CN105175381A - 一种从盐地碱蓬中提取纯化花青素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从盐地碱蓬中提取纯化花青素的方法，包括以下步骤：1）原料预处理；2）浸提；3）纯化；4）干燥。本发明提供了一种从沿海滩涂盐渍地上广泛分布的盐生植物盐地碱蓬中提取带有生物保健功能的天然色素花青素的方法，解决了目前花青素提取原材料来源有限、提取工艺繁琐且耗能多的缺点，且盐地碱蓬植株含糖量低，不需进行繁琐的除糖工艺处理，简化了工艺流程。同时本工艺通过试验确定了AB-8型大孔吸附树脂为纯化色素的最佳树脂，经过纯化处理，花青素色价增大到5.6，大大超过国家关于天然色素在食品添加剂中的3.0的标准要求。

Description

一种从盐地碱蓬中提取纯化花青素的方法

技术领域

本发明涉及保健食品技术领域，具体涉及一种从盐地碱蓬中提取纯化花青素的方法。

背景技术

盐地碱蓬是一种典型的真盐生植物，在沿海滩涂等盐渍地上广泛分布，是一种很有发展潜力的天然资源，具有很大的经济效益、生态效益及社会效益。研究证实盐地碱蓬中所含的丰富的红色素为花青苷类色素。

随着社会经济的发展，目前人们对健康的日益重视，天然色素代替合成色素成为大势所趋。花青素在我国民间作为一种天然食用色素已长期使用。研究还证实，花青素还具有促进视红质再生，改善微循环，从而在治疗近视和视网膜疾病中取得了良好疗效，同时花青素对与微循环障碍有关疾病如糖尿病、高血压、动脉硬化以及脑血流障碍等疾病的疗效也较为显著。意大利和德国已开展了提取花青素提取物在药物中的研究。另外，有研究资料表明，花青素是一种自由基清除剂，可显著提高机体抗氧化功能。此外，花青素能保持并增加维生素在人体内的活性，是一种维生素增效剂。

从对人体健康和安全性方面考虑，使用具有保健功能的天然色素花青素是最为理想的，但目前也存在着一些因素的制约：1)提取天然色素花青素原材料来源有限。2)由于植株中往往含有大量的糖类，提取工艺比较繁琐且耗能较多。3)天然色素是从天然植物中提取出来的，由于成分复杂，有的还相互结合在一起，故提取色素中常存有其他成分，所以使用量相对合成色素较多，由于有共存成分的影响，有时有异味。4)提取的天然色素色阶达不到在食品工业中的应用要求。5)有的色素随pH值不同，稳定性也不同，有时有色调的变化，在加工及流通过程中，由于外界因素的影响易劣化。

发明内容

发明目的：针对目前使用天然色素的局限性和现有技术的不足，本发明提供了一种来源广泛、生物量大、经济、天然物成分简单的色素提取原材料，提取步骤简单，耗能少的提取方法，并经过分离纯化工艺，解决了使用天然色素的瓶颈问题，为推广使用天然食用色素和盐生植物盐地碱蓬的资源开发利用提供了前景广阔的途径。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种从盐地碱蓬中提取纯化花青素的方法，包括以下步骤：

1)原料预处理：采摘的新鲜碱蓬去根，洗净，晾干，剪碎，过40目筛，得到干样品保存于干燥避光处备用；

2)浸提：取1g上述预处理后的干样品，加入40～50mL去离子水或有机溶剂，控制浸提温度为40～50℃，浸提时间控制在30～50min，离心10min，取其上清液后按以上步骤再浸提一次，合并两次浸提上清液；

3)纯化：将经上述工艺提取的上清液经大孔吸附树脂进行吸附和解吸，以粗提液原液上样，吸附时间1.5～2h，以体积分数为50％的乙醇溶液解吸，时间1～1.5h，即得纯化后的花青素提取液；

