CN101921494A

CN101921494A - 山茶花红色素的制备方法

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Publication number: CN101921494A
Application number: CN2010101882858A
Authority: CN
Inventors: 张应烙; 尹彩萍
Original assignee: Zhejiang Normal University CJNU
Current assignee: Zhejiang Normal University CJNU
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2030-06-01
Also published as: CN101921494B

Abstract

山茶花红色素的制备方法，将鲜山茶花花瓣破碎，20～70℃，pH 1.0～5.0的水浸提后，滤液用大孔吸附树脂吸附，流速为3～9BV/h的乙醇洗脱，洗脱液浓缩、干燥后获得山茶花红色素。浸泡用的水溶液pH值优选1.5；浸泡时间优选4h；温度优选60℃。浸泡提取的料液比优选每克鲜山茶花花瓣10毫升水溶液。用盐酸、柠檬酸或乳酸制备pH 1.0～5.0的水溶液。大孔树脂优选LX-68；洗脱大孔吸附树脂的乙醇浓度优选95％。本发明制备的山茶花红色素总多酚含量大于30％，作为抗氧化剂在食品工业、化妆品工业、生物染料、生物试剂、医药、保健品中有很好的应用前景。

Description

山茶花红色素的制备方法

技术领域

本发明属于化学技术领域，涉及一种天然色素的提取和制备方法，特别是山茶花红色素的制备方法。

背景技术

食品行业的“苏丹红”事件被频频曝光，使人们对食品红色素的安全性格外警惕，甚至谈“红”色变，开发利用天然色素代替人工合成色素已是大势所趋。目前人们对食用天然红色素需求量越来越大，当前已开发的天然红色素不能满足市场需求。因此，开发新品种的天然红色素，提高天然红色素的提取精制工艺，已成为红色素行业非常迫切的问题。

山茶花(Camelliajaponica)为山茶科山茶属植物，又名茶花、山茶、耐冬。山茶花花色艳丽多彩，花形优雅多姿，目前主供观赏，我国有大量的野生和栽培山茶花。红色山茶花含有丰富的红色素。有资料表明，山茶花花瓣中含有丰富的多种维生素、蛋白质、脂肪、淀粉和各种微量的矿物质等营养物质，具有消臭、止血、散癖、消肿、治疗痢疾的作用，红山茶花瓣拖油或拖面油煎后糁糖可食用。因此山茶花是开发天然无毒食用红色素的良好材料。经查阅文献，对于山茶花提取物，国内发现其对对缺血性脑损伤有保护作用，但未报道抗氧化活性。关于山茶花的化学成分研究有少量报道，2007年Yoshikawa M.等从山茶花花蕾中分离得到几个三萜类成分，这些成分对乙醇诱导的大鼠胃黏膜损伤具有保护作用；1981年ItokawaH.等从山茶花的花中分离得到两个三萜成分但并未测定其生物活性；2006年范正琪等对三个山茶品种的香气成分进行了GC-MS分析，发现其主要成分为醇、醛、酯、烯、烷及芳樟醇氧化物。与山茶花同属的植物茶花，国内外从中分离得到黄酮类成分并证实其有很好的抗氧化活性。关于山茶花红色素的研究少见报道，蒋新龙、蒋益花和李永强等初步研究了用乙醇和甲醇提取山茶花红色素的提取工艺及色素的理化性质(参加文献：园艺学报，2006，33(2)：344-348；中国酿造，2007，(7)：21-24；食品研究与开发，2009，30(11)：160-162.)，但其缺点是溶剂成本高或操作安全性差，而且提取出来的色素并没有纯化，产品纯度低，此外关于其生物活性也未见报道。

