紫甘薯花色苷色素提取纯化工艺研究及组分分析

紫甘薯花色苷色素提取纯化工艺研究及组分分析

杨朝霞[1]2004年在《紫甘薯花色苷色素提取纯化工艺研究及组分分析》文中研究说明紫甘薯(purple sweet potato)属旋花科一年生草本植物,是新近开发出的一类优良特异的甘薯品种,其富含具有明显抗氧化作用的保健型天然花色苷色素,是一种较好的提取花青素类色素资源,引起国内外的广泛关注。 本课题选用青岛农科所提供的紫甘薯新品种,考察其色素的提取和纯化工艺、理化性质和稳定性,并对该品种中色素的不同组分进行初步分离分析。 实验结果表明,紫甘薯色素最佳提取条件为:温度60℃,时间1小时,料液比1:25,提取液为0.5%盐酸水溶液,提取两次。采用AB-8大孔树脂对该色素粗提液进行纯化,测得树脂的饱和吸附容量为0.055g/ml树脂。将该树脂循环使用5次后,色素收率均在85%以上。通过树脂纯化,色素液中还原糖和淀粉的含量大幅度下降。在此工艺下进行提取,紫甘薯色素的产率可达7.4%(以色价=12计)。 紫甘薯色素为水溶性色素,在酸性溶液中呈现稳定的红色。该色素在低温下避光存放具有较好的稳定性,可长期放置;但在长时间受热或日光直射时,稳定性显着下降。金属离子对该色素影响较小,其中,Fe~(2+)使色素稳定性下降,Al~(3+)对其具有较强的增色作用。此外,该色素对抗坏血酸较敏感,使用时应注意。 采用柱层析从紫甘薯色素中分离出叁个组分,利用薄层层析、液相色谱和紫外-可见光谱分析,结合一定的化学方法和有关文献,进行初步鉴定。其中,组分Ⅱ和组分Ⅲ为纯度较高的花色苷,分别为3-位成苷的芍药色素(双酰化)和3,5-位成苷的芍药色素;组分Ⅰ推测为黄酮类物质,且其成分较为复杂。 采用薄层层析比较了在不同状态保存时组分Ⅱ和组分Ⅲ的稳定性。结果表明,以紫甘薯粉的状态保存时,组分Ⅲ的稳定性优于组分Ⅱ,影响稳定性的因素可能主要是氧化分解;而提纯后以酸性溶液状态存放时,乙酰化反应是影响稳定性的主要因素。但是酰化反应并不破坏色素的发色结构,因此从保持色素色价稳定性的角度,将色素存放在酸性溶液中比较合理。

刘迎旺[2]2010年在《紫甘薯花色苷生产中紫薯蛋白的利用》文中研究指明紫甘薯是旋花科草本植物,因富含花青素、薯肉紫红而闻名,含有多种具有生物活性的化学物质,其中的蛋白质、多糖含量较高,具有良好的应用前景。在利用紫甘薯生产花色苷色素的过程中,可溶性蛋白随废水被排放,不仅浪费了资源而且污染了环境。为提高产品的附加值,增加企业的综合效益,因此将蛋白富集回收。(1)通过对多种树脂对花色苷与蛋白吸附性能的比较,确定了利用ADS-7型大孔树脂将紫甘薯花色苷与蛋白进行分离;利用D3520型大孔树脂对蛋白进行富集回收。(2)通过树脂的静态吸附实验,得出ADS-7大孔树脂吸附率70.83%,吸附量2.01mg/g,解吸率为89.04%;动态吸附及解吸的最优工艺条件为:色素液浓度2mg/mL,上样流速2BV/h,原液pH值3.0,洗脱液为pH值2.0、70%乙醇,洗脱流速为1~1.5BV/h,洗脱剂用量为4BV,花色苷产率为0.25%。(3)利用树脂D3520富集蛋白实验,得出静态吸附率为82.26%、吸附量为37.62mg/g、解吸率为85.43%。动态富集蛋白工艺条件为:上样浓度为2-2.5mg/mL,上样流速为1~2BV/h;pH值为3.0,浓度80%,4BV乙醇进行解吸,解吸流速为0.8BV/h。树脂能富集原料液中60%以上的蛋白。(4)对得到的蛋白进行蛋白功能特性研究,溶解度在pH10、60℃、氯化钠浓度为0.4mol/L时最大;持水能力在pH4、40℃时较大,氯化钠浓度对蛋白持水性影响较小;温度对蛋白持油量的影响比较小,只是在60℃时持油量最低为2.281g/g;蛋白乳化性在蛋白浓度为1%,较高的pH和盐离子浓度中较大;蛋白起泡性在蛋白浓度为2%、pH4.0、40℃、氯化钠浓度1mol/L时最大,并且泡沫稳定性好。(5)紫甘薯蛋白中氨基酸总量为50.45g/100g样品,非必需氨基酸占29.43%,其中门冬氨酸含量最高,达到8.01%;必需氨基酸占21.03%,其中亮氨酸含量最大3.84%。

