红枣色素的提取以及稳定性分析研究
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枣皮红色素提取及成分分析作者:刘红霞刘会张慧亭仝瑞建许美秋孔梁宇郑之明赵旭升来源:《安徽农业科学》2018年第33期摘要[目的]以灰枣为原料,初步分析其提取、分离工艺及其活性成分。
[方法]通过酸化乙醇提取法对枣皮红色素进行提取,采用单因素试验考察不同pH对枣皮红色素提取效果的影响。
在此基础上,利用pH梯度萃取法将枣皮红色素粗提物依次经过5% NaHCO3溶液、5% Na2CO3溶液、1% NaOH溶液进行萃取,得到不同萃取组分。
并采用颜色反应和高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)对萃取物进行初步分析。
[结果]通过单因素试验判定出pH=0.5的盐酸乙醇溶液对枣皮红色素提取效果最佳;碱液颜色反应和盐酸共沸颜色反应结果显示,枣皮红色素可能为蒽醌类化合物和多酚类化合物;高效液相色谱法(HPLC)对不同萃取物组分进行初步分析,得出枣皮红色素存在于NaHCO3萃取组和Na2CO3萃取组,并且主要集中于NaHCO3萃取组分。
[结论]该研究为枣皮红色素的开发提供理论依据。
关键词红枣;枣皮;红色素;pH梯度萃取;颜色反应;高效液相色谱中图分类号TS202.3文献标识码A文章编号0517-6611(2018)33-0149-04灰枣原产于河南新郑等地,具有抗旱、耐瘠薄、抗病虫,较抗风和抗盐碱,种植后丰产稳产等特点,适宜大面积发展。
灰枣果实为长卵形,枣核较小,为中果型良种。
干制的灰枣果肉致密,富有弹性,口味甘甜[1],其主要营养成分包含VC、酚类、类黄酮、三萜酸、β胡萝卜素和多糖等,具有滋阴补阳、归脾胃经、养血安神、缓和药性的功能,此外还有抗癌、消炎、抗氧化、抗焦虑等功效[2-9]。
近年来合成色素违规使用而造成的食品安全事件屡见不鲜,大量的研究报告指出,几乎所有的合成色素都不能向人体提供营养物质,使用不当甚至会危害人体健康,导致生育力下降、畸胎等[10]。
本科毕业论文红枣的色素提取以及稳定性的研究学院:理学院专业:化学工程与工艺学号:姓名:指导教师:职称:论文提交日期:二О一四年六月摘要本文对红枣色素的提取方法和色素的基本性质进行了研究。
通过研究发现,所选用的16种不同的提取溶液当中,红枣色素在以50% (pH3>的乙醇水溶液提取时,效果最好,色素的最大吸收峰在320nm处。
日光、温度、和大多数金属离子,对这种色素的稳定性无太大的影响,这种色素的耐糖性和耐光性很好红枣色素的pH稳定性无论在酸性或在碱性条件下都很稳定。
红枣色素稳定性不受人体所需的微量元素Caz十、Na十、Fez十、K十、Mgz十、Mnz十、Znz 十和Fee十的影响温度变化(20-}-1000C>也对色素稳定性几乎无影响根据研究结果可以初步确定,红枣色素具备了作为天然色素使用的最基本的性能,可开发利用。
关键词:红枣色素:提取:稳定性AbstractThe basic properties of this method on Extraction of pigment and pigmentred dates were studied. Found through research, 16 different extraction solution selected, red dates pigment in 50% (pH3> had the best effect of ethanol water solution, pigment, maximum absorption peak at 320nm。
sunlight, temperature, and most metal ions, without much effect on the pigment stability, pH stability sugar tolerance and excellent photostability of this pigment pigment red dates both in acid and alkaline conditions are very stable in. The stability of pigment in red dates without trace elements necessary for human body. Caz ten, Na ten, Fez