CN114957185A - 一种提高花青素稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用桃胶多糖提高花青素稳定性的方法，包括以下步骤：将桃胶洗净后烘干至恒重粉碎，以蒸馏水为溶剂，将桃胶充分溶胀后，加入一定量的氢氧化钠使其发生水解，调节其pH至中性后，浓缩，加入乙醇使得桃胶多糖充分沉淀。然后将桃胶多糖与花青素充分机械混合，得到桃胶多糖‑花青素复合物。再测定了复合物的溶出度、抗重金属离子稳定性、热稳定性、耐碱稳定性。结果表明，形成复合物后，花青素的稳定性得到了很大的提高。本发明采用的方法较为简单，实验操作步骤便捷，成本低，对环境友好，所得复合物对花青素稳定性的提高有着较好的作用。
Description
技术领域
本发明属于天然色素应用领域，具体涉及一种使用桃胶多糖提高花青素稳定性的方法。
背景技术
花青素是一种常见的水溶性天然色素，在黑果枸杞、蓝莓、山竹、紫薯等多种植物中都有着较为广泛的分布。花青素不仅可以作为天然色素用于食品添加剂及纺织品的染色，还可以利用其优异的生物活性，将其应用于抗氧化、清除自由基、抗癌等诸多领域。但是，由于花青素的稳定性较差，在高温、强碱、重金属离子溶液的环境中都易于发生降解、无法长时间储存，从而在很大的程度上限制了花青素的应用。
人们采用了多种手段以提高花青素的稳定性，其中有三种方法较为常见。其一是利用酰基化试剂，通过化学反应使花青素转化为酰化花青素以提高其稳定性。如专利CN113980485A（一种生物酶复合物及应用于植物提取过程中的方法）公开了一种使用琥珀酸、水杨酸甲酯、苯甲酸甲酯等作为酰基供体，在生物复合酶的催化下制备酰化花青素，极大地提高了花青素的热稳定性、光稳定性、抗重金属离子稳定性。其二是向花青素溶液中添加辅色素，通过共色素作用提高花青素稳定性，如专利CN113712146A（一种提高桑葚红色素稳定性的方法）公开了一种以乳清蛋白溶液作为辅色素，提高桑葚花青素稳定性的方法。其三是花青素负载或包埋于各种有机高分子基质上以提高其稳定性，如专利CN111700205A（一种透明质酸环糊精包埋胶原蛋白-花青素pH指示凝胶制备的方法）公开了一种以透明质酸环糊精包埋从紫苏叶、芍药花、蛇果果皮中提取的花青素，从而提高其稳定性的方法。
当前，尚没有使用天然桃胶作为基质与花青素复合以提高花青素稳定性的相关报道和专利申请。本发明使用原料均为天然原料，成本低廉，操作简便，且对环境友好，对于花青素的热稳定性、抗重金属离子稳定性、碱环境下稳定性均有着较好的提高作用。本发明从天然桃胶中提取获得桃胶多糖，并以其和花青素制备复合物，从而提高了花青素的稳定性，对于花青素的综合开发利用提供了新的思路。
发明内容
本发明以天然桃胶作为原料，先经过水解得到桃胶多糖，再将桃胶多糖与花青素制备得到桃胶多糖-花青素复合物。最后测试制备得到的复合物对于花青素的热稳定性、抗重金属离子稳定性、碱环境下稳定性所产生的影响，为花青素资源的综合开发利用提供了新的思路。为了解决以上技术问题，本发明提供了如下解决方案：
（1）将天然桃胶在水中溶胀2~48 h后，冲洗干净表面的杂质后，并烘干至恒重后粉碎，过50~200目筛；
（2）取一定量的天然桃胶粉末，以水作为溶剂，液料比为10:1~50:1，于30~90℃溶胀1~5 h，之后加入NaOH，调节其浓度为1~10 g/L。于溶胀时相同温度下水解10~60 min，过滤，收集滤液，调节其pH至中性；
（3）将滤液浓缩至原体积的1/10~1/2，加入无水乙醇，调节乙醇浓度至30~80 wt%，冷藏3~24 h，过滤，收集沉淀物，干燥；
