夏小伟-紫甘薯红色素提取、纯化实验设计报告

紫甘薯色素提取工艺研究紫甘薯色素是一种天然食品色素，具有广泛的应用前景。

因此，对紫甘薯色素的提取工艺进行研究具有重要的意义。

本文将探讨紫甘薯色素提取工艺的研究进展及相关问题。

紫甘薯色素主要存在于紫甘薯的皮层和外皮下组织中，其主要成分为花青素。

花青素是一类具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等生物活性的天然色素，对人体健康具有积极的影响。

因此，开发高效的紫甘薯色素提取工艺具有重要的实际意义。

紫甘薯色素的提取主要采用溶剂法、超声波法、酶解法等多种方法。

其中，溶剂法是最常用的提取方法之一。

其原理是利用溶剂与紫甘薯色素之间的相容性，将色素从紫甘薯中分离出来。

常用的溶剂包括乙醇、甲醇、醋酸乙酯等。

溶剂法提取紫甘薯色素的优点是简单易行，但存在溶剂残留、操作复杂、提取效果不稳定等问题。

超声波法是一种利用超声波的机械效应来促进色素提取的方法。

超声波振动能够破坏植物细胞壁结构，使色素释放到溶液中。

超声波法提取紫甘薯色素的优点是操作简便、提取效率高，但超声波功率和时间的选择对提取效果有一定影响，需要进行优化。

酶解法是利用酶的作用来降解紫甘薯中的非色素物质，使色素更易于提取。

酶解法提取紫甘薯色素的优点是提取效果稳定，但酶解时间和酶的种类和浓度的选择对提取效果有一定影响，需要进行进一步研究。

紫甘薯色素提取工艺的研究还存在一些问题。

首先，紫甘薯色素的稳定性较差，容易受到光、热、氧等因素的影响，导致色素的降解和失活。

因此，在提取过程中需要采取适当的保护措施，延长色素的保鲜期。

紫甘薯色素的提取效率还有待提高。

目前的提取工艺虽然已经取得了一定的进展，但仍存在一定的局限性。

因此，需要进一步研究提高色素提取效率的方法，如优化溶剂的选择、超声波参数的优化、酶解条件的优化等。

紫甘薯色素的应用领域也需要进一步拓展。

目前，紫甘薯色素主要用于食品工业中作为天然色素的替代品，但其在医药、化妆品等领域的应用还相对较少。

因此，需要进一步研究紫甘薯色素的功能和应用，拓宽其应用领域。

紫薯色素提取与抗氧化研究一、紫薯色素提取：1、新鲜紫薯， 洗净， 去除病害部位，切成 3 mm 薄片， 在 60℃下烘干至恒重后粉碎，避光保存备用。

2、准确称取的紫薯粉2.5g 分别与5%柠檬酸、95%乙醇、乙酸乙酯、水在60℃下提取一次（此时料液比为1:20），每次60 min 。

提取液在3500r/min 下离心10 min,收集上清液。

以提取剂为空白对照，在波长525nm 下测定其吸光值，平行测定3次，检测提取物中紫薯色素的含量。

3、准确称取5份质量为2.5g 的紫薯粉分别加入50ml 三角瓶中，并分别加入浓度为0.5%、1.0%、5%、10%、15%的柠檬酸各50ml ，60℃恒温水浴60min ，在3500r/min 下离心10 min,收集上清液。

以提取剂为空白对照，在波长525nm 下测定其吸光值，平行测定3次，检测提取物中紫薯色素的含量。

实验组数 试剂5%柠檬酸 95%乙醇 乙酸乙酯 水 稀释 10 倍无稀释 无稀释 稀释 5 倍 1 0.305 0.092 0.036 0.251 2 0.304 0.095 0.038 0.260 3 0.301 0.092 0.040 0.245 平均值0.303 0.093 0.038 0.252实验组数 温度0.5%1.0%5%10%15%稀释 10倍稀释 10倍稀释 10 倍稀释 10 倍稀释10 倍1 0.141 0.211 0.273 0.354 0.4102 0.143 0.212 0.280 0.357 0.407 3 0.149 0.209 0.279 0.357 0.409 平均值 0.144 0.211 0.277 0.356 0.4094、准确称取的紫薯粉0.5、1g 、2.5g 、5g 、7.5g 、10g 分别至于三角瓶中，各加入50ml 提取液，在60℃下提取60min ，提取液后在3500r/min 下离心10 min,收集上清液。

