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        紫甘藍(lán)色素提取工藝研究

        2020-07-01 07:00:48范業(yè)剛曹利慧
        安徽化工 2020年3期
        關(guān)鍵詞:稀鹽酸去離子水甘藍(lán)

        范業(yè)剛,曹利慧

        (衡水學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,河北衡水053000)

        紫甘藍(lán)作為常見的蔬菜,含有多種維生素和營養(yǎng)成分,其中的紫甘藍(lán)色素由多種花色苷組成,顏色的變化受pH 值的影響較大,還含有黃酮和單寧等對身體有價值的成分[1]。紫甘藍(lán)色素中的花色苷具有抗突變、防治心腦血管疾病、保護(hù)肝臟、克制腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生等多種生理功能[2],紫甘藍(lán)色素還具有抗氧化、淡化色斑等功能[3]。在食品色素應(yīng)用上,紫甘藍(lán)色素具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和抑菌性[4]以及色調(diào)柔和、著色力強(qiáng)和安全性高等特點(diǎn),還具有清除自由基、抑制脂肪過氧化、抑菌和抗腫瘤等多種生理功能,是一種具有較好開發(fā)與應(yīng)用潛力的天然色素[5-6],廣泛應(yīng)用于食品添加劑、染色劑、酸堿指示劑、抗氧化劑的制備。因此,選擇優(yōu)良的提取方式,深入研究影響紫甘藍(lán)色素提取率的因素具有深遠(yuǎn)的意義。本文對紫甘藍(lán)色素的浸提因素進(jìn)行探索,可為藥物研究和色素開發(fā)和應(yīng)用提供參考。

        1 實驗部分

        1.1 試劑與儀器

        新鮮紫甘藍(lán),購自衡水市信譽(yù)樓超市;鹽酸、乙醇、氫氧化鈉,均為分析純;722 型可見分光光度計,上海儀電分析儀器有限公司;FA2004B 電子天平,上海衡平儀器儀表廠;FW100 高速萬能粉碎機(jī),天津市泰斯特儀器有限公司;80-2 型高速離心機(jī),金壇市國旺實驗儀器廠;PH-3C 精密pH 計,上海精密科學(xué)儀器有限公司;BL6-180A超聲波清洗機(jī),上海碧浪儀器有限公司。

        1.2 樣品預(yù)處理

        將紫甘藍(lán)洗凈后切碎,置于干燥的研磨機(jī)中,研磨4 min后,儲存于密封容器中,待用。

        1.3 實驗條件的選擇

        1.3.1浸提液的選擇

        用分析天平準(zhǔn)確稱量4 份3.000 0 g 磨碎的紫甘藍(lán)樣品于四個潔凈的燒杯中,依次加入0.3 mol/L 稀鹽酸溶液、去離子水、25%的乙醇溶液、0.3 mol/L的氫氧化鈉溶液,在室溫下浸提1 h,觀察樣品色澤。對比實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn):0.3 mol/L 稀鹽酸溶液中色素色澤良好,提取效率高;去離子水中色素色澤一般,紫甘藍(lán)色素在去離子水中溶解度偏低;25%的乙醇溶液中色素溶解度差,色素破壞;0.3 mol/L 的氫氧化鈉溶液中色素破壞嚴(yán)重,紫甘藍(lán)被腐蝕。

        由上述實驗結(jié)果可知,用0.3 mol/L 稀鹽酸溶液和去離子水作為浸提液時色澤良好,紫甘藍(lán)色素相對穩(wěn)定,故用稀鹽酸或去離子水作為浸提液。

        1.3.2 最大吸收波長的確定

        以0.3 mol/L 稀鹽酸為浸提液時,在波長520 nm 得到吸光度值最大,為0.211;去離子水為浸提液時,在波長550 nm 得到最大吸光度,為0.117。所以采用稀鹽酸為浸提液,在520 nm處提取。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 鹽酸濃度對紫甘藍(lán)提取效果的影響

        用分析天平準(zhǔn)確稱取4 份5.000 0 g 打碎的紫甘藍(lán)樣品于4個250 mL燒杯中,設(shè)置超聲波功率為70 W,采用浸提時間 8 min,料液比為 1∶20(g∶mL),浸提溫度為40℃,鹽酸濃度分別為0.2 mol/L 、0.3 mol/L、0.4 mol/L、0.5 mol/L、0.7 mol/L 時進(jìn)行實驗,每組進(jìn)行 3 次平行試驗,實驗結(jié)果如圖1。