发明内容

针对上述缺点，本发明的目的是提供一种新的山茶花红色素制备方法。本发明拟用酸性

水提取并通过大孔树脂纯化山茶花红色素，制备出的天然红色素成本低、纯度高且具有很好的抗氧化活性。

本发明所提供的红色素，是以山茶花为原料提取的，该色素的制备方法，包括以下步骤：

(1)将鲜山茶花花瓣破碎后，在20～70℃温度条件下，按每克鲜山茶花花瓣使用6～14毫升pH 1.0～5.0的水溶液计，浸泡提取1～8h；

(2)将浸泡液过滤后用大孔吸附树脂吸附；

(3)用质量比为15～95％的乙醇水溶液洗脱大孔吸附树脂，洗脱流速为3～9BV/h，收集洗脱液；

(4)将洗脱液浓缩、干燥后获得山茶花红色素。

所述浸泡用的水溶液pH值优选1.5；所述浸泡时间优选4h；所述温度条件优选为60℃。

所述浸泡提取的料液比优选每克鲜山茶花花瓣用10毫升水溶液。

用盐酸、柠檬酸或乳酸制备所述pH 1.0～5.0的水溶液。

所述大孔树脂为LX-68、XDA-1、XDA-7、LX-10G、LSA-21、HPD-300、HPD-400、X-5和AB-8中的一种，优选LX-68。

所述洗脱大孔吸附树脂的乙醇浓度优选95％；乙醇水溶液洗脱大孔吸附树脂的流速优选为3BV/h。

根据以上所述的山茶花红色素的制备方法制备的山茶花红色素可以作为抗氧化剂在食品工业、化妆品工业、生物染料、生物试剂、医药、保健品中应用。

以上方案简述如下：

1)将山茶花破碎后，酸性水溶液浸泡；

2)浸泡液经大孔吸附树脂吸附；

3)乙醇洗脱大孔吸附树脂；

4)洗脱液经浓缩、干燥后得到红色素。

所述酸性水的pH值为1.0～5.0，优选1.5；所述浸泡提时间为1～8h，优选4h；所述提取的温度为20℃～70℃间，优选60℃；所述提取的料液比为1∶6～1∶14优选1∶10；所述酸为盐酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸中的1种；所述大孔树脂为LX-68、XDA-1、XDA-7、LX-10G、LSA-21、HPD-300、HPD-400、X-5、AB-8中的一种，优选LX-68；所述洗脱大孔吸附树脂的乙醇浓度为15～95％，优选95％；所述乙醇洗脱大孔树脂的流速为3～9BV/h，优选3BV/h。

本发明的红色素具有很强的清除DPPH(1，1-二苯基-2-苦基肼)自由基和羟自由基活性，因此本发明的红色素作为抗氧化剂可在食品工业、化妆品、医药、保健品、生物染料、生物试剂中得到广泛应用。

用于本发明红色素的山茶花可以是鲜花花瓣，也可以是晾干的花瓣。

制备本发明红色素的方法并不局限于上述工艺，现有技术中提取色素的方法均可以用于提取本发明红色素。

附图说明

图1为时间对树脂吸附影响坐标图。

图2为乙醇浓度对解析的影响坐标图。

图3为上柱液不同流速对树脂动态吸附性能的影响坐标图。

具体实施方式

实施例1、自鲜山茶花中提取红色素

将鲜山茶花花瓣1kg破碎后，pH1.5的酸性水溶液常温下浸泡，过滤得浸泡液，共浸泡提取3次，合并浸泡液并过滤；过滤后的浸泡液经LX-68大孔吸附树脂吸附；用95％乙醇洗脱大孔吸附树脂；洗脱液经浓缩、真空干燥后得到红色素10g。

实施例2、色价测定

精确称取实施例1所得红色素粉末0.1g(精确到0.001g)用pH＝1.5的HCl水溶液定容到100ml，以pH＝1.5的HCl水溶液作参比，用1cm比色皿于516nm波长下测定吸光度A。

色价E(516nm)＝Af/100*m＝11.3

A：吸光度 f：稀释倍数 m：样品质量

实施例3、不同酸试剂对山茶花红色素提取效果的影响

采用pH值均为2.05的乳酸、柠檬酸、盐酸水溶液提取山茶花红色素，结果如表1所示，不同酸试剂提取液的吸光度有一定差别，柠檬酸的吸光度最大，乳酸次之，盐酸最小，但相差不大，从经济角度来考虑，选用盐酸较好。

表1不同酸试剂对山茶花红色素提取效果的影响

实施例4、不同pH值酸水对对山茶花红色素提取效果的影响

取2g山茶花花瓣，破碎后加入20mL不同pH的水溶液，温室下浸提2h，纱布过滤后得滤液，测定滤液的吸光度。不同pH值酸水对色素提取效果见表2，结果表明pH＝1.5的酸水提取得到红色素的吸光度最大，提取效果最好。

表2不同pH值酸水对山茶花红色素提取效果的影响

实施例5、提取时间对山茶花红色素提取效果的影响

取2g山茶花花瓣，破碎后加入20mL pH为1.5的水溶液，温室下浸提不同时间，纱布过滤后得滤液，测定滤液的吸光度。不同提取时间对色素的提取效果见表3，结果表明提取4h后的吸光度最大，效果最好。

