扶桑花色素的提取、纯化及性能研究

论文摘要

从各种植物的花、果中提取的花色苷类天然色素安全、无毒,具有对人体有益的营养和药理作用,被广泛应用于食品、医药、化妆品等行业,近年来引起人们的广泛关注。本文对扶桑花色素的提取、纯化实验条件、理化性质及抗氧化作用进行了较为系统的研究。研究结果表明,采用超声波法提取扶桑花色素的最佳提取条件为:提取剂为0.1%HCl-95%乙醇（70:30 V/V）,料液的质量与体积比为1:150,提取时间为30min,提取温度为60℃。扶桑花色素的最大吸收波长为525nm,提取率为24.28%。扶桑花色素粗提物的色价E（525nm）=7.01,为了提高色素的纯度,本文依次采用无水乙醇沉淀法、梯度极性溶剂萃取法和大孔吸附树脂纯化法纯化色素。首先,采用无水乙醇沉淀除去色素中的蛋白质、多糖等杂质;其次,采用梯度极性溶剂萃取法除去色素中的脂质、叶绿素和多酚类杂质;然后,利用大孔吸附树脂进一步纯化色素,通过比较,AB-8大孔吸附树脂适宜于扶桑花色素的纯化,静态吸附动力学及解吸实验的研究结果表明:在8h时几乎达到吸附平衡,90%乙醇（pH=2）溶液的洗脱效果最好,达到了75.18%。对AB-8大孔吸附树脂动态吸附、解吸花色苷色素的条件进行优选,实验结果为:吸附时,宜采用pH值为2.0的色素溶液作为上样溶液,上样流速为1 mL/min;解吸时,宜采用pH值为2.0、乙醇浓度为90%的水溶液为洗脱剂,洗脱流速为1 mL/min,在此条件下解吸率为86.90%。纯化后扶桑花色素的色价E（525nm）=16.74,比纯化前提高了1.39倍。通过不同pH下色素溶液的颜色比较及紫外-可见吸收光谱谱图和红外光谱谱图分析可初步推断扶桑花色素的主要成分为花色苷;扶桑花色素为水溶性色素;pH值的改变对扶桑花色素稳定性的影响很大;扶桑花色素对直射光比较敏感,对热稳定性较好;色素颜色基本不受常用食品添加剂的影响;Vc对色素具有增色作用,强氧化剂H2O2的存在加速其降解;不同金属离子对扶桑花色素稳定性的影响不一样,Ca2+、Al3+等金属离子对其稳定性没有明显的影响,Zn2+使色素的吸光度明显增大,溶液颜色加深,Fe3+、Cu2+等金属离子对色素有降解作用,使溶液颜色变浅。体外试验结果表明,扶桑花色素具有较强的抗氧化能力。它可以作为氢供体,清除二苯代苦味酰自由基（·DPPH）,但清除能力低于Vc和BHT（2,6-二叔丁基对甲酚）;具有较强的清除超氧阴离子自由基（O2）和羟自由基（·OH）的能力;同时对多不饱和脂肪酸（PUFA）过氧化体系有较强的抑制作用;也可作为电子供体,将Fe3+还原为Fe2+。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 天然色素的发展历史
• 1.3 天然色素的分类
• 1.4 天然色素的提取方法
• 1.4.1 溶剂提取法
• 1.4.2 超临界流体萃取
• 1.4.3 微波技术辅助萃取
• 1.4.4 超声波技术辅助萃取
• 1.4.5 分子蒸馏技术
• 1.4.6 生物技术生产天然色素
• 1.5 天然色素的纯化和精制方法
• 1.5.1 酶法精制
• 1.5.2 大孔吸附树脂法精制
• 1.5.3 离子交换树脂法精制
• 1.5.4 凝胶层析法精制
• 1.5.5 超滤法精制
• 1.6 花色苷概述
• 1.7 花色苷的性质
• 1.8 影响花色苷色泽以及稳定性的因素
• 1.8.1 结构
• 1.8.2 pH值
• 1.8.3 温度
• 1.8.4 氧及过氧化物
• 1.8.5 光照
• 1.8.6 酶类
• 1.8.7 辅助剂的影响
• 1.9 花色苷的分离纯化
• 1.10 花色苷的鉴定
• 1.10.1 层析法
• 1.10.2 光谱法
• 1.10.3 色谱-质谱联用技术
• 1.10.4 核磁共振波谱法（NMR）
• 1.11 花色苷类化合物的生理功能和药用价值
• 1.11.1 抗氧化作用
• 1.11.2 改善血清胆固醇以及中性脂肪效果
• 1.11.3 抗变异以及抗肿瘤作用
• 1.11.4 改善肝功能
• 1.11.5 抗病毒作用
• 1.11.6 对心血管疾病的作用
• 1.12 花色苷类的开发以及应用展望
• 1.13 扶桑简介
• 1.14 本研究的意义及工作内容
• 第2章 扶桑花色素提取方法的研究
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 试剂
• 2.2.3 仪器
• 2.2.4 试验方法
• 2.2.4.1 原料的预处理
• 2.2.4.2 测定方法
• 2.2.5 实验步骤
• 2.2.5.1 超声波法提取扶桑花色素的单因素试验
• 2.2.5.1.1 提取溶剂的选择
• 2.2.5.1.2 扶桑花样品与提取剂料液比（质量与体积比W/V）的选择
• 2.2.5.1.3 提取时间的选择