郭城, 徐丛玥[3]2012年在《酶法制备紫甘薯花色苷色素的研究》文中指出采用α-淀粉酶水解提取紫甘薯花色苷色素,研究了反应温度、时间、pH值以及酶与底物比对提取效果的影响,结果表明最佳提取条件为:反应温度60℃,pH值5.5,反应时间70 min,酶与底物比400 U/mL。采用大孔树脂吸附法对色素提取液进行纯化,比较发现4种大孔树脂中AB-8型大孔树脂的吸附效果最好,并进一步研究了紫甘薯花色苷色素在AB-8型大孔树脂上的动态吸附及解吸过程。

赵晶[4]2012年在《新疆小檗属植物花色苷色素的分离鉴定及生物活性研究》文中认为本文以南疆地区生长的小檗属植物——喀什小檗、红叶小檗和黑果小檗的果实为原材料,应用传统和现代相结合方法对叁种果实中所含花色苷组分进行分析与鉴定,同时对叁种果实中花色苷的生物活性进行研究。本实验采用溶剂超声波法提取花色苷,用D101型大孔吸附树脂进行纯化得到精制花色苷。采用光谱法和纸色谱法相结合的方法,对这叁种果实中的花色苷提取液进行初步鉴定。结果表明:喀什小檗中含有牵牛花色素、矢车菊色素、飞燕草色素,红叶小檗色素中可能含有天竺葵色素、锦葵色素,黑果小檗色素中可能含有矢车菊色素和天竺葵色素,均为3位上连接的葡萄糖或半乳糖。应用液质联用技术,采用质谱全扫描,母离子扫描,子离子扫描对叁种果实中的花色苷进行分离和鉴定。结果表明:喀什小檗中可能含有飞燕草-3-半乳糖苷、飞燕草-3-葡萄糖苷、矢车菊-3-半乳糖苷、矢车菊-3-葡萄糖苷、芍药-3-葡萄糖苷、芍药-3-半乳糖苷、牵牛花-3-葡萄糖苷、锦葵-3-半乳糖苷、锦葵-3-葡萄糖苷;红叶小檗中可能含有芍药色素-3-半乳糖苷、芍药色素-3-葡萄糖苷、矢车菊-3-葡萄糖苷;黑果小檗中可能含有矢车菊-3-半乳糖苷、矢车菊-3-葡萄糖苷,天竺葵色素-3-葡萄糖苷。应用红外吸收光谱技术,采用溴化钾压片法,将叁种果实中花色苷红外光谱与标准的图谱比较,他们结构相似,都含有苯环,含氧杂环,甲氧基,糖和羟基的结构。采用pH示差法和Folin Ciocalteu比色法分别测定叁种果实中的花色苷和多酚的含量。结果表明:喀什小檗粗品花色素含量为777.6mg/100g;D-101大孔树脂纯化喀什小檗色素花色素含量为102.2mg/100g;红叶小檗粗品花色素含量为1478.5mg/100g;D-101大孔树脂纯化红叶小檗色素花色素含量为411.7mg/100g;黑果小檗粗品花色素含量为78.05mg/100g;D-101大孔树脂纯化黑果小檗色素花色素含量为12.69mg/100g。喀什小檗粗品多酚含量为443.29mg/100g;D-101大孔树脂纯化喀什小檗色素多酚含量为113.14mg/100g;红叶小檗粗品多酚含量为150.42mg/100g;D-101大孔树脂纯化红叶小檗色素多酚含量为29.77mg/100g;黑果小檗粗品多酚含量为154.35mg/100g;D-101大孔树脂纯化黑果小檗色素多酚含量为27.89mg/100g。实验以Trolox为对照,采用·DPPH和ABTS+体外抗氧化模型对叁种果实中的花色苷进行研究。结果表明:与Trolox相比,·DPPH清除能力:Trolox>D101纯化黑果小檗色素>喀什小檗粗提物>D101纯化红叶小檗色素>D101纯化喀什小檗色素>红叶小檗粗提物>黑果小檗粗提物;ABTS+清除能力:D101纯化黑果小檗色素>D101纯化红叶小檗色素>Trolox>黑果小檗粗提物>红叶小檗粗提物>喀什小檗粗提物>D101纯化喀什小檗色素。应用X-射线对斑马鱼胚胎的损伤,研究红叶小檗对其的抗辐射作用。通过记录X-射线损伤斑马鱼胚胎的死亡率和畸形率,以及生化指标的测定(ROS,MDA和SOD)。结果表明:红叶小檗色素对斑马鱼胚胎的损伤具有保护作用,其机制可能与红叶小檗色素提高斑马鱼胚SOD活性,减少氧自由基的产生有关。

