枸杞色素的提取工艺研究

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  [摘 要] 利用有机溶剂浸提枸杞中的色素,通过正交设计试验确定了提取枸杞色素的最佳工艺条件。结果表明,枸杞色素提取的最佳工艺条件为温度60℃,时间60min,料液比1:6。该条件下浸提率为95.7%,提取效果较好。
  [关键词] 枸杞子;色素;提取工艺
  食用天然色素不仅没有毒性,有的还有一定的营養,甚至一定的药理作用。目前人们使用的食用色素有天然食用色素和合成食用色素两大类。天然色素来自天然产物,主要由植物组织中提取,也包括来自动物和微生物的一些色素。枸杞为茄科枸杞属植物的果实,它在祖国的传统医学中具有重要的地位,其药用价值备受历代医家的推崇[1]。本文采用正交试验设计,选择枸杞色素提取的优化工艺,旨在为枸杞色素的提取及开发提供参考。
  一、材料与方法
  1.材料
  枸杞果实为晒干的宁夏枸杞。取成熟、无虫害的果实放在通风处凉干,去核取皮,粉碎,80目筛过筛获得枸杞细粉。
  2.仪器与设备
  仪器:UV-2000紫外可见分光光度计(莱伯泰科有限公司);DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科技有限公司);恒温水浴锅。
  试剂:甲醇、95%乙醇、正丁醇和乙酸乙酯均为分析纯,水为二次水。
  3.试验方法
  (1)色素测定方法
  将约0.2g枸杞粉末用95%的乙醇溶解,在50℃下恒温水浴,浸提3次,过滤,合并滤液,用95%乙醇定容至50ml容量瓶中。用95%的乙醇作对照,在紫外分光光度计上从波长200nm开始至380nm,每递增2nm测其吸光度,以波长为横坐标,以吸光度为纵坐标绘制曲线,确定枸杞色素最大吸收波长。
  (2)浸提率的计算
  称取约1g枸杞用95%的乙醇充分浸提,至提取液无色为止,合并滤液,量其体积,吸取提取液用相应的溶剂稀释,在最大吸收波长下测吸光度值。把此测定值作为完全提取的测量值,其他条件下的测定值与之相比,得到该条件下的浸提率。
  (3)提取溶剂的选择[3]
  分别称取约0.5g干燥枸杞粉末4份于100ml的提取瓶中,分别加入甲醇、95%乙醇、正丁醇、乙酸乙酯各20ml。在50℃下恒温水浴,浸提3次,每次1.5h,过滤,用相应溶剂洗涤3次,合并滤液,定容至50ml。吸取提取液0.5ml于50ml容量瓶中,用相应溶剂定容至刻度,摇匀。以相应溶剂为空白参比,于最大吸收波长下测定其吸光度值。
  (4)溶剂浓度的选择
  称取约0.5g枸杞果实粉末6份于100ml提取瓶中,分别加入无水乙醇、95%、85%、75%、65%和55%乙醇各20ml。在50℃恒温水浴,浸提3次,每次1.5小时,过滤,用相应浓度溶剂洗涤3次,合并滤液定容至50ml容量瓶中。吸取提取液1ml于25ml容量瓶中,用相应浓度的溶剂定容至刻度,摇匀。以相应浓度的溶剂为空白参比,于最大吸收波长下测定其吸光度值。
  (5)提取条件的考察[4]
  选用的75%乙醇浸提,采用正交设计试验组合,对多因子综合影响因素进行研究。按正交表对提取温度(℃)、提取时间(min)和料液比(g/ml)进行设计(表)。
  根据正交表设计试验方案,称取干燥枸杞粉末各约1.0000g于100ml提取瓶中(每组3次平行样),分别加入75%乙醇,不同温度、不同时间,浸提3次,过滤,合并滤液定容。于最大吸收波长下测定其吸光度值,以浸提率为考察指标。
  二、结果与分析
  1.色素测定方法
  用UV-2000紫外可见分光光度计对所浸提的枸杞红色素进行光谱扫描,测其吸收光谱,利用物质所特有的吸收光谱来鉴别物质或测定其含量 。枸杞红色素在波长260~320 nm间有明显的吸收峰,故260~320 nm是测该色素的最佳波长,如图1所示。则以下均采用288nm 为测试点。
  2.不同溶剂的提取效果
  由图2可知,95%乙醇提取时效果最好,甲醇次之,再次为正丁醇,而乙酸乙酯提取效果最差。因此采用既安全又经济的乙醇溶液作浸提溶剂。
  3.不同浓度溶剂的提取效果
  由图3可知,用75%乙醇提取效果最好,而无水乙醇、95%、85%、65%和55%乙醇提取效果相当。该试验选用提取效果最好的75%乙醇溶液作提取溶剂,既可减少色素中的杂质含量,增加色素纯度,又可使提取液的浓缩和乙醇回收比较容易进行[5]。
  4.正交试验
  该试验各处理重复3次,取其平均值进行数据计算。按正交设计的各试验号将各条件下的浸提率列于表2。
  注:表中T1、T2、T3分别表示A、B、C在每个水平的总和;X1、X2、X3分别表示
  A、B、C 在每个水平的平均值。
  由表2结果可知,各因素影响顺序是料液比>温度>时间,最佳的组合为:以75%乙醇溶液为提取剂,料液比为1:6,温度为40℃下,浸提1 h效果最好。这些结果与单因素试验结果相吻合。其中料液比对枸杞红色素提取效果影响最大,时间对枸杞红色素提取效果影响最小。即最佳提取条件为A3B2C3。
  5.最佳提取条件的重复验证
  为了考察优化条件的再现性,利用正交试验选出的最佳水平组合进行重复验证试验,结果见表3。
  由表3可知,在试验确定的最佳提取工艺条件下,进行重复试验获得浸提率的平均值与正交试验最大值接近,说明通过正交试验获得的试验方案可行。
  3次平行试验证明,采用该提取条件,枸杞色素浸提率为95.7%。
  三、小 结
  枸杞红色素在各种常见溶剂中的最大吸收峰在260~320 nm间,最佳的提取工艺是以75%乙醇为最佳提取剂,温度60℃,配料比为1:6,浸提1h,其中料液比对枸杞红色素提取效果影响最大,时间对枸杞红色素提取效果影响最小,浸提率为95.7%。
  参考文献
  [1] 甘青梅,骆桂法.藏药黑果枸杞开发利用的研究[J].青海科学与技术,1997(3):17~19
  [2] 帝玛尔·丹增彭措. 晶珠本草[M].北京:民族出版社,1986
  [3] 陶大勇,李树伟,应 璐,等.沙枣化学成分的提取及药敏实验[J]. 中兽医医药杂志,2005(3):10~13
  [4] 明道绪.生物统计附试验设计[M].北京:中国农业出版社,2001
  [5] 李 进,祝长青,原 惠,等.黑果枸杞色素最优提取工艺条件研究[J]. 新疆师范大学学报,2005,24(1):62~69
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