4)干燥：将经上述工艺提取并纯化后的花青素提取液经离心10min后，取上清液减压浓缩，冷冻真空干燥，即得天然花青素粉末。

进一步，上述步骤2)中的有机溶剂为乙醇溶液、无水乙醇、乙醚、氯仿、丙酮或冰乙酸中的一种。

进一步，上述乙醇溶液质量百分比浓度为5％～20％。

进一步，上述步骤2)中的液固比为40～50:1(mL/g)。

进一步，上述步骤2)液固比为40mL/g，浸提温度40℃，浸提时间50分钟。

进一步，上述步骤3)中大孔吸附树脂为AB-8型大孔吸附树脂。

进一步，上述步骤3)吸附流速为1mL/min，上样体积60mL，洗脱速度2.5mL/min。

上述的一种从盐地碱蓬中提取纯化花青素的方法得到的花青素。

有益效果：本发明提供了一种从沿海滩涂盐渍地上广泛分布的盐生植物盐地碱蓬中提取带有生物保健功能的天然色素花青素的方法，解决了目前花青素提取原材料来源有限、提取工艺繁琐且耗能多的缺点，且盐地碱蓬植株含糖量低，不能进行繁琐的除糖工艺处理，简化了工艺流程。同时本工艺通过试验确定了AB-8型大孔吸附树脂为纯化色素的最佳树脂，经过纯化处理，花青素色价增大到5.6，大大超过国家关于天然色素在食品添加剂中的3.0的标准要求。

附图说明

图1盐地碱蓬花青素紫外可见光吸收光谱；

图2液固比对碱蓬花青素提取效果的影响；

图3温度对碱蓬花青素提取效果的影响；

图4提取时间对碱蓬花青素提取效果的影响；

图5提取次数对碱蓬花青素提取效果的影响。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1

取采摘的新鲜碱蓬去根，洗净，晾干，剪碎，过40目筛；取10g样品加入400ml去离子水，在40℃下浸提50min，抽滤得滤液，10000×g离心10min，取其上清液后按以上步骤再浸提一次，合并两次浸提上清液；所得提取液吸光度为0.228；将上清液经AB-8型大孔吸附树脂吸附、解吸，以粗提液原液上样，吸附时间1.5h，吸附流速为1mL/min，上样体积60mL，洗脱速度2.5mL/min，以体积分数为50％的乙醇溶液解吸，时间1h，即得纯化后的花青素提取液；将经上述工艺提取并纯化后的花青素提取液经12000×g离心10min后，取上清液减压浓缩，冷冻真空干燥，即得纯化后的花青素粉末。

实施例2

取采摘的新鲜碱蓬去根，洗净，晾干，剪碎，过40目筛；取10g样品加入400ml的5％乙醇溶液，在40℃下浸提50min，抽滤得滤液，10000×g离心10min，取其上清液后按以上步骤再浸提一次，合并两次浸提上清液；所得提取液吸光度为0.221；将上清液经AB-8型大孔吸附树脂吸附、解吸，以粗提液原液上样，吸附时间2h，吸附流速为1mL/min，上样体积60mL，洗脱速度2.5mL/min，以体积分数为50％的乙醇溶液解吸，时间1.5h，即得纯化后的花青素提取液；将经上述工艺提取并纯化后的花青素提取液经12000×g离心10min后，取上清液减压浓缩，冷冻真空干燥，即得纯化后的花青素粉末。

实施例3

取采摘的新鲜碱蓬去根，洗净，晾干，剪碎，过40目筛。取10g样品加入400ml的10％乙醇溶液，在40℃下浸提50min，抽滤得滤液，10000×g离心10min，取其上清液后按以上步骤再浸提一次，合并两次浸提上清液；所得提取液吸光度为0.214；将上清液经AB-8型大孔吸附树脂吸附、解吸，以粗提液原液上样，吸附时间1.5h，吸附流速为1mL/min，上样体积60mL，洗脱速度2.5mL/min，以体积分数为50％的乙醇溶液解吸，时间1.5h，即得纯化后的花青素提取液；将经上述工艺提取并纯化后的花青素提取液经12000×g离心10min后，取上清液减压浓缩，冷冻真空干燥，即得纯化后的花青素粉末。

实施例4

取采摘的新鲜碱蓬去根，洗净，晾干，剪碎，过40目筛。取10g样品加入500ml去离子水，在50℃下浸提30min，抽滤得滤液，10000×g离心10min，取其上清液后按以上步骤再浸提一次，合并两次浸提上清液；所得提取液吸光度为0.236；将上清液经AB-8型大孔吸附树脂吸附、解吸，以粗提液原液上样，吸附时间2h，吸附流速为1mL/min，上样体积60mL，洗脱速度2.5mL/min，以体积分数为50％的乙醇溶液解吸，时间1h，即得纯化后的花青素提取液；将经上述工艺提取并纯化后的花青素提取液经12000×g离心10min后，取上清液减压浓缩，冷冻真空干燥，即得纯化后的花青素粉末。