万莹[5]2012年在《紫薯色素的提取纯化工艺研究》文中研究说明本文研究了紫薯花色苷色素的酸水提取工艺、膜除杂浓缩及树脂精制工艺,并对干燥后的色素粉末进行了性质研究。实验结果为工业化设计提供了基础数据。为保证紫薯花色苷色素的生物活性,紫薯花色苷色素的提取采用了常温酸性条件下提取,提取剂为盐酸水溶液,通过正交实验确定了最佳提取条件为:料液比为1:3.5,提取液pH为3,浸泡1h后打浆搅拌提取2h,经提取后的紫薯渣为淡红色,整个过程不仅能耗低,且能十分有效地将从紫薯中将色素提取出来。本课题选用微滤膜初步纯化紫薯花色苷色素粗提液,微滤膜能有效除去溶液中的大分子蛋白、悬浮颗粒、淀粉等杂质,实验在常温下进行,在操作压力0.2MPa的条件下,采用全循环的方式运行膜,所得滤液清澈透明。微滤膜滤液采用纳滤膜浓缩处理,在常温、操作压力1.5MPa的条件下,对色素的截留率为100%,浓缩倍数为10倍。本文采用大孔吸附树脂对色素溶液进行精制。分别对比AB-8、X-5、HPD-100和PDA-100四种吸附树脂,研究它们各自对紫薯花色苷色素浓缩液的吸附和解吸效果,最终选用了具有高效吸附能力且拥有较好解吸率的AB-8树脂对紫薯花色苷色素膜浓缩液进行精制。通过静态吸附实验,确定了温度对AB-8树脂吸附力影响不显着,在过酸环境中AB-8树脂吸附能力明显下降,随着色素溶液浓度的减小,AB-8树脂的吸附量增加。动态吸附实验确定了1.0BV/h为最佳洗脱流速,同时确定了用4倍树脂体积的30%乙醇溶液能达到较好的洗脱效果。将经过树脂精制的紫薯花色苷色素洗脱液利用真空旋转蒸发仪进行浓缩,浓缩后色素浓缩液采用冷冻干燥,得到色素粉末的色价可达50。本文还对紫薯花色苷色素成品粉末进行了性质研究,通过实验验证其具有以下性质:紫薯花色苷色素为水溶性色素,酸性条件下最稳定呈红紫色,碱性条件下稳定性较差呈蓝绿色;对温度、紫外光、部分金属离子和常见氧化还原剂较敏感,在实验和生产过程中应注意;常见的食品添加剂蔗糖、苯甲酸钠和山梨酸钾对紫薯花色苷色素稳定性影响不大,在加工中可以同时使用。

参考文献:

[1]. 紫甘薯花色苷色素提取纯化工艺研究及组分分析[D]. 杨朝霞. 青岛大学. 2004

[2]. 紫甘薯花色苷生产中紫薯蛋白的利用[D]. 刘迎旺. 天津科技大学. 2010

[3]. 酶法制备紫甘薯花色苷色素的研究[J]. 郭城, 徐丛玥. 农产品加工(学刊). 2012

[4]. 新疆小檗属植物花色苷色素的分离鉴定及生物活性研究[D]. 赵晶. 塔里木大学. 2012

[5]. 紫薯色素的提取纯化工艺研究[D]. 万莹. 湖北工业大学. 2012

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