• 2.2.5.1.4 提取温度的选择
• 2.2.5.2 超声波法提取扶桑花色素的正交试验
• 2.2.5.3 扶桑花色素提取率的测定
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 超声波法提取扶桑花色素的单因素试验结果
• 2.3.1.1 提取溶剂的选择
• 2.3.1.2 扶桑花样品与提取剂料液比（质量与体积比W/V）的选择
• 2.3.1.3 提取时间的选择
• 2.3.1.4 提取温度的选择
• 2.3.2 超声波法提取扶桑花色素的正交试验
• 2.3.3 扶桑花色素提取率的测定结果
• 2.4 结论
• 第3章 扶桑花色素的纯化研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 试剂
• 3.2.3 仪器
• 3.2.4 试验方法
• 3.2.4.1 溶剂沉淀法纯化扶桑花色素
• 3.2.4.2 梯度极性溶剂萃取法纯化扶桑花色素
• 3.2.4.3 大孔吸附树脂法纯化扶桑花色素
• 3.2.4.3.1 大孔吸附树脂的处理
• 3.2.4.3.2 大孔吸附树脂的筛选
• 3.2.4.3.3 静态吸附动力学实验
• 3.2.4.3.4 洗脱剂对解吸率的影响
• 3.2.4.3.5 动态吸附解吸条件的确定
• 3.2.4.4 测定方法
• 3.2.4.4.1 吸光度的测定
• 3.2.4.4.2 色价的测定
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 溶剂沉淀法纯化扶桑花色素
• 3.3.2 梯度极性溶剂萃取法纯化扶桑花色素
• 3.3.3 大孔吸附树脂法纯化扶桑花色素
• 3.3.3.1 大孔吸附树脂的筛选
• 3.3.3.2 静态吸附动力学实验
• 3.3.3.3 洗脱剂对解吸率的影响
• 3.3.3.4 动态吸附解吸条件的确定
• 3.3.3.4.1 树脂吸附扶桑花色素条件的优选
• 3.3.3.4.2 解吸扶桑花色素条件的优选
• 3.3.3.4.3 实际吸附解吸效果实验
• 3.3.4 大孔树脂富集纯化扶桑花色素
• 3.3.5 色价的测定
• 3.4 结论
• 第4章 扶桑花色素的分子表征及理化性质研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 试剂
• 4.2.3 仪器
• 4.2.4 试验方法
• 4.2.4.1 扶桑花色素的分子结构表征
• 4.2.4.2 扶桑花色素的溶解性实验
• 4.2.4.3 扶桑花色素的稳定性试验
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 扶桑花色素的分子结构表征
• 4.3.1.1 扶桑花色素的紫外-可见吸收光谱谱图
• 4.3.1.2 扶桑花色素的红外光谱谱图
• 4.3.2 扶桑花色素的溶解性
• 4.3.3 扶桑花色素的稳定性
• 4.3.3.1 pH值对扶桑花色素稳定性的影响
• 4.3.3.2 光照对扶桑花色素稳定性的影响
• 4.3.3.3 温度对扶桑花色素稳定性的影响
• 4.3.3.4 常用食品添加剂对扶桑花色素稳定性的影响
• 4.3.3.5 氧化剂、还原剂对扶桑花色素稳定性的影响
• 4.3.3.6 金属离子对扶桑花色素稳定性的影响
• 4.4 结论
• 第5章 扶桑花色素的抗氧化作用
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 试验材料
• 5.2.2 试剂
• 5.2.3 仪器
• 5.2.4 试验方法
• 5.2.4.1 扶桑花色素对·DPPH的清除
• 2^·-的清除'>5.2.4.2 扶桑花色素对超氧阴离子自由基O₂^·-的清除
• 5.2.4.3 扶桑花色素对羟自由基·OH的清除
• 2+氧化法'>5.2.4.3.1 邻二氮菲-Fe²⁺氧化法
• 5.2.4.3.2 水杨酸氧化法
• 2+诱发卵黄脂蛋白PUFA过氧化体系的抑制作用'>5.2.4.4 扶桑花色素对Fe²⁺诱发卵黄脂蛋白PUFA过氧化体系的抑制作用
• 5.2.4.5 还原力的测定
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 扶桑花色素对·DPPH的清除
• 2^·-的清除'>5.3.2 扶桑花色素对超氧阴离子自由基O₂^·-的清除
• 5.3.3 扶桑花色素对羟自由基·OH的清除
• 2+氧化法'>5.3.3.1 邻二氮菲-Fe²⁺氧化法
• 5.3.3.2 水杨酸氧化法
• 2+诱发卵黄脂蛋白PUFA过氧化体系的抑制作用'>5.3.4 扶桑花色素对Fe²⁺诱发卵黄脂蛋白PUFA过氧化体系的抑制作用
• 5.3.5 还原力的测定
• 5.4 结论
• 第6章 本文结论
• 参考文献
• 发表论文
• 致谢