蔣紅芝+義崇寬+楊昌鵬

摘要：以紅藍(lán)草（Peristrophe baphica Bremk）莖葉為原料，用溶劑萃取法提取紫色素，用大孔樹(shù)脂吸附法分離紫色素，進(jìn)而探討紅藍(lán)草紫色素的吸附與分離條件。結(jié)果表明，根據(jù)吸附前后溶液吸光度和顏色的變化，選擇X-5、D4020、D101、S-8作為紅藍(lán)草紫色素的吸附樹(shù)脂；洗脫溶劑以乙醇為佳，且乙醇體積分?jǐn)?shù)以75%為宜；乙醇洗脫效果為D101>X-5>D4020，而S-8吸附的色素很難被乙醇洗脫。進(jìn)行色素柱層析分離時(shí)，X-5和D101大孔樹(shù)脂分離富集紅藍(lán)草紫色素的效果優(yōu)于D4020大孔樹(shù)脂。

關(guān)鍵詞：紅藍(lán)草（Peristrophe baphica Bremk）；紫色素；分離純化；大孔樹(shù)脂

中圖分類(lèi)號(hào)：TS202.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）17-4256-03

紅藍(lán)草（Peristrophe baphica Bremk）又名紅藍(lán)、山藍(lán)、觀(guān)音草，為爵床科（Acanthaceae）植物山藍(lán)的地上部分，為多年生草本植物。人工種植容易，中國(guó)華南各省區(qū)均有人工種植。紅藍(lán)草雖為藥用植物資源，但富含天然色素。從紅藍(lán)草的莖、葉中提取的天然色素食用安全，具有很高的利用價(jià)值。前期研究表明，用水提和醇提的紫色素穩(wěn)定性、耐熱性較好[1-3]，但由于提取的過(guò)程中帶入果膠、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，烘干的成品黏性較大，不利于干燥與保存。本試驗(yàn)以紅藍(lán)草為原料，采用溶劑萃取法提取紫色素，研究不同大孔樹(shù)脂對(duì)該色素的吸附與分離效果，旨在為生產(chǎn)上提取與分離紅藍(lán)草紫色素提供參考，同時(shí)為開(kāi)發(fā)利用紅藍(lán)草提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與試劑

供試材料：市購(gòu)的紅藍(lán)草（葉子不帶毛）。

儀器：BB331-A多功能食品攪拌機(jī)（佛山市順德區(qū)任發(fā)電器實(shí)業(yè)有限公司）、T-500型電子天平（美國(guó)雙杰兄弟集團(tuán)有限公司）、WD800G格蘭仕微波爐（格蘭仕微波爐電器有限公司）、800B低速臺(tái)式離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠(chǎng)制造）、RE52-86A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠(chǎng)）、VIS-7220可見(jiàn)分光光度計(jì)（北京瑞利分析儀器公司）、DBS-100電腦全自動(dòng)部分收集器（上海滬西分析儀器廠(chǎng)有限公司）、HL-2B恒流泵（上海滬西分析儀器廠(chǎng)有限公司）、層析柱（上海錦華層析設(shè)備廠(chǎng)）、DFZ型真空干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）、2XZ-2型旋片真空泵（浙江黃巖求精真空泵廠(chǎng)制造）、QN-100球形濃縮罐（溫州中翔輕工機(jī)械廠(chǎng)）、ZG真空干燥機(jī)（常州市博立干燥制粒設(shè)備有限公司）等。

主要試劑：S-8、X-5、D101、D4020、D401、D301、D151、D296R大孔樹(shù)脂（天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所生產(chǎn)）；無(wú)水乙醇、丙酮等。

1.2 方法

1.2.1 紅藍(lán)草紫色素提取的工藝流程 紅藍(lán)草→清洗→晾干→切碎、粉碎→色素提取→紫色素提取液。

1.2.2 紅藍(lán)草紫色素含量的測(cè)定 根據(jù)蔣紅芝等[1-3]報(bào)道的紅藍(lán)草紫色素特征吸收峰（λ=580 nm）測(cè)定吸附前以及靜態(tài)、動(dòng)態(tài)吸附后色素液的吸光度（A580 nm），乘以稀釋倍數(shù)后作圖。

1.2.3 各因素對(duì)紅藍(lán)草紫色素吸附效果的影響 試驗(yàn)考察了不同型號(hào)（S-8、X-5、D101、D4020、D401、D301、D151、D296R）樹(shù)脂對(duì)色素吸附效果的影響，并考察了溶劑乙醇及丙酮對(duì)色素的洗脫效果以及乙醇體積分?jǐn)?shù)（55%、75%、95%）對(duì)色素洗脫效果的影響。

1.2.4 紅藍(lán)草紫色素柱層析分離的工藝流程 吸附樹(shù)脂預(yù)處理→裝柱→平衡→添加色素提取液→樹(shù)脂吸附色素→用洗脫溶劑洗脫色素→收集色素液[4，5]→測(cè)定吸光度（A580 nm），乘以稀釋倍數(shù)后作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅藍(lán)草紫色素的樹(shù)脂吸附與分離

