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        木棉花紅色素提取工藝及分離純化分析

        2016-12-31 00:00:00蔣紅芝
        湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016年11期

        摘要:以木棉(Bombax malabaricum)花為原料,采用蒸餾水、乙醇、3%檸檬酸為提取溶劑,大孔樹脂吸附、乙醇洗脫分離純化,研究木棉花紅色素提取工藝及分離純化。結(jié)果表明,用3%檸檬酸提取木棉花紅色素效果較好,最佳提取工藝為料液比1∶20(g/mL),提取溫度100 ℃,提取時間20 min;用大孔樹脂X-5、D101、D4020靜態(tài)吸附木棉花紅色素效果較好,解吸溶劑適宜使用75%~95%乙醇;動態(tài)吸附后D4020大孔樹脂分離富集色素的效果優(yōu)于X-5、D101樹脂;用大孔樹脂吸附木棉花紅色素,經(jīng)解脫、濃縮、真空干燥后得到木棉花固體紅色素。

        關(guān)鍵詞:木棉(Bombax malabaricum)花;紅色素;提??;大孔樹脂;分離純化

        中圖分類號:TS264.4;Q949.757.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:0439-8114(2016)11-2876-03

        DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.11.041

        木棉(Bombax malabaricum)為木棉科、木棉屬落葉大喬木,分布于廣東、廣西、云南、四川、海南、福建等省,其花為紅色,花萼肉質(zhì),性味甘、淡、涼,具有清熱利濕、解暑、解毒止血的功效[1]。木棉花已列入百花食譜,鮮花瓣或干花瓣可煎水服用或用于煮粥、煮湯。木棉花色素提取、木棉花干制品和花汁飲料的工藝研究雖有報道[2,3],但對木棉花紅色素的分離純化研究較少,本試驗對木棉花紅色素提取、分離及純化工藝進(jìn)行研究,采用蒸餾水、乙醇、3%檸檬酸為提取溶劑,大孔樹脂吸附、乙醇洗脫分離純化,為木棉花的利用提供參考依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料、試劑及儀器

        木棉自然落花采自廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院院內(nèi)。

        檸檬酸、無水乙醇為分析純。

        VIS-7220型可見分光光度計(北京瑞利分析儀器公司),HH-S4型電熱恒溫水浴鍋(江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠)、DBS-100型電腦全自動部分收集器、HL-2B型恒流泵(上海滬西分析儀器廠有限公司)、層析柱(上海錦華層析設(shè)備廠)、DFZ型真空干燥箱(上海精宏實驗設(shè)備有限公司)、2XZ-2型旋片真空泵(浙江黃巖求精真空泵廠)。

        1.2 試驗方法

        1.2.1 色素提取 采取蒸餾水、乙醇為提取溶劑,提取木棉花紅色素,測定其最大吸收波長。用3%檸檬酸在不同條件下(45、65 ℃)提取紅色素,測定其最大吸收波長。

        1.2.2 單因素試驗 ①溫度對紅色素提取效果的影響。稱取5.00 g木棉花,加40 mL 3%檸檬酸,料液比1∶8(g∶mL,下同),分別在45、65、85、100 ℃下水浴加熱浸提20 min;②時間對紅色素提取效果的影響。稱取5.00 g木棉花,加40 mL 3%檸檬酸,料液比1∶8,100 ℃水浴加熱浸提5、10、20、30、40 min;③稱取13.33、8.00、5.00、4.00、2.00 g木棉花,加40 mL 3%檸檬酸(按料液比1∶3、1∶5、1∶8、1∶10、1∶20),100 ℃水浴加熱浸提20 min。分別移取不同的提取液1.5、2.5、4.0、2.0 mL定容至10 mL,測定其吸光度。

        1.2.3 色素靜態(tài)吸附和洗脫 分別稱取4.05 g S-8、D4020、D101、X-5、D296R 5種型號預(yù)處理過的樹脂于5個燒杯中,加入木棉花紅色素提取液10.00 mL,在室溫下靜置吸附60 min后測定上清液的吸光度(A510 nm、A520 nm)。

        分別稱取1.00 g已充分吸附紅色素的5種型號樹脂 S-8、D4020、D101、X-5、D296R,加入不同體積分?jǐn)?shù)(95%、75%)的乙醇溶液10 mL,解吸20、60 min,取解吸60 min的溶液滴加2%檸檬酸調(diào)節(jié)pH為3~4,共6個處理,測定上清液的吸光度(A510 nm)。