表3提取时间对山茶花红色素提取效果的影响

实施例6、不同温度对山茶花红色素提取效果的影响

取2g山茶花花瓣，破碎后加入20mL pH为1.5的水溶液，不同温度下浸提2h，纱布过滤后得滤液，测定滤液的吸光度。不同温度对色素提取效果见表4，结果表明随着温度的升高，提取效果也增加，但增幅不大，60℃时达最高，70℃时略有降低。

表4不同温度对山茶花红色素提取效果的影响

实施例7、不同料液比对山茶花红色素提取效果的影响

取2g山茶花花瓣，破碎后加入不同体积pH为1.5的水溶液，室温下浸提2h，纱布过滤后得滤液，测定滤液的吸光度。不同料液比对红色素提取效果见表5，结果表明料液比为1∶10时提取得到的吸光度最大，效果最好。

表5不同料液比对山茶花红色素提取效果的影响

实施例8、提取条件的优化

根据pH值、提取时间、提取温度和料液比的单因素试验结果，设置四因素三水平试验(参见表6)，并进行L₉(3⁴)正交试验(参见表7)。由极差分析可知，影响山茶花红色素提取的主要因素是pH值、提取时间和料液比。各因素的主次顺序为A＞C＞D＞B，最优浸提方案为A₂B₂C₃D₂，与单因素试验结果是吻合的。

表6L₉(3⁴)正交试验因素水平表

表7红色素提取条件的正交试验结果分析表

实施例9、各种大孔树脂对山茶花红色吸附效果的影响

称取0.50g各种型号干树脂于250ml锥形瓶中，并加入100ml吸光度为1.200的山茶花红色素提取液，置于恒温振荡器中于25℃条件下进行静态吸附，吸附平衡后于516nm处测定上清液中色素的吸光度。结果(表8)表明，14种树脂对山茶花红色素的吸附能力表现各异，LX-68、XDA-1、XDA-7、LX-10G、LSA-21、HPD-300对山茶花红色素的吸附率均大于90％，其中LX-68吸附效果最好，吸附率大于96％上。

表8各种大孔树脂对山茶花红色吸附效果的影响

实施例10、时间对树脂吸附的影响

称取0.50g LX-68干树脂于250ml锥形瓶中，并加入100ml吸光度为1.356的山茶花红色素提取液，置于恒温振荡器中(180r/min)于25℃条件下进行静态吸附，每隔15分钟取样一次，524nm处测上清液的吸光度，结果如图1所示，随着吸附时间的延长，吸附率逐渐上升，至180分钟时趋于平衡。

实施例11、乙醇浓度对解析的影响

将吸附色素饱和后的树脂2mL装入三角瓶中，分别加入20mL不同浓度的乙醇，置于恒温振荡器中(180r/min)于25℃条件下进行静态脱附3h，乙醇浓度对树脂色素脱附的影响结果见图2，结果显示随着乙醇浓度增加，其解析率也提高，乙醇浓度95％时解析率达最大值。

实施例12、上柱液不同流速对树脂动态吸附性能的影响

将10mL LX-68树脂湿法装柱，室温下用初始吸光度为1.904的色素上柱，分别以3、6、9BV/h的流速在同一试验条件下进行动态吸附考察，结果见图3。试验结果表明，3种流速以最小的3BV/h效果最佳。由此可见，吸附溶液流速越慢，处理效果越好。这主要是由于流速慢，有利于上柱液中色素成分在树脂床中充分进行粒扩散和膜扩散，使色素充分被树脂吸附。

实施例13、山茶花红色素清除DPPH(1，1-二苯基-2-苦基肼)自由基活性的试验结果

吸取一定浓度的各样品溶液0.5mL，分别加入150μM DPPH无水甲醇液3.5mL，摇匀后于室温下避光静置30min，于517nm波长处测定各反应液的吸光值。无水甲醇作试剂空白，阳性对照为丁基羟基茴香醚(BHA)，重复三次实验。按下式计算样品对DPPH自由基的抑制率：抑制率(％)＝(Ab-As)/Ab]×100％

式中：Ab为DPPH与试剂空白混合液的吸光值；As为DPPH与样品混合液的吸光值。

山茶花红色素对DPPH的清除作用见表9，从表中数据可看出，随着山茶花红色素浓度的提高，其对DPPH的清除活性也提高，计算出的IC₅为4.51μg/ml，其活性与阳性对照丁基羟基茴香醚(BHA)相当(IC₅为4.17μg/ml)。