ten, K ten, Mgz ten, Mnz ten, Znz ten and Fee ten influence of temperature on the stability of pigment (20-}-1000C> has almost no effect according to preliminary determine results, red dates pigment has the properties of the most basic use as a naturalpigment, development and utilization. Keywords: red dates: extraction: the stability of pigment目录1 引言51.1 红枣简况51.1.1 红枣化学成分及药用价值51.1.2 红枣的生产现状51.2 食用天然色素51.2.1 食用天然色素的分类51.2.2 食用天然色素的制备方法61.2.3 我国食用天然色素的发展现状61.3 红枣红色素71.3.1 红枣红色素的研究现状71.3.2 研究目的与意义72 材料与方法以及提取率影响因素82.1 实验材料82.1.1 实验原料82.1.2 实验试剂82.1.3 实验仪器82.2 实验方法92.2.1. 红枣红色素保存率的测定92.2.2红枣红色素提取工艺流程92.3 红枣红色素提取剂的选择92.4 红枣红色特征吸收峰的测定102.5 乙醇溶液浓度对提取率的影响102.6 提取时间对提取率的影响112.7超声波功率对提取率的影响112.8 设计正交实验123 红枣色素稳定性研究123.1 时间对色素稳定性的影响123.2 光照对色素稳定性的影响133.3 温度对红枣色素稳定性的影响133.4 抗坏血酸对红枣色素稳定性的影响143.5 钠离子对红枣色素稳定性的影响。
天然色素是食品、保健和化妆品等领域重要的添加剂,与合成色素相比,其最大的优点是安全性较高,而且大多数含较高的营养价值和药理活性。
红枣在我国南北各地都有分布,产量大,而且富含天然红色素。
以红枣或者加工过程中的大量废弃枣皮提取红色素,既综合利用了红枣资源,也对环境保护大有益处。
研究表明红枣红色素对氧化剂、还原剂等均具有良好的稳定作用,是一种理想的食品添加剂与药用原料[1,2]。
本文介绍了红枣红色素的性质及其应用,综述了其提取工艺的研究进展,展望了红枣红色素今后的发展方向,以期为红枣红色素的研究开发提供参考。
一、红枣色素的性质及应用1.性质红枣红色素为羟基蒽醌类衍生物,难溶于丙酮、乙醚等极性较小的有机溶剂;易溶于水,以及甲醇、乙醇等强极性有机溶剂。
红枣色素呈红色在不同浓度梯度的乙醇水溶液中表现出橙黄色颜色由深至浅的变化。
红枣红色素在碱性条件下相对稳定,光照、还原剂对红枣红色素的影响不大;红枣红色素热稳定良好,在20~100℃温度变化对其稳定性几乎无影响[3];金属离子K +、Ca 2+、Na +、Mg 2+、Zn 2+对其稳定性影响不明显,Cu 2+、Al 3+、Fe 3+对其稳定性有明显的影响或破坏作用;苯甲酸钠和蔗糖溶液对红枣红色素的稳定性影响较小[2]。
它是一种耐糖性色素,稳定性不受人体所需的微量元素Ca 2+、Na +、Fe 2+、K+、Mg 2+、Mn 2+、Zn 2+和Fe 3+的影响。
2.应用红枣红色素是天然的绿色型色素,其色彩鲜艳,具有特殊香味,可增加食品风味。
如将它添加在仿生食品中,可以改善食品色调,又与天然色泽相近,从而促进消费者的食欲且安全性高。
红枣红色素用于饮料、糖果、酒品等着色,使其色彩艳丽动人,味道酸甜可口。
另外,红枣红色素还具有一定的保健作用,添加到保健品中可有助于人们的健康。
另外,红枣红色素作为一种天然染料,也可用于毛、棉、麻等多种纺织品的染色。
因而,红枣红色素可广泛应用食品、医药、保健、纺织等领域,开发利用红色素市场前景广阔,发展潜力巨大。
枣红素的提取及稳定性研究
施惠;田益玲
【期刊名称】《食品研究与开发》
【年(卷),期】2011(032)005
【摘要】对从残次枣中提取红色素及其稳定性进行了研究,结果表明:枣红素的最大吸收波长在656 nm处,最佳提取条件是最佳提取条件是在0.01 mol/L的NaOH,70℃,超声波提取1.5 h;对大枣红色素的稳定性分析中发现,该色素对光和热稳定;pH对大枣红色素的稳定性影响明显,在pH11附近色素的稳定性较好;金属离子K+、Na+、Fe3+、Mg2+对该色素的稳定性较好.
