中外食工藝技術(shù)循環(huán)水提取梔子黃色素的研究逯恒馮雯*朱興一(浙江工業(yè)大學(xué)綠色制藥協(xié)同創(chuàng)新中心藥學(xué)院浙江杭州310014)摘要:為了從梔子果實(shí)中分離純化得到了品質(zhì)較高的梔子黃色素,創(chuàng)新的采用了循環(huán)水提取與大孔樹脂分離純化相結(jié)合的方法。通過靜態(tài)吸附與解吸附實(shí)驗(yàn)篩選樹脂,并利用響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對禔取工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)釆表明,HIPD-100A樹脂對梔子黃色素選擇性髙,適宜純仳梔子黃色素循環(huán)水提取梔子黃的較佳實(shí)驗(yàn)條件為:提取溫度6σ℃,提取時(shí)間4.5h,循環(huán)流速12mL/min,此條件下,梔子黃色素提取率達(dá)到2.14%,梔子黃產(chǎn)品OD小于0.35,色價(jià)大于420。該方法工藝簡單,成本低,梔子黃提取率較高,為梔子黃色素的工業(yè)生產(chǎn)提供參考。關(guān)鍵詞:梔子果實(shí)梔子黃色素循環(huán)水提取分離純化中圖分類號TS2023文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號:1672-5336(201506-0001-031引言苷標(biāo)準(zhǔn)品(≥98%),購于中國食品藥品鑒定研究院;大孔吸附樹梔子黃色素是一種水溶性的類胡蘿卜素,有較高的營養(yǎng)價(jià)脂:HPD-10HPD=104、AB-8、HPD-40、NKA、D101、x-5,值,極易被人體吸收,在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化成維生素A,補(bǔ)充人體維生均購于滄州寶恩化工有限公司素研究表明,梔子黃色素還有抗癌和抗氧化的特性(。因此,2.2實(shí)驗(yàn)方法梔子黃色素在食品、藥品等行業(yè)有廣泛應(yīng)用,是一種著色力強(qiáng)、2.2.1梔子黃色素和梔子苷標(biāo)準(zhǔn)曲線安全性好并具有營養(yǎng)保健作用的天然植物色素。(1)梔子黃色素標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備。精密稱取西紅花苷I標(biāo)準(zhǔn)梔子果實(shí)中有效成分的提取方法有溶劑浸提法34、滲漉品(≥98%0525mg,去離子水稀釋制備梯度溶液,高效液相色法凹、超聲提取法、微波提取法等。其中乙醇浸提法較其他方譜檢測峰面積。色譜條件:色譜柱: Eclipse XDB-C18柱(4.6法更適于工業(yè)生產(chǎn),但是生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜,而且乙醇成本較10mm);流動(dòng)相:乙腈/水(20:80,v/v,0-5min;50:50高。以水代替乙醇,可以節(jié)省成本,但提取率偏低,且提取液中V/v,5-25min);流速:1.0mL/min;色譜柱柱溫:25℃;檢測雜質(zhì)含量高,純化困難。本文采用循環(huán)水提取與大孔樹脂分離波長:440nm;進(jìn)樣量:10uL。以峰面積為縱坐標(biāo),進(jìn)樣質(zhì)量純化相結(jié)合的方法,得到純度較高的梔子黃。此方法成本較低,(Hg)為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。梔子黃色素標(biāo)準(zhǔn)曲線為工藝簡單,為梔子黃色素工業(yè)生產(chǎn)提供參考y=3732.7x+2.283(R2=0.9995)2材料與方法(2)梔子苷標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備。精密稱取梔子苷標(biāo)準(zhǔn)品(≥98%)9.33mg,去離子水稀釋制備梯度溶液,高效液相色譜檢21材料與試劑測峰面積。色譜條件:色譜柱: Edipse XDB-C1(4.6mm×250梔子果實(shí),購于浙江省遂昌縣,于45℃烘箱中烘干24h,粉mm,5um);柱溫:25C;流動(dòng)相:乙腈-水(12:88);波長:238nm碎至約40目,避光陰涼處備用;西紅花苷標(biāo)準(zhǔn)品(≥98%),梔子流速:6mL/min;進(jìn)樣量:10uL。以峰面積為縱坐標(biāo),進(jìn)樣液所海綿F令含質(zhì)量(ug)為橫坐標(biāo)繪制梔子苷的標(biāo)準(zhǔn)曲線。梔子苷標(biāo)準(zhǔn)曲線圖為:y=1454.0x-1.182(R2=1)。