实施例5

取采摘的新鲜碱蓬去根，洗净，晾干，剪碎，过40目筛。取10g样品加入500ml的5％乙醇溶液，在50℃下浸提30min，抽滤得滤液，10000×g离心10min，取其上清液后按以上步骤再浸提一次，合并两次浸提上清液；所得提取液吸光度为0.223；将上清液经AB-8型大孔吸附树脂吸附、解吸，以粗提液原液上样，吸附时间1.5h，吸附流速为1mL/min，上样体积60mL，洗脱速度2.5mL/min，以体积分数为50％的乙醇溶液解吸，时间1h，即得纯化后的花青素提取液；将经上述工艺提取并纯化后的花青素提取液经12000×g离心10min后，取上清液减压浓缩，冷冻真空干燥，即得纯化后的花青素粉末。

实施例6

取采摘的新鲜碱蓬去根，洗净，晾干，剪碎，过40目筛。取10g样品加入500ml的10％乙醇溶液，在50℃下浸提30min，抽滤得滤液，10000×g离心10min，取其上清液后按以上步骤再浸提一次，合并两次浸提上清液；所得提取液吸光度为0.219；将上清液经AB-8型大孔吸附树脂吸附、解吸，以粗提液原液上样，吸附时间1.8h，吸附流速为1mL/min，上样体积60mL，洗脱速度2.5mL/min，以体积分数为50％的乙醇溶液解吸，时间1.3h，即得纯化后的花青素提取液；将经上述工艺提取并纯化后的花青素提取液经12000×g离心10min后，取上清液减压浓缩，冷冻真空干燥，即得纯化后的花青素粉末。

实验例1：提取剂的确定

取10份0.1g上述干样品分别加入20mL去离子水、5％乙醇、10％乙醇、20％乙醇、50％乙醇、无水乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、冰乙酸中，室温下，暗处浸提30min，抽滤得滤液，转入比色管中，观察液体颜色。颜色越深，提取效率越大。以颜色最深者取10mL稀释至适当倍数，测定紫外可见吸收光谱，确定其色素的最大吸收波长。

研究表明，盐地碱蓬花青素难溶于有机溶剂，易溶于水和含水量高的有机溶剂，5％乙醇溶液、10％乙醇溶液、20％乙醇溶液、去离子水的提取能力较强，但考虑到实际生产的需要(即在保证提取效率的同时应尽量简化步骤、降低成本等)，应选取去离子水或5％乙醇溶液作为浸提剂。提取液适当稀释后经分光光度计扫描，确定花青素溶液的最大吸收波长为540nm。

表4碱蓬花青素在不同提取剂中的溶解情况

上表数据表明，盐地碱蓬花青素难溶于有机溶剂，易溶于水和含水量高的有机溶剂，5％乙醇溶液、10％乙醇溶液、20％乙醇溶液、去离子水的提取能力较强。

图1表明，去离子水和50％乙醇提取液在540nm处都有一个吸收高峰，因此碱蓬花青素的吸收光谱为540nm，符合花青苷类色素的光谱范围。

实验例2浸提参数单因素试验

液固比：试验表明，随着提取液和干粉样液固比的增大，色素溶液的吸光度逐渐升高，当液固比大于40～50:1时，曲线趋于平缓，吸光度改变不大。考虑到浸提剂用量增大会增加成本以及后期浓缩干燥时的负担，因此液固比选择为40～50:1(mL/g)左右。

图2表明，当液固比大于50:1时，曲线趋于平缓，吸光度改变不大。考虑到浸提剂用量增大会增加成本以及后期浓缩干燥时的负担，因此液固比选择为40～50:1(mL/g)左右为宜。

浸提温度：试验表明，随着温度的升高，色素溶液吸光度有一个明显上升的过程，色素提取率增大。而50℃以后，曲线反而趋于下降，这由于色素的耐热性不好，高温破坏了色素的结构，影响色素的稳定性。因此，浸提的提取温度不宜过高，以40～50℃较适宜。

图3表明，随着温度的升高，色素溶液吸光度先上升，到50℃以后，曲线反而趋于下降。因此，浸提的提取温度不宜过高，以40～50℃较适宜。

浸提时间：试验表明，随浸提时间的变化，溶液吸光度呈缓慢上升趋势，120min后曲线趋于平缓，吸光度不再升高。本试验原料粉碎度较细，有利于色素的溶出，提取时间对提取效果的影响不如液固比和浸提温度影响显著。