2.1.1 不同樹(shù)脂對(duì)紅藍(lán)草紫色素的吸附效果 分別稱(chēng)取10.00 g S-8、X-5、D101、D4020、D401、D301R、D151、D296R 8種型號(hào)預(yù)處理過(guò)的樹(shù)脂于8個(gè)燒杯中，加入紅藍(lán)草紫色素提取液20.00 mL，在室溫下靜置吸附一定時(shí)間后測(cè)定上清液的吸光度。由圖1可知，所用的8種樹(shù)脂吸附紅藍(lán)草紫色素180 min后，上層清液吸光度由小到大的順序?yàn)镾-8、D301R、D296R、X-5、D4020、D101、D401、D151。由此可見(jiàn)，S-8大孔樹(shù)脂的吸附效果最好，其次是D301R、D296R大孔樹(shù)脂。但從吸附后樹(shù)脂的顏色看，X-5、D4020、D101均為紅紫色，S-8吸附色素后為藍(lán)紫色，而D301R（弱堿型）、D296R（強(qiáng)堿型）吸附色素后為藍(lán)綠色，顏色發(fā)生了改變。所以考慮用X-5、D4020、D101、S-8作為紅藍(lán)草紫色素的吸附樹(shù)脂。

2.1.2 紅藍(lán)草紫色素洗脫溶劑的選擇 稱(chēng)取已充分吸附色素的各種樹(shù)脂1.00 g，分別加入16 mL 95%乙醇、丙酮作為洗脫溶劑，先用玻璃棒充分?jǐn)噭?，然后在常溫下靜態(tài)洗脫，測(cè)定洗脫后紅藍(lán)草紫色素液的吸光度。由表1可知，乙醇洗脫效果為D101>X-5>D4020，3種樹(shù)脂洗脫液均為紫紅色，而S-8樹(shù)脂用乙醇作為洗脫溶劑難以洗脫。除D101外，7種樹(shù)脂用丙酮作洗脫溶劑時(shí)均難以洗脫。所以選擇乙醇作為紅藍(lán)草紫色素的洗脫溶劑。

2.1.3 紅藍(lán)草紫色素洗脫溶劑體積分?jǐn)?shù)的選擇 分別稱(chēng)取0.40 g已充分吸附色素的3種型號(hào)樹(shù)脂D101、X-5、D4020，加入不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液16 mL，洗脫80 min，測(cè)定上清液的吸光度。由圖2可知， 75%乙醇對(duì)充分吸附色素的D101、X-5、D4020型樹(shù)脂洗脫效果最好?？傮w來(lái)看，洗脫溶劑乙醇的體積分?jǐn)?shù)宜采用75%。

綜合以上試驗(yàn)結(jié)果，選擇D101、X-5、D4020三種樹(shù)脂作為紅藍(lán)草紫色素的吸附樹(shù)脂，選擇75%乙醇作為紅藍(lán)草紫色素的洗脫溶劑。

2.2 紅藍(lán)草紫色素的柱層析分離效果

由圖3可知，紅藍(lán)草紫色素經(jīng)D101、X-5、D4020樹(shù)脂吸附柱層析分離后，均出現(xiàn)了1個(gè)洗脫峰，說(shuō)明紫色素集中在1個(gè)洗脫峰。與D4020樹(shù)脂相比，X-5和D101樹(shù)脂吸附柱層析的洗脫峰比較窄，洗脫下來(lái)的紫色素比較集中，即分離洗脫的效果較好。說(shuō)明X-5和D101大孔樹(shù)脂分離富集紅藍(lán)草紫色素的效果優(yōu)于D4020樹(shù)脂。

2.3 紅藍(lán)草紫色素理化指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果

采用6.1 kg的紅藍(lán)草為原料，水為浸提劑，料液比（m∶V）為1∶3，煮沸10 min提取紫色素，減壓濃縮得15 000 mL紫色素濃縮液，用D101、X-5樹(shù)脂靜態(tài)吸附后，用75%乙醇洗脫，得到11 500 mL濃縮液，再進(jìn)行減壓濃縮，得3 800 mL紫色素濃縮液，然后于60 ℃真空干燥，得20.23 g固體紫色素。此固體紫色素呈深藍(lán)紫色，呈晶體狀、粒狀或粉末，液體呈紅紫色（濃）、藍(lán)紫色（?。哂屑t藍(lán)草植物香風(fēng)格，符合感觀(guān)要求。

理化指標(biāo)：產(chǎn)品經(jīng)廣西壯族自治區(qū)輕工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站檢驗(yàn)，鉛（Pb）含量為0.48 mg/kg，總砷（以As計(jì)）含量為0.80 mg/kg?？梢?jiàn)，紅藍(lán)草紫色素中鉛、總砷含量均符合GB 28311-2012[6]中鉛（Pb）≤3（mg/kg）、總砷（以As計(jì)）≤2（mg/kg）的要求。

3 結(jié)論

不同型號(hào)的樹(shù)脂對(duì)紅藍(lán)草紫色素的吸附及洗脫效果均有所不同。各種型號(hào)樹(shù)脂對(duì)該色素的吸附效果順序?yàn)镾-8>D301R>D296R>X-5>D4020>D101>D401>D151；根據(jù)吸附前后吸光度和顏色變化，用X-5、D4020、D101、S-8作為紅藍(lán)草紫色素的吸附樹(shù)脂。乙醇洗脫效果為D101>X-5>D4020，而S-8吸附的色素很難被乙醇洗脫；洗脫溶劑宜使用75%乙醇。進(jìn)行色素柱層析分離時(shí)，X-5和D101大孔樹(shù)脂分離富集紅藍(lán)草紫色素的效果優(yōu)于D4020大孔樹(shù)脂。試驗(yàn)所得固體紅藍(lán)草紫色素呈深藍(lán)紫色，呈晶體狀、粒狀或粉末，液體呈紅紫色（濃）、藍(lán)紫色（?。哂屑t藍(lán)草植物香風(fēng)格，符合感觀(guān)要求；理化指標(biāo)經(jīng)廣西壯族自治區(qū)輕工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站檢驗(yàn)，鉛、總砷含量均符合GB 28311-2012[6]的要求。

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