【总页数】4页(P186-189)
【作者】施惠;田益玲
【作者单位】河北农业大学,食品科技学院,河北,保定,071001;河北农业大学,食品科技学院,河北,保定,071001
【正文语种】中文
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--●Vol.30,No82012年8月中国资源综合利用China Resources Comprehensive Utilization随着现代食品工业的崛起,食品添加剂的地位日益突出。
食品添加剂可改善和提高食品色、香、味及口感等感官指标,保持食品的营养价值,延长食品的保质期。
因此各类食品在加工过程中,为确保产品的质量,必须依据加工产品特点选用合适的食品添加剂。
但是随着社会的发展和人们生活水平的提高,越来越多的研究报告指出,几乎所有的合成色素都不能向人体提供营养物质,某些合成色素甚至会危害人体健康。
消费者的健康意识逐渐增强,安全、健康的天然产品越来越受到消费者和食品企业的青睐。
因此天然色素具有巨大的发展潜力,并已经在国际市场形成一定的竞争力[1-2]。
食用天然色素来源于天然植物的根、茎、叶、花、果实和动物、微生物等,资源非常丰富而且最大的优点就是安全性高。
食用全天然原料的产品必将成为今后食品消费的主流。
红枣是我国的特产树种之一,我国是枣的原产国,也是世界上最大的枣生产国[3-4]。
红枣色泽鲜艳,富含天然红色素。
基于以上现状,本课题以红枣作为原料,拟研究从中提取色素的最佳路线。
选择了不同溶剂、不同浓度、温度、时间、固液比进行实验,并用正交实验优化了影响色素提取率的主要因素。
1仪器、试剂和材料仪器:干燥箱、水浴锅(济南精诚实验仪器有限公司);分析天平;UV-7504紫外可见分光光度计;JW3301型沙冰机。
试剂:NaOH(分析纯)、95%乙醇。
材料:黄河滩枣。
2实验方法2.1原料处理滩枣→洗净→去核→干燥箱90℃烘干5h→沙冰机打碎→均匀混合→枣粉→密闭保存。
2.2提取工艺流程枣粉→添加溶剂→水浴锅加热浸提→提取液稀释→最大吸收波长处测吸光度。
添加溶剂量的选取。
一般来说在提取目标物质时,料液比越小,提取总量越大。
理论上讲,当料液比趋向无穷小时,提取率达到100%,但在实际生产红枣色素提取工艺实验研究吴秋波,闫宁环,佟海龙,王桂桃(内蒙古化工职业学院,呼和浩特010030)摘要:实验选用溶剂提取法从红枣中提取其色素成分,主要研究了从红枣中提取色素的工艺条件。
超声波处理时间对提取效果的影响1超声波提取时间对大枣红色素提取的影响准确称取过40目红枣枣皮粉末5g,以0. LNaOH作提取剂,料液比为1:20,超声功率为60%度为60℃,超声波提取0-90min,试验结果取时间在60min前,吸光度随着提取时间的高,之后随着提取时间的延长而降低。
根据朗定律[11-12]可知,吸光度与吸光物质的浓度由此可见,超声提取枣皮红色素的最佳超声由此表明,最佳超声功率为60%。
图2超声波功率对大枣红色素提取的影响原料粒度对提取效果的影响红枣枣皮粉末分别20目、40目、60目、同粒度粉末各5g,以0.2mol/LNaOH作提为1:20,超声波提取温度60℃,超声超声功率为60%,测定不同粒度下,对枣效率的影响。
试验结果如图4所示,随其吸光度值不断升高,当粒度为40目时大,当高于40目时,其吸光值不断降低为40目,其OD值最高,达到0.968,此素提取效率最高。
图3原料粒度对大枣红色素提取的影响料液比对提取效果的影响确称取过40目枣皮粉末5g,分别加入不2mol/LNaOH作提取剂,使其料液比分别20,1:30,1:40,1:50,在超声功率为60%下60min,测定不同料液比下,对枣皮红色素响。
试验结果如图4,当料液比为1:20时大,达到1.026,表明1:20为其最佳的料皮红色素提取效率最高。
论与讨论试验采用超声波辅助碱提取法提取枣皮红了不同超声波处理时间、超声波功率、超声波料液比对提取效果的影响,并采用单因素试验确定了枣皮红色素提取的最佳工艺条件。