图4表明，随浸提时间的变化，溶液吸光度呈缓慢上升趋势，本试验原料粉碎度较细，有利于色素的溶出，提取时间对提取效果的影响不如液固比和浸提温度影响显著。

浸提次数：比较浸提1次、2次和3次的滤液调整到相同体积后比较吸光度变化，随着浸提次数的增多，浸提液的吸光度逐渐增大，但变化幅度减缓。浸提两次后，提取率增幅较小，从后期浓缩和实际生产时间考虑，浸提两次为宜。

图5表明浸提两次后，提取率增幅较小，从后期浓缩和实际生产时间考虑，浸提两次为宜。

实验例3浸提工艺优化

根据单因素试验，选择液固比、浸提温度和浸提时间为主要因素，采用正交试验研究提取工艺的优化。试验结果表明对碱蓬花青素提取效果的影响顺序为液固比>浸提温度>浸提时间，最优提取工艺为液固比40mL/g，浸提温度40℃，浸提时间50分钟。

表5碱蓬花青素提取工艺优化正交试验因素水平

采用正交试验研究提取工艺的优化。结果表明对碱蓬花青素提取效果的影响顺序为液固比>浸提温度>浸提时间，最优提取工艺为液固比40mL/g，浸提温度40℃，浸提时间50分钟。

实验例4花青素纯化

大孔吸附树脂是一种高分子聚合物，具有大孔网状结构和较大的比表面积，可从溶液中有选择的吸附目标成分，从而达到分离纯化的效果。其特点是物理化学性质稳定，选择性吸附能力强，吸附速度快，工艺简单成本低，可再生使用等。

试验选取不同型号、不同极性的大孔吸附树脂，经过95％的乙醇浸泡后，用蒸馏水洗净。根据各树脂对提取的花青素的吸附率、解吸率来确定适合纯化的树脂型号。通过静态、动态实验确定色素的纯化工艺。计算得率和色价。比较不同类型大孔吸附树脂对色素的静态吸附、解吸能力，确定AB-8型大孔吸附树脂为纯化色素的最佳树脂。静态试验结果表明：室温下，以粗提液原液上样，吸附时间1.5～2h，以体积分数为50％的乙醇溶液解吸，时间1～1.5h。动态试验显示：最佳吸附流速为1mL/min，上样体积60mL，洗脱速度2.5mL/min。色素得率2.2％，纯化后色素粉末为暗红色，本发明实施例1～6的花青素色价基本都从纯化前1.3增大到5.6。

Claims (8)

1.一种从盐地碱蓬中提取纯化花青素的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）原料预处理：采摘的新鲜碱蓬去根，洗净，晾干，剪碎，过40目筛，得到干样品保存于干燥避光处备用；

2）浸提：取1g上述预处理后的干样品，加入40~50mL去离子水或有机溶剂，控制浸提温度为40~50℃，浸提时间控制在30~50min，离心10min，取其上清液后按以上步骤再浸提一次，合并两次浸提上清液；

3）纯化：将经上述工艺提取的上清液经大孔吸附树脂进行吸附和解吸，以粗提液原液上样，吸附时间1.5~2h，以体积分数为50%的乙醇溶液解吸，时间1~1.5h，即得纯化后的花青素提取液；

4）干燥：将经上述工艺提取并纯化后的花青素提取液经离心10min后，取上清液减压浓缩，冷冻真空干燥，即得天然花青素粉末。

2.根据权利要求1所述的一种从盐地碱蓬中提取纯化花青素的方法，其特征在于：所述步骤2）中的有机溶剂为乙醇溶液、无水乙醇、乙醚、氯仿、丙酮或冰乙酸中的一种。

3.根据权利要求2所述的一种从盐地碱蓬中提取纯化花青素的方法，其特征在于：所述乙醇溶液质量百分比浓度为5%~20%。

4.根据权利要求1所述的一种从盐地碱蓬中提取纯化花青素的方法，其特征在于：所述步骤2）中的液固比为40~50:1（mL/g）。

5.根据权利要求1所述的一种从盐地碱蓬中提取纯化花青素的方法，其特征在于：所述步骤2）液固比为40mL/g，浸提温度40℃，浸提时间50分钟。

6.根据权利要求1所述的一种从盐地碱蓬中提取纯化花青素的方法，其特征在于：所述步骤3）中大孔吸附树脂为AB-8型大孔吸附树脂。

7.根据权利要求1所述的一种从盐地碱蓬中提取纯化花青素的方法，其特征在于：所述步骤3）吸附流速为1mL/min，上样体积60mL，洗脱速度2.5mL/min。

8.权利要求1~7所述的一种从盐地碱蓬中提取纯化花青素的方法得到的花青素。