2.22梔子黃色素提取液的制備原料樹脂測溫處圖表1實(shí)驗(yàn)裝置圖圖表3流速和時(shí)間對梔子黃提取率影響的響應(yīng)面及等高線圖表1試驗(yàn)因素與水平因素代碼水平提取溫度C提取時(shí)間h圖表2流速和溫度對梔子黃提取率影響的響應(yīng)面及等高線圖〖循環(huán)流速收稿日期:2015-03-20項(xiàng)目資助:浙江省科技廳公益技術(shù)研究項(xiàng)目“基于杋槭化學(xué)反應(yīng)的植物有效成分選擇性提取關(guān)鍵技術(shù)硏究”,項(xiàng)目編號:2013C3200作者簡介:逯恒(1991—),男,山東臨沂人,碩士研究生,從事機(jī)械化學(xué)方面的研究。中國煤化工通訊作者:馮雯(1979—),女,浙江寧波人,醫(yī)學(xué)碩士,從事機(jī)械化學(xué)方面研究CNMHG中外食品工業(yè)- foreign Food Industri工藝技術(shù)中外宦品工業(yè)表2不同型號樹脂對梔子黃和梔子苷的吸附率表3不同型號樹脂對梔子黃和梔子苷的解吸附率樹脂型號梔子黃吸附率(%)梔子苷吸附率(%樹脂型號梔子黃解吸率(%)梔子苷解吸率(%)HPD-10046.78HPD-10076.11HPDHPD-100A90.2783.29HPD-4008826LAB=8887NKa71.96DIOl87.73972648.6285.9881.57表4響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案與結(jié)果提取溫度提取時(shí)間梔子黃提取率(%)ABC1.65002.122.05「000123456700000I100000001001.812.042.121.781.68稱取40g梔子果實(shí)粉碎物,以料液比1:20的比例加入水,在中,柱2中裝入適量大孔吸附樹脂,錐形瓶中裝人適量水。開啟50℃下機(jī)械攪拌提取2h。抽濾得到梔子黃色素水提液備用。水浴加熱,待測溫處流岀水溫達(dá)到要求值則開始循環(huán)。循環(huán)提2.2.3大孔吸附樹脂預(yù)處理取結(jié)束后,柱2用適量水和20%乙醇水溶液洗脫雜質(zhì),再用適量將七種不同型號的大孔吸附樹脂(HPD-100、HPD-100A、80%乙醇水溶液洗脫梔子黃色素,經(jīng)濃縮干燥得梔子黃色素產(chǎn)HPD-400D101、 AB-8NKA、x-5)置于無水乙醇中,浸泡24,濾品,取梔子黃產(chǎn)品,用蒸餾水溶解,高效液相檢測。產(chǎn)品參數(shù)計(jì)去乙醇并用水洗滌至無醇味,冷藏備用2.24靜態(tài)吸附和斛吸附梔子黃提取率(%)=(Cxm/M)×100%分別稱取1.0g處理過的HPD-100,HPD-100A、HPD-400式中C為產(chǎn)品中梔子黃的質(zhì)量分?jǐn)?shù),g/g;m為產(chǎn)品質(zhì)量,g;AB-8、D101、NKA.X-5樹脂置于100mL錐形瓶中,每個(gè)錐形M為原料質(zhì)量,g精密稱取0.100g梔子黃色素產(chǎn)品,用蒸餾水定容。紫外分瓶中加入o0mL梔子黃水提液。將七個(gè)錐形瓶用保鮮膜密封后光光度計(jì)檢測在440mm與238mm處吸光度值放入恒穩(wěn)震蕩儀中,設(shè)定溫度20℃,轉(zhuǎn)速150rpm,震蕩24h后色價(jià)=A0×100/m抽濾,檢測濾液中梔子黃色素和梔子苷的濃度,計(jì)算吸附率,公式如下式中,A4為梔子黃色素的吸光度;m為稱取樣品的質(zhì)量OD值=A,1/A吸附率%=(C-C)C0×100式中,A23為238m處的吸光度數(shù)值;A440為440mm處的式中:C0為提取液中有效物質(zhì)的質(zhì)量濃度,mg/mL;C1為招床震蕩后水溶液中有效物質(zhì)的質(zhì)量濃度,mg/mL吸光度數(shù)值。分別將錐形瓶中的大孔吸附樹脂取出,濾去提取液后加入2.2.6響應(yīng)面分析l00mL⑧80%乙醇水溶液,用保鮮膜密封后放入恒穩(wěn)震蕩儀中經(jīng)過前期實(shí)驗(yàn)探索,選取提取溫度、提取時(shí)間、循環(huán)水流速設(shè)定溫度為20℃,轉(zhuǎn)速150pm,震蕩24h后抽濾,檢測濾液這三個(gè)因素,每個(gè)因素的低,中和高水平分別編碼為-1.0和1中梔子黃色素和梔子苷的濃度,計(jì)算解吸附率,公式如下以梔子黃色素的提取率為響應(yīng)值(Y)。利用 Design- Expert8.0.