        1.2.4 色素柱層析分離的工藝流程 吸附樹脂預(yù)處理→裝柱→平衡→添加色素提取液→樹脂吸附色素→用解吸溶劑洗脫色素→收集色素液[4,5]→測定OD510 nm。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 木棉花紅色素最大吸收波長

        用蒸餾水、乙醇提取木棉花紅色素,色澤分別為黃色、橙色;用3%檸檬酸提取,色澤為紅色,效果較好。由圖1、圖2可見,木棉花紅色素最大吸收波長為510~520 nm。蒸餾水提取、乙醇提取的最大吸收波長為520 nm,3%檸檬酸提取的最大吸收波長為510 nm。水提雜吸收峰較多,提取效果不明顯。

        2.2 單因素試驗結(jié)果

        2.2.1 溫度對紅色素提取效果的影響 如圖3所示,隨著溫度的升高,提取的木棉花紅色素含量增加,用3%檸檬酸提取無最大值。所以,溫度選取100 ℃為宜。

        2.2.2 時間對紅色素提取效果的影響 如圖4所示,隨著提取時間的增加,提取的木棉花紅色素含量增加,在20 min時達(dá)到最大值,之后紅色素含量基本不變。所以,選擇提取20 min效果較好。

        2.2.3 料液比對紅色素提取效果的影響 由圖5可知,在料液比1∶20時,提取的木棉花紅色素吸光度達(dá)到最大值,效果顯著。從單因素結(jié)果可以得出,在本試驗范圍內(nèi),木棉花紅色素提取的最佳工藝條件為用3%檸檬酸按料液比1∶20,100 ℃水浴加熱浸提20 min。

        2.3 木棉花紅色素的分離純化

        2.3.1 木棉花紅色素的靜態(tài)吸附 由圖6可知,所用的5種樹脂吸附紅色素60 min后,上層清液吸光度值大小順序為X-5

        2.3.2 木棉花紅色素解吸溶劑濃度的選擇 由圖7、圖8可知,解吸所用時間短,特別是用95%乙醇作為解吸溶劑,解吸20、60 min的效果差別不大。樹脂D101、D4020、X-5的解吸效果較好,但S-8、D296R吸附效果較好卻難以解吸??傮w來看,解吸溶劑乙醇宜使用的濃度為75%~95%。

        2.3.3 木棉花紅色素的柱層析分離 由圖9可知,木棉花紅色素經(jīng)過D4020、D101、X-5 3種樹脂吸附柱層析分離后,均出現(xiàn)了1個洗脫峰,說明紅色素集中在1個洗脫峰。D4202樹脂吸附柱層析的洗脫峰較窄,洗脫下來的紅色素相對比較集中,即分離洗脫的效果比較好。D4202大孔樹脂分離富集紅色素的效果優(yōu)于D101、X-5樹脂。3種樹脂D4020、D101、X-5均可以用作木棉花紅色素的分離純化。

        3 小結(jié)

        木棉花含有紅色素,用3%檸檬酸提取紅色素色澤較好,試驗結(jié)果表明,木棉花紅色素提取最佳工藝為料液比1∶20,提取溫度100 ℃,提取時間20 min;X-5大孔樹脂的吸附效果最好,其次是D101、D4020大孔樹脂;解吸溶劑宜使用體積分?jǐn)?shù)為75%~95%的乙醇;靜態(tài)洗脫中,充分吸附紅色素的D101、D4020、X-5樹脂解吸效果較好;動態(tài)洗脫中,D4020大孔樹脂分離富集紅色素的效果優(yōu)于X-5、D101樹脂。用大孔樹脂吸附木棉花紅色素,經(jīng)解脫、真空濃縮、真空干燥(60 ℃,8 h)得到木棉花固體紅色素,呈晶體狀或粉末,符合感觀要求。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 全國中草藥匯編編寫組.全國中草藥匯編(上冊)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,1976.

        [2] 丁利君,陳偉輝.木棉花色素的提取及穩(wěn)定性研究[J].食品科學(xué),1999(1):32-34.

        [3] 農(nóng)志榮,楊昌鵬,黃衛(wèi)萍,等.木棉花落花加工利用的研究[J].食品科技,2007(1):189-193.

        [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] 李崇瑛,王 安,楊 濤,等.食用天然色素的純化與研究進(jìn)展[J].中國調(diào)味品, 2007,343(9):18-22,38.

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