枣皮红色素提取最佳工0.2mol/LNaOH作提取剂,料液比(下转第Science&Technology Vision 科技视界速、高效的良性发展轨道。
图4料液比对大枣红色素提取的影响【参考文献】建华.本草纲目彩色图集:精编珍藏版[M].河北社,2007.W,Fan L P,Ding S D,et al.Nutritional composition。
本科毕业论文红枣的色素提取以及稳定性的研究学院:理学院专业:化学工程与工艺学号:姓名:指导教师:职称:论文提交日期:二О一四年六月摘要本文对红枣色素的提取方法和色素的基本性质进行了研究。
通过研究发现,所选用的16种不同的提取溶液当中,红枣色素在以50% (pH3>的乙醇水溶液提取时,效果最好,色素的最大吸收峰在320nm处。
日光、温度、和大多数金属离子,对这种色素的稳定性无太大的影响,这种色素的耐糖性和耐光性很好红枣色素的pH稳定性无论在酸性或在碱性条件下都很稳定。
红枣色素稳定性不受人体所需的微量元素Caz十、Na十、Fez十、K十、Mgz十、Mnz十、Znz 十和Fee十的影响温度变化(20-}-1000C>也对色素稳定性几乎无影响根据研究结果可以初步确定,红枣色素具备了作为天然色素使用的最基本的性能,可开发利用。
关键词:红枣色素:提取:稳定性AbstractThe basic properties of this method on Extraction of pigment and pigmentred dates were studied. Found through research, 16 different extraction solution selected, red dates pigment in 50% (pH3> had the best effect of ethanol water solution, pigment, maximum absorption peak at 320nm。
sunlight, temperature, and most metal ions, without much effect on the pigment stability, pH stability sugar tolerance and excellent photostability of this pigment pigment red dates both in acid and alkaline conditions are very stable in. The stability of pigment in red dates without trace elements necessary for human body. Caz ten, Na ten, Fez ten, K ten, Mgz ten, Mnz ten, Znz ten and Fee ten influence of temperature on the stability of pigment (20-}-1000C> has almost no effect according to preliminary determine results, red dates pigment has the properties of the most basic use as a naturalpigment, development and utilization. Keywords: red dates: extraction: the stability of pigment目录1 引言51.1 红枣简况51.1.1 红枣化学成分及药用价值51.1.2 红枣的生产现状51.2 食用天然色素51.2.1 食用天然色素的分类51.2.2 食用天然色素的制备方法61.2.3 我国食用天然色素的发展现状61.3 红枣红色素71.3.1 红枣红色素的研究现状71.3.2 研究目的与意义72 材料与方法以及提取率影响因素82.1 实验材料82.1.1 实验原料82.1.2 实验试剂82.1.3 实验仪器82.2 实验方法92.2.1. 