摘要：以5%番茄紅素粉為原料，研究了應(yīng)用不同型號樹脂對番茄紅素進行分離純化的效果。結(jié)果表明，不同型號樹脂對番茄紅素的分離純化效果不同，其分離純化效果順序為X-5>AB-8>S-8>離子交換樹脂，最適靜態(tài)吸附樣液濃度為0.03 g/L、最適靜態(tài)解吸時間為1 h、最適動態(tài)上樣速度為2 BV/h、最適洗脫劑為乙酸乙酯。番茄紅素經(jīng)X-5吸附后，以乙酸乙酯為洗脫劑，可將番茄紅素濃縮5.9倍，具有良好的富集純化效果。

關(guān)鍵詞：番茄紅素；分離純化；大孔樹脂

中圖分類號：TS202.3；R284.2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）18-4787-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.18.038

番茄紅素是人類自身不能合成，而由植物和微生物合成的一種天然色素，是目前在自然界的植物中被發(fā)現(xiàn)的最強抗氧化劑之一，對人體具有預(yù)防癌癥、延緩衰老、保護心腦血管等功用[1]，人們主要通過食用番茄攝入番茄紅素。

當(dāng)前，人們常見以氯仿、丙酮、正乙烷等有機溶劑作為提取劑從番茄果實中提取番茄紅素[2]，再采用皂化純化法、溶劑純化法、HPLC法、重結(jié)晶法和柱層析法等方法進一步分離純化番茄紅素。本試驗擬以5%番茄紅素粉為原料，研究不同型號樹脂對番茄紅素的分離與純化效果，為進一步研究利用番茄紅素提供科學(xué)根據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用材料為番茄紅素粉（5%），購自陜西森弗高科實業(yè)有限公司；大孔吸附樹脂（X-5、AB-8、S-8、離子交換樹脂）。

1.2 試劑與儀器

試驗所用試劑主要有：乙酸乙酯（AR）、丙酮（AR）、石油醚（AR）、乙醇（95%）、去離子水（自制）。

試驗所用主要儀器：VIS-7220型可見分光光度計，北京瑞利分析儀器公司；AL204型電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；層析柱（1.6 cm×30 cm）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器；真空泵；烘箱；HL-2B型數(shù)顯恒流泵；電腦全自動部分收集器。

1.3 方法

1.3.1 番茄紅素提取液制備 準(zhǔn)確稱取番茄紅素粉（5%）0.05 g，用乙酸乙酯溶解后，定容至500 mL。

1.3.2 最大吸收波長的確定 將所制備的番茄紅素提取液稀釋一定倍數(shù)，選用1 cm比色皿在波長為400～700 nm進行可見光吸收光譜掃描。

1.3.3 大孔吸附樹脂的預(yù)處理 將樹脂用清水漂洗干凈后，用80%乙醇浸泡24 h以除醇溶性有機物，濾干，再用蒸餾水洗滌，濾干，用2 mol/L HCl溶液浸泡4 h，再用蒸餾水洗滌至中性，濾干，用2 mol/L NaOH溶液浸泡4 h，再用蒸餾水洗滌至中性，備用。

1.3.4 靜態(tài)分離純化條件篩選

1）吸附劑的選擇。取已經(jīng)活化的X-5、AB-8、 S-8、離子交換樹脂5.0 g 于250 mL錐形瓶中，分別加入30 mL番茄紅素提取液避光振蕩吸附4 h，測定A502 nm[3]，了解各樹脂對番茄紅素的吸附速度，確定最佳吸附時間和吸附劑。

2）樣液濃度的選擇。取已經(jīng)活化的X-5 5.0 g，加入不同濃度的番茄紅素提取液避光振蕩吸附4 h，測定A502 nm，計算吸附率，確定最佳樣液濃度。

3）解吸時間的選擇。各大孔樹脂吸附完成后，倒去上層清液，加入乙酸乙酯40 mL，25 ℃水浴振蕩3 h，每隔0.5 h取解吸液分別稀釋適當(dāng)倍數(shù)后，測定A502 nm并計算解吸率。

1.3.5 動態(tài)分離純化的選擇

1）上樣速度的選擇。取已經(jīng)活化的X-5 5.0 g裝填層析柱，取稀釋一定倍數(shù)的番茄紅素提取液30 mL，以0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 BV/h速度上樣，10 min后測定流出液的吸光度A502 nm，確定最佳上樣速度。

2）洗脫劑的選擇。取稀釋一定倍數(shù)的番茄紅素提取液以2 mL/min速度上樣，分別以95%乙醇、丙酮、石油醚、乙酸乙酯為洗脫劑進行洗脫，洗脫液連接自動部分收集器，速度為1 min/管，每隔一管測定A502 nm，繪制洗脫曲線。

1.3.6 吸附及解析效果評價[4]

吸附率E=■×100%

解吸率D=■×100%

式中，A0為吸附前溶液的吸光度；Ae為吸附完成后溶液的吸光度；An為洗脫液的吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同樹脂對番茄紅素的靜態(tài)吸附曲線