一、实验目的通过本实验，了解紫薯中花青素在不同酸碱环境下的颜色变化，探讨花青素对食物颜色的影响，以及其与食物营养成分的关系。

二、实验原理紫薯中含有丰富的花青素，花青素是一种水溶性天然色素，具有遇酸变红、遇碱变蓝的特性。

花青素的颜色变化与其所处的环境pH值密切相关。

当pH值低于5时，花青素呈红色；pH值在5.5-7.5之间，花青素呈紫色；pH值高于7.5时，花青素呈蓝色。

三、实验材料1. 紫薯2. 柠檬3. 食用碱水4. 白醋5. 玻璃杯6. 水果刀7. 勺子四、实验步骤1. 取适量紫薯，用水果刀切成小块，备用。

2. 在两个玻璃杯中分别加入等量的紫薯粥。

3. 在其中一个玻璃杯中加入适量柠檬汁，搅拌均匀。

4. 在另一个玻璃杯中加入适量食用碱水，搅拌均匀。

5. 分别将加入柠檬汁和食用碱水的紫薯粥放入另一个玻璃杯中，用勺子搅拌均匀。

6. 观察并记录紫薯粥的颜色变化。

7. 在加入食用碱水的紫薯粥中滴入几滴白醋，观察并记录颜色变化。

五、实验结果与分析1. 加入柠檬汁的紫薯粥颜色变红，说明花青素在酸性环境下呈红色。

2. 加入食用碱水的紫薯粥颜色变蓝，说明花青素在碱性环境下呈蓝色。

3. 在加入食用碱水的紫薯粥中滴入白醋后，颜色由蓝变紫，再变红，说明花青素的颜色变化与其所处的环境pH值密切相关。

4. 实验结果表明，紫薯中的花青素对食物颜色有着重要影响。

花青素的颜色变化与其所处的环境pH值密切相关，从而为食品加工和烹饪过程中食物颜色的控制提供了理论依据。

六、实验结论通过本实验，我们了解到紫薯中的花青素在不同酸碱环境下的颜色变化，证实了花青素的颜色变化与其所处的环境pH值密切相关。

此外，本实验还揭示了花青素在食品加工和烹饪过程中的重要性，为食品颜色的控制提供了理论依据。

七、实验拓展1. 探究其他食物中花青素的颜色变化规律。

2. 研究花青素在食品加工和烹饪过程中的应用。

3. 研究花青素对人类健康的影响。

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紫甘薯红色素（花青素）及紫薯全粉工艺流程图
天然色素应用技术推广实验室
当天采收鲜薯，洗净去杂，破碎，萃取，过滤（布袋过滤，淀粉过滤，0.3 微米板框过滤），溶剂回收，吸附，浓缩（溶剂回收，水分浓缩），成品液体色素，喷雾干燥（粉末色素）。