红枣红色素保存率的测定92.2.2红枣红色素提取工艺流程92.3 红枣红色素提取剂的选择92.4 红枣红色特征吸收峰的测定102.5 乙醇溶液浓度对提取率的影响102.6 提取时间对提取率的影响112.7超声波功率对提取率的影响112.8 设计正交实验123 红枣色素稳定性研究123.1 时间对色素稳定性的影响123.2 光照对色素稳定性的影响133.3 温度对红枣色素稳定性的影响133.4 抗坏血酸对红枣色素稳定性的影响143.5 钠离子对红枣色素稳定性的影响。
143.6 氧化剂还原剂对红枣色素稳定性的影响。
154 结论164.1 红枣红色素的最佳提取条件164.2 红枣红色素的稳定性16致谢17参考文献181 引言1.1 红枣简况1.1.1 红枣化学成分及药用价值红枣,别名壶、木蜜、干枣、美枣,落叶灌木或小乔木,高达10m,原产我国。
红枣中除了含有糖类、蛋白质、粗脂肪、核酸和等成分外,还含有生物碱、黄酮类、有机酸、皂甙、鞣质等生物活性物质,这些物质中生物碱、黄酮类等活性物质具有重要的开发价值。
红枣具有补脾胃;益气血;安心神;调营卫;和药性的特性,有养血安神、滋补人体和防治疾病的功效。
红枣药理研究证实,在抑制癌细胞增殖、降血压、降胆固醇、抑制中枢神经、保护肝脏、抗变态反应等方面,有明显的疗效。
1.1.2 红枣的生产现状枣树是我国第一大干果树种和最具代表性的民族果树之一,有几千年的栽培历史。
改革开放以来树面积和产量基本上每年都在以10%以上的速度增长。
到2009 年我国红枣产量已经达424.8 万,红枣生产排在前 5 位的是河北、山东、河南、陕西和山西,年平均产量均在19 万吨以上,近年来,新疆凭借其得天独厚的自然条件优势正成为新的红枣重点栽培区。
1.2 食用天然色素食用色素是一种食品添加剂,分为食用天然色素和人工合成色素两大类,近年来,人工合成色素的毒性逐渐被人们所认识,而食用天然色素的毒理学实验表明,大多数天然色素毒性较低或无毒。
食用天然色素具有安全可靠,没有毒副作用,色调自然,接近天然物质的优点,而且,天然色素中含有一些人体必须的营养物质,如β–胡萝卜素,又如黄酮类天然色素,还具有一定的药理作用。
因此,虽然食用天然色素有造价昂贵、稳定性差等缺点,其仍逐渐取代了人工合成色素的使用。
1.2.1 食用天然色素的分类食用天然色素种类繁多,按其溶解性可分为水溶性和脂溶性两类,按其颜色还可分为红、黄、蓝、绿等几种,按其所含成分的化学结构来区分主要有:类胡萝卜素类色素、黄酮类及其它酮类色素、花青素类色素、醌类色素、红曲色素、叶绿素类色素、焦糖类色素以及其它类色素等。
表1天然色素按其结构进行的分类[7]Table.1 Classification of natural pigment by structure化学结构系列结构分支天然色素名称类黄酮黄酮系高粱红色素、甘草黄、橡宛棕黄多酚系可可壳色素查耳酮系红花红、红花黄皮、汁色素、月季红、紫荆花红醌系蒽醌系胭脂红、紫胶红色素、虫胶红荼醌系紫草根色素甜菜花青系甜菜红、苋菜红、黑豆红复杂酶蛋白系红曲色素类胡萝卜系辣椒红、栀子黄、番茄红素、柑桔黄、辣椒橙、胡萝卜素、黑果枸杞色素二酮类系姜黄色素卟啉类竹叶绿素铜钠盐、蚕砂叶绿素铜钠盐目前,天然色素远不能满足现代食品工业发展的需要,开发新品种的天然色素,对原有的天然色素的生产工艺进行改进,已成为添加剂行业非常迫切的问题。
1.2.2 食用天然色素的制备方法根据天然色素的特点和性质,天然色素常用的制备方法大致有:萃取法、组织培养法、粉碎法、压榨法、酶反应法、微生物发酵法。
1.2.3 我国食用天然色素的发展现状我国疆域辽阔,有着天然色素生产所需的丰富植物资源,在发展天然色素方面具有一定的优势。