表9山茶花红色素对DPPH的清除作用

实施例14、山茶花红色素清除羟基自由基活性的试验结果

山茶花红色素对羟基自由基的清除作用见表10，从表中数据可看出，随着山茶花红色素浓度的提高，其对羟基自由基的清除活性也提高，在相同浓度下，其对羟基自由基的清除活性要比阳性对照甘露醇好。

表10山茶花红色素对羟基自由基的清除作用

在现有应用(如消臭、止血、散癖、消肿、治疗痢疾等药用，红山茶花瓣拖油或拖面油煎后糁糖可食用)的基础上，本发明的试验证明其具有很强的清除DPPH自由基(参见实施例13)和羟自由基活性，因而具有抗氧化应用的前景。另外，文献报道人体衰老的主要机制是因为自由基的过量形成和脂质过氧化，而自由基的过量形成又会促进脂质过氧化，从而导致代谢功能下降，促使人体衰老。因此，只要及时有效地清除体内过量自由基，就能达到抗衰老的目的。因此，山茶花红色素可能是一种新型抗氧化天然色素，是一种新型抗衰老食品添加剂。因此，根据本发明所述的山茶花红色素的制备方法制备的山茶花红色素可以作为抗氧化剂在食品工业、化妆品工业、生物染料、生物试剂、医药、保健品中应用。

实施例15、山茶花红色素的总酚含量的测定

文献报道多酚类化合物是多数植物抗氧化活性的主要成分，其含量与提取物的抗氧化活性呈显著的相关性。山茶花红色素具有很好的抗氧化活性(参见实施例13和例14)可能与其总酚有关。山茶花红色素总多酚含量的测定采用Folin-Ciocalteu比色法。配置浓度为180、90、72、54、36、18、9μg/ml的没食子酸对照品溶液。分别精密吸取没食子酸标准品溶液1mL置于具塞试管中，分别加人0.5mL的Folin-Ciocalteu试剂溶液和3mL浓度为20％的碳酸钠(w/v)溶液，再分别加入10ml蒸馏水，摇匀，避光放置1h，以蒸馏水作参比，于765nm处测定样品溶液的吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标绘制标准曲线。以稀释到一定浓度的山茶花色素提取物1mL代替标准品溶液，按照上述试验方法进行吸光度测试并利用标准曲线求出原料中总多酚含量。经相应计算后，山茶花红色素每克含总多酚含量以没食子酸计大于300mg，即山茶花红色素中总多酚含量大于30％。由此可以判定：本发明方法提取的山茶花红色素具有很好的抗氧化活性与其高总酚含量有关。

Claims

1.一种山茶花红色素的制备方法，它包括以下步骤：

(2)将浸泡液过滤后用大孔吸附树脂吸附；

(4)将洗脱液浓缩、干燥后获山茶花红色素。

2.根据权利要求1所述的山茶花红色素的制备方法，其特征在于：所述浸泡用的水溶液pH值优选1.5；所述浸泡时间优选4h；所述温度条件优选为60℃。

3.根据权利要求1所述的山茶花红色素的制备方法，其特征在于：所述浸泡提取的料液比优选每克鲜山茶花花瓣用10毫升水溶液。

4.根据权利要求1所述的山茶花红色素的制备方法，其特征在于：用盐酸、柠檬酸或乳酸制备所述pH 1.0～5.0的水溶液。

5.根据权利要求1所述的山茶花红色素的制备方法，其特征在于：所述大孔树脂为LX-68、XDA-1、XDA-7、LX-10G、LSA-21、HPD-300、HPD-400、X-5和AB-8中的一种。

6.根据权利要求1所述的山茶花红色素的制备方法，其特征在于：所述大孔树脂优选LX-68。

7.根据权利要求1所述的山茶花红色素的制备方法，其特征在于：所述洗脱大孔吸附树脂的乙醇浓度优选95％；

8.根据权利要求1所述的山茶花红色素的制备方法，其特征在于：乙醇水溶液洗脱大孔吸附树脂的流速优选为3BV/h。

9.根据权利要求1所述的山茶花红色素的制备方法制备的山茶花红色素作为抗氧化剂在食品工业、化妆品工业、生物染料、生物试剂、医药、保健品中的应用。