（4）将桃胶多糖与花青素粉末（4:1~1:4）充分机械研磨混合制备花青素-桃胶复合物，采用参数：球料比10:1~30:1，转速200~500 r/min，球磨时间1~4 h。并测定复合物的溶出度;
（5）分别取0.1~0.5 g复合物粉末和0.1~0.5 g花青素粉末，加入浓度为0.1~1.0mol/L的CuCl2溶液后，使用100~500 rpm磁力搅拌，并且每隔5~20 min取一次样，测定溶液中的花青素的含量的变化，并计算得出花青素的保留率;
（6）分别取0.1~0.5 g复合物粉末和0.1~0.5 g花青素粉末，加入浓度为0.1~1.0mol/L的AgNO3溶液后，使用100~500 rpm磁力搅拌，并且每隔5~20 min取一次样，测定溶液中的花青素的含量的变化，并计算得出花青素的保留率;
（7）分别取1.0~5.0 g复合物粉末和花青素粉末，将其置于60~140℃环境下暴露2~20 h，并每隔1~3 h取0.1~0.5 g复合物粉末监测其中的花青素含量，并计算花青素的保留率;
（8）分别取0.1~0.5 g复合物粉末和0.1~0.5 g花青素粉末，加入配置好的pH=8~12的氢氧化钠溶液溶解完全后，于100~500 rpm下磁力搅拌，并且，每隔20~50 min取样一次，测定其花青素的含量变化，并计算得出花青素的保留率。
附图说明
附图1为实施例1单因素探究桃胶多糖的最佳提取条件，其最佳条件为：以水作为溶剂，液料比为40:1，温度为70℃，水解NaOH浓度为3 g/L，水解时间20min。
附图2为实施例1醇沉条件探究，其最佳条件为乙醇浓度70 wt%。
附图3为实施例2复合物和花青素粉末的的溶出度，显示花青素粉末15 min 溶出度达到94.63%，120 min的溶出度达到了97.35%，几乎快速完全溶出。而复合物的溶出度在15 min时仅为42.78%，至120 min时达到79.61%。形成复合物显著的降低了花青素的溶出度。
附图4为实施例2复合物在重金属离子环境下的稳定性，在Cu2+环境下，10 min后，花青素粉末的保留率为71.68%，复合物的保留率则为91.87%。60 min后，花青素粉末的保留率为14.07%，复合物的保留率则为68.27%。至120 min时，花青素粉末保留率仅为5.58%，几乎已经完全降解，而复合物的保留率则为37.05%。Ag+离子环境下，10 min后，花青素粉末的保留率为93.47%，复合物的保留率则为97.52%。60 min后，花青素粉末的保留率为54.78%，复合物的保留率则为72.26%。至120 min时，花青素粉末保留率仅为11.30%,，而复合物的保留率则为49.82%。实验结果表明，形成复合物后，花青素在Cu2+、Ag+重金属离子环境下的稳定性得到了显著的提高。
附图5实施例2复合物在80℃环境下的稳定性，形成复合物后，花青素在热环境下的稳定性得到了显著地提高。经过2 h后，花青素粉末的保留率为91.36%，复合物的保留率则为95.87%。4 h后，花青素粉末的保留率下降为83.26%，复合物的保留率则为91.27%。至12h时，花青素粉末保留率，仅余33.82%。而复合物的保留率则仍然高达71.36%。这表明形成复合物后，花青素在高温下的稳定性得到了显著的提高。
附图6为实施例2复合物在pH=10环境下的稳定性。10 min后，花青素粉末的保留率为63.17%，复合物的保留率则为85.73%。30 min后，花青素粉末的保留率为21.73%，复合物的保留率则为61.75%。至60 min时，花青素粉末保留率仅为13.75%,，而复合物的保留率则为41.25%，实验结果表明，制备得到复合物使花青素在碱性环境下的稳定性得到了显著的提高。