目前已经开发出80余种不同原料来源的食用天然色素。
云南的西双版纳、武陵山区、秦巴山及东北的长白山为天然色素植物资源较为集中的地区,玉M、红花、辣椒等品种为我国发展天然色素工业提供了充足的原料[9]。
目前,我国已推出品种繁多的天然食用色素,诸如姜黄色素、叶绿素铜钠盐、红药子黄色素、玉M黄色素、红曲色素粉、高粱红色素、枣红色素、桅子黄色素、辣椒红色素、红花黄色素等,均受到广大食品厂家的青睐。
据统计,我国目前年产天然色素1万吨以上,其中红色素超过3000吨,多为辣椒红、红曲红和紫胶红等。
1.3 红枣红色素1.3.1 红枣红色素的研究现状在中国天然色素工业近20年来随着食品工业的发展也得到巨大发展,生产上采用了许多先进的技术,例如CO2超临界分高技术、树脂吸附技术、膜分离技术等,由于这些先进技术的使用,使用产品质量得到很大的提高,许多产品质量标准达到国际标准,并都有出口。
但是天然色素产品并没有完全满足中国食品工业的需要,天然色素在食品工业的使用率并不很满意。
特别是中国小食品企业本身缺少研发条件。
所以应加强天然色素食品如何应用的研究。
据了解,使用国产天然色素的企业所占比例都不很高,约为5%~30%,像这些大型企业销售食品的档次高,价格也高,也想使用国产天然色素,但一直发展不快,其原因除了国产天然色素有些质量不稳定,再就是应用研究跟不上。
目前,我国食品工业已经使用的天然色素主要有辣椒红、红曲红、栀子黄、栀子蓝、姜黄、叶绿素、β胡萝卜素、甜菜红、高粱红、叶黄素、紫草红、萝卜红、紫甘蓝、紫甘薯、紫苏、红花黄等等。
天然色素如果单纯用于食品着色,必须用量少,着色效果好,价格低。
因为食品本身不可能卖很高价格。
特别是那些大众化的食品,使用天然色素如果大幅度增加食品成本,那产品的销售会受到限制。
在国外天然色素的发展不断前进,他们所生产的天然色素得到了广泛的应用,而红枣色素生产还是一个空缺,没有进入实际应用中。
1.3.2 研究目的与意义近些年来开发具有保健功能作用的天然色素是食品工业的一个重要发展方向,尤其是在“苏丹红Ⅰ号事件”后,天然色素更加受到了重视。
现代研究表明类胡萝卜素是枸杞中主要有效成分之一,胡萝卜素具有多种生物活性,包括抗氧化、抗肿瘤、提高机体免疫功能等作用。
因此,类胡萝卜素是功能性天然色素,红枣色素在食品工业和医药保健方面都有良好的发展前景。
从目前国内外的研究和生产现状来看,红枣色素尚未得到有效开发利用。
本实验研究内容1.红枣红色素提取工艺的研究:选用合适的提取剂,采用超声波提取法,通过正交实验确定最佳提取工艺条件。
2.红枣红色素稳定性的研究:研究红枣红色素在水和常见有机溶剂中的溶解性及pH、光照、加热、常见金属离子、氧化剂、还原剂、防腐剂等对红枣红色素稳定性的影响。
2 材料与方法以及提取率影响因素2.1 实验材料2.1.1 实验原料市售大红枣2.1.2 实验试剂无水乙醇、乙酸乙酯、正己烷、丙酮、氢氧化钠、盐酸、亚硫酸钠、过氧化氢、抗坏血酸、HAc、NaAc、Na2HPO4、CuSO4、FeSO4、FeCl3、NaCl、双氧水,均为分析纯2.1.3 实验仪器医用数控超声波清洗器CP124S电子天平EL20实验室pH酸度计<梅特勒-托利多仪器(上海>有限公司)T6新悦可见分光光度计<北京普析通用仪器有限公司)SFG-02B电热恒温鼓风干燥箱<湖北省黄石市恒丰医疗器械有限公司)HH-S数显恒温水浴锅<金坛市医疗仪器厂)RE52-4旋转式蒸发仪<上海沪西分析仪器有限公司)2.2 实验方法2.2.1. 红枣红色素保存率的测定红枣红色素保存率(%>=(测定吸光度值/初始吸光度值>×1002.2.2红枣红色素提取工艺流程干燥枸杞—→超声波提取器提取—→旋转式蒸发仪蒸发—→真空干燥机干燥2.3红枣红色素提取剂的选择称取5g红枣<已去核),晾干粉碎,过50目筛子的红枣原料,分别加入100ml的蒸馏水、甲醇、0.1g/ml氢氧化钠<pH=11)、无水乙醇、70%乙醇<pH=3)的溶液中,利用超声波提取法抽提20分钟,观察色素的提取效果。