解吸率%=C2/(C-C1)×100%6軟件,設(shè)計(jì)3因素3水平響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)因素與水平(見表式中:C1為搖床震蕩后水溶液中有效物質(zhì)的質(zhì)量濃度,1),響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(見表4mg/mL;C2為80Pa乙醇水溶液中有效物質(zhì)的質(zhì)量濃度,mg/mL2.27最住水循環(huán)提取工藝條件的檢驗(yàn)2.2.5工藝路線利用 Design- Expert8.0.6軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和回歸方程如圖1所示,搭好實(shí)驗(yàn)裝置。稱適量梔子果實(shí)粉碎物到柱1預(yù)測在穩(wěn)定狀態(tài)中國煤化工行三次平行實(shí)驗(yàn),取平均值與理HCNMHG2中外食品工業(yè)S- oreign Food Indust中外食工藝技術(shù)表5回歸方程方差分析結(jié)果方差來源平方和自由度均方0.4460920.049566161.00250.0001**0.0153130.0151349.738980.000*B40512166.31092550.25561330.2958<0,0001*率000220.000250,4209AC0.00142993040.29180.000252.0301620.19720.046570.01465747.609230.011670.011670.0873090.087309283.6039<0.0001**殘差0.00150.0003080014750.0004922.8921570.1657凈誤差0.0006840.00017總誤差R=0.9952注:0.010.05,不顯14%,與理論值2.19%相符合,RSD小于1%,因此可知該模型能夠著,說眀使用該方程模擬3因素3水平的分析可行。各實(shí)驗(yàn)因素較好的預(yù)測循環(huán)法提取梔子黃色素的提取率對響應(yīng)值的影響不是線性關(guān)系,其中A、B、C、A2、B2、C2對Y值3梔子黃色素產(chǎn)品的檢測結(jié)果得影響極顯著(P<0.01)。在所選的各因素水平范圍內(nèi),影響梔子在篩選得到的最佳實(shí)驗(yàn)條件下,進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn),結(jié)果黃色素提取率的因素按主次順序排列為:C>B>A,其中循環(huán)如表6。梔子黃產(chǎn)品提取率大于2%,OD值小于0.35,色價(jià)大于流速對梔子黃色素提取率影響最大420。該工藝操作簡單,穩(wěn)定可行,成本低,且得到的梔子黃色素3.22響應(yīng)面及等高線分析產(chǎn)品品質(zhì)較高,相對有機(jī)溶劑提取有較高的優(yōu)勢各因素對響應(yīng)值的影響直觀的反應(yīng)在響應(yīng)面圖上,而等高4結(jié)語線的形狀可以反應(yīng)各因素交互作用的強(qiáng)弱,等高線趨近橢圓中國煤化工·下轉(zhuǎn)第5頁CNMHG中外食品工業(yè)5- foreign Food Industr3中外食工藝技術(shù)低到8.47mg/kg。但是當(dāng)時(shí)間超過3h后,其降低程度不明顯,說明該操作方法反應(yīng)3h后,油脂脫膠能力達(dá)到最大,繼續(xù)延長時(shí)12間,意義不大。因此,選擇3h為大豆油酶法脫膠最佳反應(yīng)時(shí)間。2.3反應(yīng)溫度對脫膠效果的影響曾溫度是化學(xué)反應(yīng)的重要影響因素之一,而對酶參與的反應(yīng)來說更是尤為重要。反應(yīng)溫度過低或過高都會(huì)降低反應(yīng)速率影響反應(yīng)程度。磷脂酶添加量30mg/kg,體系pH5.0,反應(yīng)時(shí)間3h下,溫度對大豆油酶法脫膠影響如圖4所示。由圖4結(jié)果發(fā)現(xiàn),在45℃條件下,油脂中磷含量最低,隨著溫度的進(jìn)一步升高,高于50℃后,磷脂酶A1可能因高溫失活,脫膠能力減弱,油脂中磷含量大幅上升。因此,為了保證油脂脫膠圖5反應(yīng)體系pH對大豆油脫膠效果的效果,同時(shí)節(jié)約成本,選擇最佳脫膠溫度為45℃。測定含磷量。24反應(yīng)體系pH值對脫膠效果的影響2結(jié)果與分析在酶添加量30mg/kg,溫度45℃,反應(yīng)時(shí)間3h條件下,反應(yīng)以磷濃度為橫坐標(biāo),660nm處的吸光值為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)體系pH對油脂脫膠后磷含量的影響如圖5所示。脫膠后油脂中準(zhǔn)曲線,如圖1所示,以此來計(jì)算脫膠后油脂中磷含量。磷含量對不同pH表現(xiàn)出典型的U型曲線,在pH4.8時(shí)表現(xiàn)出最2.1酶添加量對脫膠效果的影響低磷含量,為5.97mg/kg油脂。