或：
当天采收鲜薯或冷冻鲜薯，清洗去皮，破碎，榨汁，汁液萃取，淀粉分离，溶剂回收，吸附，浓缩（液体色素），喷雾干燥（粉末色素）。

紫甘薯的综合开发利用可以提取花青素、生产紫甘薯全粉、生产紫甘薯饮料、发酵酒精、提取甘薯果胶、膳食纤维等，做到一点都不浪费。

此处流程图请看下一页。

紫甘薯色素提取工艺研究紫甘薯是一种具有高营养价值和药用价值的蔬菜，其富含丰富的维生素和矿物质。

紫甘薯的紫色是由其含有的天然色素所致，这种紫色素具有一定的生物活性和抗氧化性质。

因此，研究紫甘薯色素的提取工艺对于开发和利用紫甘薯的价值具有重要意义。

紫甘薯色素的提取工艺主要包括以下几个步骤：原料选择、色素提取、色素分离和纯化。

原料的选择对于色素提取工艺的效果至关重要。

紫甘薯品种的选择、甘薯的种植环境和生长周期等因素都会对色素的含量和质量产生影响。

因此，在进行色素提取之前，需要选择质优、色素含量高的紫甘薯作为原料。

色素的提取是紫甘薯色素提取工艺的关键步骤。

常用的提取方法包括溶剂提取法、超声波辅助提取法和酶解法等。

其中，溶剂提取法是目前应用最广泛的方法之一。

该方法通过将紫甘薯切碎后与有机溶剂混合，利用溶剂的溶解性将色素从紫甘薯组织中分离出来。

超声波辅助提取法则是利用超声波的机械作用和热效应来促进色素的释放和溶解。

酶解法则是利用酶的作用来降解紫甘薯组织中的多糖和蛋白质，从而释放出色素。

色素的分离和纯化是提取工艺的最后一步。

常用的分离方法有色谱分离法、薄层色谱法和柱层析法等。

这些方法可以根据色素的性质和分子大小来进行分离。

分离后的色素还需要进行纯化，以去除杂质和提高色素的纯度。

纯化方法可以包括结晶法、溶剂萃取法和膜分离法等。

紫甘薯色素提取工艺的优化需要考虑多个因素。

首先，需要确定最适合的提取方法和工艺参数，如溶剂种类、提取温度和时间等。

其次，还需要考虑提取液的浓度和pH值对色素提取的影响。

最后，对于色素的分离和纯化工艺也需要进行优化，以提高色素的纯度和产率。

紫甘薯色素的提取工艺研究对于开发和利用紫甘薯的价值具有重要意义。

通过优化提取工艺，可以提高色素的产率和纯度，从而为紫甘薯色素的应用提供更好的基础。

希望未来能够有更多的研究关注紫甘薯色素的提取工艺，为紫甘薯的开发和利用开辟新的途径。

紫甘薯花色苷的组成、颜色、稳定性及其发酵提取摘要本文对紫甘薯色素的组成稳定性进行了研究。

从发酵紫甘薯中提取花色苷使用的紫甘薯是由苏州葡萄酒酒曲发酵的。

在这些紫甘薯花色苷中，5种主要的花色苷被高效液相色谱法检测出来。

花青素和芍药素是在酸水解的紫甘薯色素中的主要组成部分。

按紫外可见吸收光谱和CIELAB色彩坐标更，紫甘薯花色苷在酸性条件（pH2.0-4.0）下比微酸条件(pH5.0-6.0)稳定。

2007年瑞士社会食品科学与技术。

由Elsevier出版有限公司保留所有权利。

关键词：紫甘薯花色苷;发酵;组成;颜色稳定1. 简介公众对食品中合成色素安全性的关切，引起越来越多的关注。

花色苷作为一类广泛存在于植物王国的酚类化合物，能满足消费者对食品的颜色需求可作为合成色素的替代品。

目前在自然世界中发现的花色苷其颜色覆盖由橙色到蓝色光谱的范围，因此，花色苷可用来代替合成色素。

它们还具有众人皆知的药理特性和治病功效。

花青素通常是从植物中提取而得。

目前采用的提取方法是用甲醇，乙醇，丙酮，水或溶剂的混合物作为提取剂。

然而，这些花色苷很容易和甲氧基，糖基，特别是酰基及温度和光线的影响而与羟基发生作用，发生作用，因此提取时往往向溶剂中添加盐酸或甲酸，以防止花色苷受环境的影响而变质退化。

但在这些提取物中，有很多直链淀粉和蛋白质等杂质。

在净化和提纯花色苷时需要用到各种溶剂而这些提取方法需要的成本相对较高。

因此需要一个不太昂贵的方式，就是直接提取纯花青素。

紫甘薯花色苷的发酵萃取研究始于日本科学家。

该方法中紫甘薯花色苷的提取是在紫甘薯与大米混合后在根霉和酵母发酵后进行的。

因此，提取的花青素是比传统的化学方法提取的纯度高。

然而，这些花色苷成分及其稳定性在专利文件中没有提到。

因而在我们这里一直没有这方面的知识报告。

此外，在发酵过程中酵母不仅生产乙醇和糖，而且产生CO2和一些次生代谢产物，如高级醇，乙醚，醋酸盐和脂肪酸。

这些次生代谢物可能结合在一起，形成比花青素更稳定的联苯三酚花青素。

紫甘薯花色苷提取、膜分离及加工稳定性研究的开题报告
一、研究背景与意义：
紫甘薯具有很高的营养价值和药用价值，在传统中药和食品工业中得到广泛应用。

其中，紫甘薯中的花色苷是一种重要的天然色素，具有抗氧化、抗菌、抗炎、降血糖、保健等多种生理功能，是一种广泛应用于食品、药品及化妆品等领域的功能性天然色素。

因此，对紫甘薯中花色苷的提取、膜分离及加工稳定性研究具有重要的理论和应
用价值。

二、研究内容和方法：
本研究将从以下几个方面展开：
1、紫甘薯中花色苷的提取方法研究：本研究将采用超声波辅助提取和水解酶法
提取等方法对紫甘薯中的花色苷进行提取，并经高效液相色谱检测。

2、紫甘薯花色苷的膜分离：本研究将探索紫甘薯花色苷的纳滤膜分离技术，优
化膜的种类、孔径、膜工艺参数等，以实现高效的分离纯化花色苷。

3、紫甘薯花色苷的加工稳定性研究：本研究将以紫甘薯花色苷为原料，开展其
在不同物理和化学条件下的稳定性研究，以发现最佳的保存和加工条件。

三、预期结果和目标：
本研究旨在探究紫甘薯中花色苷的提取方法、膜分离技术和加工稳定性，预期结果包括紫甘薯花色苷的高效提取、分离纯化和加工稳定，同时也为该领域的理论和实
用性的研究提供新的思路和方法。

