紫薯中花色甙色素提取及纯化方法的研究

紫薯中花色甙色素具有颜色鲜艳、稳定性高、耐热性和耐光性好等特点,而且具有抗突变、抗氧化、消除活性氧、缓解肝功能障碍、调节血压等多种生理功能和药理活性。紫薯原料易得、价格低廉,能够适应工业化生产的需要,紫薯中花色甙在食品、医药等领域具有很大的应用前景。 论文针对目前提取花色甙色素过程中温度较高、提取效率低等不足,将超声波法和冻结-融解法这两种生物技术中常用的细胞破壁方法应用于花色甙色素的提取。通过正交实验和单因素实验,得到超声波法提取紫薯中花色甙色素的最佳条件为:采用0.1%HCl-95%乙醇(40:60v/v)为提取剂、物料比为1:40、在60℃下超声(40Hz)提取30min,一次提取率达到89.45%;超声波辅助冻结-融解法提取的最佳条件为:提取剂为15%的柠檬酸水溶液、物料比为1:160,放入冰箱中冻结完全后,在70℃下超声融解提取40min,最佳冻结-融解次数为3次,提取率为17.92%。为了准确定量分析紫薯中花色甙,论文研究了pH示差法来测定紫薯中花色甙的总量,结果为:紫薯中花色甙的总量为872.9mg/100g。 为了提高花色甙色素的纯度,论文研究了沉淀法和大孔吸附树脂法纯化花色甙色素的方法。首先,依次用60%、70%、80%、95%乙醇沉淀除去色素中的多糖、蛋白质等杂质,得到的色素的色价(525nm)=1。然后,利用大孔吸附树脂进一步纯化色素。对实验室自制的三种大孔吸附树脂的吸附、解吸性能和吸附动力学过程进行了研究,结果表明:8#大孔吸附树脂吸附解吸花色甙色素效果最好。研究了pH值、盐度、流速对8#树脂吸附花色甙色素的影响,以及洗脱剂、流速、pH值对解吸的影响,结果表明:吸附时,宜采用氯化钠含量 为40mg/ml、pH值为4.0的色素溶液作为上样溶液,上样流速为1.0ml/min,在此条件下8#大孔吸附树脂的动态吸附量达到:9.326mg/g(树脂);解吸时,宜采用pH2.0、80%的乙醇为洗脱剂,洗脱流速为0.5ml/min,此条件下动态洗脱率为91.25%。纯化后花色甙色素的色价(525nm)提高到10。经过紫外-可见光光谱谱图和红外谱图证明色素中的主要组分为酰基化的花色甙。 同时,对8#树脂的动力学和热力学特征进行研究,其吸附动力学方程为:ln[Qe/(Qe-Qt)]=0.044t ;在20℃时热力学方程为:q/5.1077=0.394C/(1+0.394C),符合Langmuir吸附方程。