因此,在加磷脂酶脫膠前,調(diào)節(jié)大大豆毛油在反應(yīng)溫度50℃,時(shí)間3h,體系pH5.0條件下,豆油pH至4.8可以獲得相對最佳的油脂脫膠效果磷脂酶 Leictase ultra添加量對脫膠后豆油中磷含量的影響如3結(jié)語圖2所示。隨著酶添加量的增加,豆油中磷含量降低,尤其在酶綜上所述,為了確保油脂品質(zhì),符合國家要求,同時(shí)降低企添加量小于30mg/kg時(shí),磷含量降低顯著;隨著酶添加量的進(jìn)業(yè)成本,最佳酶法脫膠條件為:磷脂酶 LeictaseUltra添加量為30步增加達(dá)到40~50mg/kg,豆油中磷含量變化不明顯。因此,mg/kg,脫膠溫度45℃,體系pH4.8下反應(yīng)3h。此時(shí),脫膠后油脂為了節(jié)約成本,選擇30mg/kg酶添加量為油脂酶法脫脂最適中磷含量為5.97mg/kg油脂。酶添加量。參考文獻(xiàn).2反應(yīng)時(shí)間對脫膠效果的影響[1]張衛(wèi)國,唐豐龍,黃奇特.茶籽油酶法脫膠研究[J].中國釀造,2010在反應(yīng)溫度50℃,酶添加量30mg/kg,體系pH5.0條件下(11):109110反應(yīng)時(shí)間對豆油脫膠效果的影響如圖3所示。與酶涂加量對脫[2]唐衛(wèi)輝新型脫膠酶在油脂脫膠中的推廣與應(yīng)用[J.中國油脂,膠效果影響趨勢相似,反應(yīng)時(shí)間的延長能顯著降低豆油中磷含20065:17-1量,反應(yīng)時(shí)間從1小時(shí)到3小時(shí)時(shí),相應(yīng)磷含量從67.87mg/kg降上接第3頁[3]任志軍張立明,何開澤梔子主要成分的提取工藝及藥理研究進(jìn)本文采用循環(huán)水提取與大孔樹脂分離純化相結(jié)合的方法,展.天然產(chǎn)物研究與開發(fā),200517(6:831-836得到了品質(zhì)較高的梔子黃色素通過靜態(tài)吸附與解吸附實(shí)驗(yàn),[4]謝鳳霞,邱祖民,涂盛輝,等.浸提法與超聲波提取梔子黃色素的比篩選得到對梔子黃色素選擇性高的HPD-100A樹脂;通過響應(yīng)敦.南昌大學(xué)學(xué)報(bào),2005.29(3):278-280.面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化得到較佳實(shí)驗(yàn)條件:提取溫度60℃,提取時(shí)間[5]游劍,鄧青云,高麗,等,不同工藝對梔子苷提取效果的比較研究江4.5h,循環(huán)流速12mL/min,此條件下,梔子黃色素提取率達(dá)到蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012401220-222.14%,OD值小于0.35,色價(jià)大于420。此工藝操作簡便,成本低,[6]高麗,鄧青云,姜益泉,李國元操德群超聲波法提取梔子黃色素的且能有效地提取梔子黃色素,為梔子黃色素工業(yè)生產(chǎn)提供重要工藝研究安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),201240(22:11445-11446,11531的參考價(jià)值[刀涂華張燕軍,陳碧瓊熱回流法與微波輔助法提取梔子黃色素的參考文獻(xiàn)比較中國調(diào)味品,2012,6(37):103-105[1]唐秋琳趙海戚天勝天然食用黃色素研究進(jìn)展中國食品添加劑,[8 JTsimidou M. Tsatsaroni E. Stability of saffron pigments in06,(2):68-73.aqueous extracts. J. Food Sci., 1993, 58(3): 1073-1075[2]Harada M, Tenmyo N, Aburada M, Endo T. Phagmacological studies [9 ]Muralidhar RV, Chirumamila RR, Marchant R, Nigam P. A reof gardeniae fructus. I. Effect of geniposide and genipin on sponse surface approach for the comparison of lipase produc-the biliary excretion, the gastric juice secretion, and the gas-tion by Canida cylindracea using two different carbon sourcestric contraction, and other pharmaco logical actions. Yakugaku Bio Chem Eng J.2001.9(1): 17-23Zasshi,1974,94(2):69-72中國煤化工CNMHG中外食品工業(yè)5- foreign Food Indrstry5