X-5、AB-8、S-8、離子交換樹脂中分別加入30 mL番茄紅素提取液避光振蕩吸附4 h，每隔0.5 h測定提取液的A502 nm，結(jié)果如圖1所示。由圖1可見，X-5、AB-8、S-8、離子交換樹脂中分別加入30 mL番茄紅素提取液避光振蕩吸附，提取液的吸光度逐漸降低，在4 h內(nèi)X-5的降低速度和幅度最大，吸附效果最佳，3 h左右吸附基本完成。其次為AB-8，S-8。離子交換樹脂的吸附效果則較差，因此后續(xù)試驗選擇X-5。

2.2 番茄紅素濃度的選擇

不同濃度的番茄紅素提取液經(jīng)X-5避光振蕩吸附4 h，各吸附率結(jié)果見圖2。由圖2可見，隨著番茄紅素濃度增加，吸附率逐漸增加，當(dāng)濃度達(dá)0.03 g/L時，吸附率最大，再增大濃度，因吸附劑已基本吸附飽和，吸附率逐漸下降。

2.3 靜態(tài)解吸時間的選擇

番茄紅素經(jīng)大孔樹脂吸附完成后，加入乙酸乙酯在25 ℃水浴下振蕩解吸，結(jié)果如圖3所示。由圖3可見，乙酸乙酯對各樹脂吸附的番茄紅素均有一定的解吸作用，其中，對X-5吸附的番茄紅素解吸速度最快，1 h已基本解吸完全；其次是AB-8，S-8、離子交換樹脂吸附番茄紅素的解吸速度相當(dāng)。

2.4 靜態(tài)分離純化條件篩選

對X-5、AB-8、S-8、離子交換樹脂4種大孔樹脂對番茄紅素靜態(tài)吸附率和解吸率的比較分析結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，X-5對番茄紅素的吸附率和解吸率均較大，分別達(dá)71.5%、35.3%，其次為AB-8，S-8和離子交換樹脂較差。因此，本試驗選擇X-5為番茄紅素吸附劑。

2.5 上樣速度對動態(tài)吸附的影響

取稀釋一定倍數(shù)的番茄紅素提取液100 mL，以0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 BV/h速度上樣，10 min后測定流出液的吸光度A502 nm，測得結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，上樣速度小于2.0 BV/h時，10 min內(nèi)番茄紅素全部被吸附劑吸附，沒有泄漏。上樣速度大于2.0 BV/h時，10 min內(nèi)番茄紅素未能被吸附劑吸附而泄漏。上樣速度較小時，試驗所需時間較長，上樣速度較大時，番茄紅素未能完全吸附而泄漏，因此綜合考慮，本試驗選擇上樣速度為2.0 BV/h。

2.6 洗脫劑的影響

分別以95%乙醇、丙酮、石油醚、乙酸乙酯為洗脫劑進行洗脫，繪制洗脫曲線如圖6所示。由圖6可知，番茄紅素經(jīng)X-5吸附后，以乙酸乙酯為洗脫劑，可使番茄紅素提取液的吸光度由0.204提高為1.207，說明番茄紅素被濃縮了5.9倍，起到了良好的富集純化效果，且乙酸乙酯洗脫曲線峰形較窄，對稱性良好，有利于富集和收集純化成分。丙酮的洗脫效果略次于乙酸乙酯，峰形較窄，對稱性良好，可將番茄紅素濃縮4.3倍。石油醚和95%乙醇的洗脫效果較差，富集純化效果差，拖尾現(xiàn)象明顯。因此，本試驗選擇乙酸乙酯為洗脫劑。

3 小結(jié)與討論

本試驗以5%番茄紅素粉為原料，從吸附劑選擇、樣液濃度選擇、解析時間選擇、層析柱上樣速度、洗脫劑選擇等方面研究了利用樹脂對番茄紅素進行分離純化的效果。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，不同型號樹脂對番茄紅素的分離純化效果不同，其分離純化效果順序為X-5>AB-8>S-8>離子交換樹脂。靜態(tài)吸附最佳樣液濃度為0.03 g/L。最佳靜態(tài)解析時間為1 h。最佳動態(tài)上樣速度為2.0 BV/h。最佳洗脫劑為乙酸乙酯。番茄紅素經(jīng)X-5吸附后，以乙酸乙酯為洗脫劑，可使番茄紅素提取液的吸光度由原來的0.204提高為1.207，番茄紅素被濃縮了5.9倍，起到了良好的富集純化效果。

番茄紅素作為一種具有顯著生理活性的天然食用色素，可以應(yīng)用于肉制品、食用油、調(diào)味品、蛋糕等產(chǎn)品中，起保健、防腐、著色等作用[5]，番茄紅素提取和純化工藝的完善將使其在食品工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻：

[1] 金麗芬，張曉燕，夏文明.番茄紅素的研究進展[J].海軍醫(yī)學(xué)雜志，2010（1）：91-92.

[2] 何春玫.微波皂化輔助食用油提取番茄中番茄紅素的研究[J].中國調(diào)味品，2015（5）：82-84.

[3] 何春玫.番茄中番茄紅素提取工藝的優(yōu)化[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，15（8）：3642-3646.

[4] 楊昌鵬，唐志遠(yuǎn)，盧 藝，等.火龍果果皮紅色素的提取分離研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（1）：347-349，496.

[5] 黃明亮，孫 穎，王雪瑩，等.番茄紅素的提取工藝及在食品中的應(yīng)用[J].中國調(diào)味品，2012（6）：106-110.