        圖1 鹽酸濃度對紫甘藍(lán)提取效果的影響

        由圖1 可知,鹽酸濃度對紫甘藍(lán)提取效果的影響隨著鹽酸濃度升高,呈現(xiàn)出先升后降的趨勢。當(dāng)稀鹽酸濃度較低時,紫甘藍(lán)色素的提取效果較低,隨著浸提濃度的升高,紫甘藍(lán)色素的提取效果逐漸升高,當(dāng)達(dá)到0.3 mol/L 時,提取效果最高,之后隨著濃度的升高,紫甘藍(lán)色素的提取效果反而有所下降。鹽酸濃度過低,紫甘藍(lán)色素不能完全被提取出來,濃度過高,有可能使提取出來的紫甘藍(lán)色素被破壞。故最佳的紫甘藍(lán)色素提取濃度為0.3 mol/L。

        2.2 浸提溫度對紫甘藍(lán)色素提取效果的影響

        用分析天平準(zhǔn)確稱取4 份5.000 0 g 打碎的紫甘藍(lán)樣品于4個250 mL燒杯中,設(shè)置超聲波功率為70 W,采用浸提時間 8 min,料液比為 1∶15(g∶mL),鹽酸濃度為0.3 mol/L,浸提溫度為30℃、40℃、50℃、60℃、70℃時進(jìn)行實驗,每組進(jìn)行3次平行試驗,實驗結(jié)果如圖2。

        由圖2可知,隨著浸提溫度的提高,紫甘藍(lán)色素的提取效果出現(xiàn)先增后減的趨勢。在浸提溫度為40℃時,紫甘藍(lán)色素的提取效果最高,在40℃之前隨著時間的延長,紫甘藍(lán)色素的提取效果逐漸升高;但是40℃之后,紫甘藍(lán)色素的提取效果有所降低。所以,從紫甘藍(lán)中提取紫甘藍(lán)色素時浸提溫度應(yīng)該有個限度,溫度太低,紫甘藍(lán)色素提取效果不好;溫度過高,提取出來的紫甘藍(lán)色素空間結(jié)構(gòu)被氧化而破壞。所以,從紫甘藍(lán)中提取紫甘藍(lán)色素的最佳浸提溫度為40℃。

        圖2 浸提溫度對紫甘藍(lán)色素提取效果的影響

        2.3 料液比對紫甘藍(lán)色素提取效果的影響

        用分析天平準(zhǔn)確稱取4 份5.000 0 g 打碎的紫甘藍(lán)樣品于4個250 mL燒杯中,設(shè)置超聲波功率為70 W,采用浸提時間10 min,鹽酸濃度為0.3 mol/L,浸提溫度為40℃,料液比(g∶mL)為1∶5,1∶10,1∶15,1∶20,1∶25時進(jìn)行實驗,每組進(jìn)行3次平行試驗,實驗結(jié)果如圖3。由圖3可知,隨著料液比的改變,紫甘藍(lán)色素的提取效果也隨之發(fā)生改變。當(dāng)料液比為1∶10(g∶mL)時,紫甘藍(lán)色素的提取效果最好。

        圖3 料液比對紫甘藍(lán)色素提取效果的影響

        2.4 浸提時間對紫甘藍(lán)色素提取效果的影響

        用分析天平準(zhǔn)確稱取4 份5.000 0 g 打碎的紫甘藍(lán)樣品于4個250 mL燒杯中,設(shè)置超聲波功率為70 W,采用鹽酸濃度為0.3 mol/L,浸提溫度為40℃,料液比(g∶mL)為 1∶10,浸提時間 4 min、6 min、8 min、10 min、12 min時,每組進(jìn)行3次平行試驗,實驗結(jié)果如圖4。

        圖4 浸提時間對紫甘藍(lán)色素提取效果的影響

        由圖4 可知,隨著浸提時間的延長,紫甘藍(lán)色素的提取效果出現(xiàn)先增后減趨勢。在浸提時間為8 min 時,紫甘藍(lán)色素的提取效果最高。在8 min 之前隨著時間的延長,紫甘藍(lán)色素的提取效果逐漸升高;8 min 之后,紫甘藍(lán)色素的提取效果有所下降。浸提時間太短,紫甘藍(lán)色素提取效果不好,時間過長提取出來的紫甘藍(lán)色素空間結(jié)構(gòu)被氧化而破壞。所以,從紫甘藍(lán)中提取紫甘藍(lán)色素的最佳浸提時間為8 min。

        3 結(jié)束語

        超聲波輔助提取紫甘藍(lán)色素與傳統(tǒng)水浴浸提法相比,能大大縮短浸提時間,提高提取效果,有效避免紫甘藍(lán)色素空間結(jié)構(gòu)被破壞以及色素提取后來不及保存被氧化的弊端。本文探究出在超聲波輔助提取儀功率為70 W 時,最佳的提取方案為:鹽酸濃度為0.3 mol/L,浸提溫度為40℃,料液比為1∶10(g∶mL),浸提時間為8 min。本研究為開發(fā)紫甘藍(lán),合理利用資源,提高經(jīng)濟(jì)效益提供了思路,為紫甘藍(lán)色素提取找到了更高效的方法。

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