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張相鋒 焦子偉 楊曉絨
摘要:通過傳統(tǒng)的固液萃取法,以微孔板分光光度技術結合正交試驗設計,對野生櫻桃李果皮色素提取進行了研究,確定了野生櫻桃李果皮色素的吸光特性在512nm處。發(fā)現(xiàn)考察因素對色素提取效果影響的順序為:料液比>乙醇濃度>提取溫度>提取時間,最優(yōu)提取條件為乙醇濃度50%,提取時間1h,料液比1:15,提取溫度為55℃。但是這一最優(yōu)組合在正交試驗組中沒有出現(xiàn),因此我們可以在后續(xù)試驗中以料液比、乙醇濃度、提取溫度為主要考察因素,以正交試驗結果的最優(yōu)工藝為參數,進行響應面法優(yōu)化,以便進一步提高提取工藝的高效性。
關鍵詞:固液萃取法;微孔板;正交試驗設計;野生櫻桃李果皮;色素
多酚是一種對人類健康非常有益的植物次生代謝物。植物體內有很多種多酚,比如在花卉、水果、蔬菜中以各種艷麗的顏色出現(xiàn)的天然色素類物質花青素?;ㄇ嗨厥强寡趸瘎哂泻軓姷那宄杂苫芰?,通過提供質子,減弱高活性的自由基的氧化性。同時,花青素類物質還具有抗菌、抗病毒、抗感染等活性。長期攝入富含花青素的食物可以降低患癌癥、心血管疾病、病毒感染、老年癡呆癥和糖尿病的風險同。還有試驗證明,花青素還可以改善夜視能力。它們作為天然色素添加劑,廣泛應用于食品和飲料行業(yè),另外在化妝品和油漆行業(yè)也有應用。
隨著人們健康意識的增強,對食品安全關注度越來越高。許多國家開始逐步禁止合成色素類食品添加劑的使用,取而代之的是安全無毒的天然色素。我國天然色素產業(yè)已初具規(guī)模,天然色素總產量已達10余萬t,最具代表性的有焦糖色素(即糖色)、梔子黃、梔子藍、姜黃、莧菜紅、辣椒紅、茶色素。
野生櫻桃李(Prunusdivaricata Ldh)為重要的野生果樹資源,在我國僅分布于新疆伊犁霍城縣,已列為國家重點二級保護植物。從果實顏色來看,自然條件下分布的野生櫻桃李的果實有紅色、棕紅色、紫黑色和黃色果等類型。
我們通過研究發(fā)現(xiàn),野生櫻桃李果色主要由其果皮顏色決定,其中紫黑色果實果皮色素含量最高。新疆當地哈薩克族牧民自制野生櫻桃李果醬顏色亮麗,而且長期儲藏不退色,因此我們以野生櫻桃李紫黑色果實的果皮為材料,對其色素提取工藝進行了深入的研究,以便為今后開發(fā)新的天然色素資源奠定理論基礎。
1.材料與方法
1.1材料與試劑
野生櫻桃李紫黑果采于新疆伊犁州霍城縣大西溝;乙醇為分析純。
1.2儀器與設備
酶標儀:Thermo scientific Mutiscan GO;HH-4數顯恒溫水浴鍋;SHZ-D9(Ⅲ)循環(huán)水式多用真空泵:鄭州長城科工貿有限公司;800型離心機:上海磁極器材廠;96孔酶標板:康寧。
1.3試驗方法
1.3.1確定野生櫻桃李果皮色素的最大吸收波長。準確稱取已備好的野生櫻桃李果皮樣品10.000g,用100mL的50%乙醇,提取溫度為50%,回流時間為1h,抽濾,離心,用pH值1.0的KCl緩沖液以1:10對色素原液進行稀釋。取稀釋好的色素提取液150ul,加入96孔酶標板,在酶標儀上于波長為400~760nm范圍內進行掃描,以50%的乙醇為空白對照,進行光譜掃描,篩選出野生櫻桃李果皮色素提取液的最大吸收波長。
1.3.2提取方法。準確稱取10.000g野生櫻桃李果皮樣品,經回流、抽濾、離心、稀釋,根據試驗1.3.1測得的吸光特性,用最大吸收波長測定不同濾液的吸光度。
1.3.3單因素試驗。以乙醇濃度、料液比、溫度、提取時間作為影響野生櫻桃李果皮色素提取效果的因素,以色素提取液的吸光度作為野生櫻桃李果皮色素提取效果的評價指標。吸光度測量于96孔酶標板,以相應提取液作為空白對照,每孔上樣量為150ul,用酶標儀測量吸光度值,每組試驗重復3次。
(1)乙醇濃度的選擇。準確稱取10.000g野生櫻桃李果皮樣品5份,按料液比1:8取分別加入30%、40%、50%、60%、70%的乙醇溶液混勻,置于60%條件的電熱恒溫水浴鍋中,回流浸提1h。用酶標儀測吸光度值。
(2)料液比的選擇。準確稱取10.000g野生櫻桃李果皮樣品5份,再分別按料液比(1:10、1:12、1:14、1:16、1:18)加入50%的乙醇溶液混勻,再分別倒入相應編號的回流瓶中,置于60%條件的電熱恒溫水浴鍋中,回流浸提1h。用酶標儀測吸光度值。
(3)提取溫度的選擇。準確稱取10.000g野生櫻桃李果皮樣品5份,再分別按料液比1:10加入50%的乙醇溶液混勻,再分別倒入相應編號的回流瓶中,再分別于30°C、40°C、50%、60°C、70°C條件的電熱恒溫水浴鍋中,回流浸提1h。用酶標儀測吸光度值。
(4)提取時間的選擇。準確稱10.000g野生櫻桃李果皮樣品5份,再分別按料液比1:10加入50%的乙醇溶液混勻,再分別倒入相應編號的回流瓶中,于50°C條件下的電熱恒溫水浴鍋中,分別回流浸提0.5h、1.0h、1.5h、2h。用酶標儀測吸光度值。
1.3.4正交設計優(yōu)化試驗。在上述單因素試驗的基礎上,綜合以上試驗分析結果,根據正交試驗設計原理,以乙醇濃度、料液比、提取溫度、提取時間4個影響因素為考察對象,以野生櫻桃李果皮色素提取液的吸光度值為參考值進行正交試驗,分析野生櫻桃李果皮色素提取的最優(yōu)提取方案,正交試驗設計的因素與水平表如表1所示。
2.結果與分析
2.1野生櫻桃李果皮色素的吸光特性
由圖1可以看出,野生櫻桃李果皮色素在pH值1.0的KCl緩沖液中在可見光區(qū)512nm處有最大吸收峰,由此確定,野生櫻桃李果皮色素在pH值1.0條件下最大吸光特性為可見光512nm,由于溶液pH值對色素的吸光特性有很大影響,因此后續(xù)試驗吸光度值測定均用pH值1.0的KCl緩沖液進行稀釋,在512nm條件下進行吸光度測量。endprint