四、研究意义：
随着人们对健康食品的需求增加，花色苷这种天然保健成分也越来越受到关注。

针对紫甘薯中的花色苷的研究，有助于更好地开发利用这种天然的植物资源，为食品
和医药领域提供更多的选择。

同时，这项研究还有望促进紫甘薯种植业的发展，提高
紫甘薯在国内的知名度和市场竞争力。

参考教案：紫甘薯花青素提取、纯化及鉴定食品都有一定的颜色特征，色泽的好坏直接彫着消费者对食品的町接受性以及对其品质的评在食 品加工业中常用的食用色索冇合成色索和然色索两大类。

合成色索是由人工合成方法所制的冇机色索, 具有较好的稳定性，着色强度髙、经使用方便等优点。

然而，随着医胖壽理学和牛物究的不断深人，发现 曾允许使用的人T 合成食用素屮，人多数对人体都有不同程度的伤害，有的英有致畸致癌致突变作用, 在使用上逐渐受到限制。

天然食用色素即是源于天然资源的食用色素是从果蔬、动物及矿物质中提取得到或天然存在色 索的合成复制品。

女口：类胡萝卜素、花青索、酿类色索、藻蓝索等，人多数犬然色素对人体无毒无害, 具有维牛索活性，富含人体所需的营养物质，有些还对人体有医疗保健的作川。

同时，绝人部分的犬然色 素着色口然，能更好地模仿天然物颜色，并具有特殊的芳香气味，添加到食品中会带来愉快的感觉，更能 引起消费者的注意。

因此，研究与开发无毒的大然食用色素已成为食用色索发展的总、趋势。

花青素(Anthocyanidins)属酚类化合物中的类黃酮类，是一种水溶性色素，一般存在于植物花瓣、 果实的组织中及茎叶的表面细胞与下表皮层。

其色泽随pH 不同而改变，由此赋予了自然界许多植物 明亮而鲜艳的颜色。

在白然状态下，花青索在植物体内常与一个或多个葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、阿 拉忙I 糖、木糖等形成糖廿，称为花色^(Anthocyanin )。

现有资料表明花青素有二十余种，在植物屮 常见的有六种，即天竺葵色素(Pg).矢车菊色素(Cy)、飞燕草色素(Dp)、芍药色素(Pn)、牵牛花色素 (Pt)和锦葵色素(My) o 它是由一定数量的儿茶素、表儿茶素缩合而成的聚合体，其分子结构中由于含 有不对称碳原子(2位或2, 3位)，因此貝有旋光性。

花青素具有很强的极性，可溶于水，易溶于甲醇、 乙醇、乙酸乙酯、丙酮，但不溶于乙醸、氯仿、苯等。

摘要：介绍了紫甘薯色素提取工艺、各个过程的操作方法及注意事项，对紫甘薯色素提取工艺进行了设计，并进行了物料衡算和热量衡算；对提取工艺所需要的设备进行了选择并核算了所需台数；用CAD绘制了制油的工艺流程图以及车间布置图，完成对紫甘薯色素提取工厂的设计。

关键词：紫甘薯；色素；提取。

Abstract:The technology, each part of operating method and advertent problems of purple pigments extraction technologies were introduced; the technology was designed and the material balance and heat balance were made; the equipments for extraction of from purple were chosen and the number needed is decided; the process flow diagram and department arrangement diagram were drawn by CAD. Keywords: purple; pigments ; extraction.1 绪论1.1 项目背景近年来随着人们对生活用品质量要求的不断提高，同时伴随着合成色素对人体的危害逐渐被发现，在食品、药品等行业天然色素代替合成色素已成为不可逆转的趋势。

因此天然色素产业发展迅速，已然成为轻工业中的一颗新星。

而在众多的天然色素中，紫甘薯色素又成为行业内研究的重点，它不但无毒无害、色泽美观、原料易得、性质稳定[1]、水溶性好[2]、[3]、而且着色能力强[4]、[5]、无特殊气味[6]、适用范围广并能跟需求调节颜色，更难得的是它具有抗癌、抗氧化、抗辐射、抗突变、提高免疫力、减轻肝损伤、预防心血管疾病[7]等保健功效，这些优点使其能被广泛的应用在食品、药品、化妆品等行业而成为天然色素中的佼佼者。