连续水质监
测数据,对全省地表水监测断面的重金属元素(砷、汞、铬、铅、镉)
污染浓度进行预测[10],建立中长期预测模型,为环境管理决策者提
供参考[11]。
参考文献
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(上接238页)
2.1.5 提取时间的选择。当蓝靛果忍冬色素提取时间为50~
70min时,吸光度开始升高;提取时间处于75~90min时,吸光度
开始下降,65min时为上升值最高。因此蓝靛果忍冬色素提取时
间在65min为宜,详见图4。
(min)
图4 提取时间的选择
2.1.6 提取PH的选择。蓝靛果忍冬色素提取PH为1-3时,吸
光度逐渐升高;PH在3~4时,吸光度快速下降;PH在4-5时,吸
光度逐渐下降;PH在3时,吸光度最高[2]。因此,蓝靛果忍冬色素
提取最好是PH=3时。详见图5。
PH
图5 提取PH的选择
2.2 本次试验分别对提取剂用量、提取温度、提取时间、提取PH
四大因素进行正交实验,提取顺序为:提取时间>提取剂用量>
PH>提取温度。最好提取条件为A2B2C3D1,即无水乙醇、提取温
度为75℃、提取时间为65min、提取PH 值为2,色素的提取效果
最好。
3 结论
蓝靛果忍冬主要分布于欧、亚、美三大洲,是一个多变异的种,
原种产地为欧洲, 本变种广泛分布于我国东北和华北地区。蓝靛
果天然色素外观呈紫色粉末,易溶于水、乙醇等极性溶剂,其颜色
表3
会根据PH的变化值而随之改变,抗氧及光性能较弱。在蓝靛果天
然色素的研究方面,主要包含了色素的分离、提取、含量及稳定性
等方面的研究。日本S .S .制药株式会社,评测出蓝靛果红色素为
花青定-3-葡萄糖,分子式为C21H21O11CL;并发现其红色素中除含
此主要组分外, 还含有少数花青定-3 , 5-双葡萄糖、花青定-3
-芸香糖、花青定-3-龙胆二糖和芍药定-3-葡萄糖等成分;红色
素中总花青甙含量较高, 用盐酸乙醇提取鲜果中含量为
175.66mg/100g , 且在提取过程中未受到破坏, 属无毒类物质, 是
一种新型安全的食品添加剂,借此表明了, 蓝靛果含可食用的、无
毒的天然紫红色素, 是提取安全的食品添加剂的良好资源[3]。本次
研究通过单因素最佳提取条件的筛选,开展了正交实验,最终数
据表明,蓝靛果忍冬色素最佳的提取工艺条件为:提取剂采用无
水乙醇效果较好,用量为35mL;最佳提取PH值为2、最佳提取温
度为75℃、最佳的提取时间为65min。
参考文献
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