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黄姜是我国传统中药材,拥有“药用黄金”之美称,含有丰富的皂素,还含有淀粉、纤维素、色素、单宁等物质。据不完全统计,全国有10个省市、60多个县市发展黄姜产业,黄姜基地面积已达300多万亩,皂素加工企业有150多家,年产皂素5000多吨,从事黄姜、皂素及其相关产品生产的从业人口达200万以上。目前,国内皂素生产企业均将有价值的色素随生产废水排放,未能有效回收,造成环境污染。本文采用有机溶剂法、微波及酶法辅助提取黄姜色素,利用大孔吸附树脂对其进行分离纯化,并对色素性质进行研究,旨在寻找黄姜色素最佳提取工艺分离得到较纯的色素,为黄姜色素的进一步开发提供了理论基础,结论如下:
1、黄姜色素提取工艺条件
溶剂法提取黄姜色素的最优工艺条件:料液比1:27,时间1.5h,乙醇浓度为52.8％,温度70℃,粒度为60目筛,pH7.0,提取3次,色素提取量为24.4。微波辅助提取黄姜色素:乙醇浓度为60％,微波时间160s,料液比1:30,微波功率为450w,色素提取量为43.9。纤维素酶辅助提取黄姜色素:pH6.0,每1.000g黄姜粉加入5.0mg酶,于45℃下酶解2.5h,色素提取量为33.9 mL/g;半纤维素酶辅助提取:pH4.3下,每1.000g黄姜粉加入7.0mg酶,于45℃下酶解4h,色素提取量为31.4;果胶酶辅助提取:pH4.0下,每1.000g黄姜粉加入9.0mg酶,于40℃下酶解4.5h,色素提取量为36.9;纤维素酶和半纤维素酶复合辅助提取:pH5.4下,每2.000g黄姜粉加入纤维素酶12.0mg和半纤维素酶12.0mg,于45℃下酶解2.5h,色素提取量为35.5;纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶酶复合辅助提取:pH4.6下,每2.000g黄姜粉加入25.0mg果胶酶,12.0mg纤维素酶和12.0mg半纤维素酶,于60℃下酶解4h,色素提取量为33.7。
2、黄姜色素纯化工艺条件
选用XDA-7大孔吸附树脂,吸附和解吸流速均为1.5mL/min,上柱样浓度为50mg/mL(黄姜浓度),解吸液为60％乙醇溶液,pH5.0,黄姜色素提取率为4.48％,色价114.5。
3、黄姜色素性质
黄姜色素易溶于甲醇、乙酸、乙醇和水,微溶于正丁醇,不溶于乙醚、乙酸乙酯和石油醚等脂溶性溶剂;对碱性环境比较稳定,酸性环境变化较大;50℃以下比较稳定;对光稳定;Fe2+、Cu2+、Al3+离子及氧化剂对黄姜色素具有一定的增色作用,而Na+、Mg2+、Zn2+、Ca2+、Mn2+和还原剂对色素具有减色作用。初步研究确定黄姜色素一种黄酮类色素。
通过黄姜天然色素的提取和精制,可扩大黄姜的利用范围,增加黄姜加工新产业,也可大大减轻黄姜皂素企业造成的环境污染、带动黄姜种植户的种植热情,从而增加黄姜的附加值,降低产业生产成本,减少黄姜废水中的污染物,增加黄姜种植户的收入,因此其经济效益和社会效益明显。