具体实施方式：
以下结合实施例对本发明做具体的说明：
实施例1：桃胶多糖的提取
（1）将天然桃胶在水中溶胀12 h后，冲洗干净表面的杂质后，烘干至恒重，随后粉碎，过60目筛；
（2）取一定量的天然桃胶粉末，以水作为溶剂，液料比为40:1，于70℃溶胀2 h，之后加入NaOH，调节其浓度为3 g/L。于溶胀时相同温度下水解20min，过滤，收集滤液，调节其pH至中性；
（3）将滤液浓缩至原体积的1/4，加入无水乙醇，调节乙醇浓度至70 wt%，12 h，过滤，收集沉淀物，干燥；
实施例2：桃胶多糖-花青素复合物的制备
（9）将桃胶多糖与花青素粉末1:1充分机械研磨混合制备花青素-桃胶复合物，采用参数：球料比20:1，转速400 r/min，球磨时间2 h;
（1）测定复合物的溶出度，结果显示，花青素粉末15 min 溶出度达到94.63%，120min的溶出度达到了97.35%，几乎快速完全溶出。而复合物的溶出度在15 min时仅为42.78%，至120 min时达到79.61%。形成复合物显著的降低了花青素的溶出度；
（2）测定复合物的溶出度，结果显示，花青素粉末15 min 溶出度达到94.63%，120min的溶出度达到了97.35%，几乎快速完全溶出。而复合物的溶出度在15 min时仅为42.78%，至120 min时达到79.61%。形成复合物显著的降低了花青素的溶出度；
实施例3：桃胶多糖-花青素复合物的稳定性测试
（1）分别取0.2 g复合物粉末和0.1 g花青素粉末，加入浓度为0.1 mol/L的CuCl2溶液后，使用300 rpm磁力搅拌，并且每隔10 min取一次样，测定溶液中的花青素的含量的变化，并计算得出花青素的保留率;
（2）分别取0.2 g复合物粉末和0.1 g花青素粉末，加入浓度为0.1 mol/L的AgNO3溶液后，使用300 rpm磁力搅拌，并且每隔10 min取一次样，测定溶液中的花青素的含量的变化，并计算得出花青素的保留率;
（3）分别取5.0 g复合物粉末和花青素粉末，将其置于80℃环境下暴露12 h，并每隔2 h取0.1 g复合物粉末监测其中的花青素含量，并计算花青素的保留率;
（4）分别取0.2 g复合物粉末和0.1 g花青素粉末，加入配置好的pH=10的氢氧化钠溶液溶解完全后，于300 rpm下磁力搅拌，并且，每隔30 min取样一次，测定其花青素的含量变化，并计算得出花青素的保留率。
Claims (9)
1.一种桃胶多糖提取的方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：
将天然桃胶在水中溶胀2~48 h后，冲洗干净表面的杂质后，并烘干至恒重后粉碎，过50~200目筛；
取一定量的天然桃胶粉末，以水作为溶剂，液料比为10:1~50:1，于30~90℃溶胀1~5 h，之后加入NaOH，调节其浓度为1~10 g/L，于溶胀时相同温度下水解10~60 min，过滤，收集滤液，调节其pH至中性；
将滤液浓缩至原体积的1/10~1/2，加入无水乙醇，调节乙醇浓度至30~80 wt%，冷藏3-24 h，过滤，收集沉淀物，干燥。
2.一种桃胶多糖-花青素复合物制备及表征的方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：
（1）将桃胶多糖与花青素粉末（4:1~1:4）充分球磨混合制备花青素-桃胶复合物；
（2）测定复合物的溶出度。
3.一种桃胶多糖-花青素复合物的溶出度测定，其特征在于，包括以下工艺步骤：
（1）称取0.2 g的桃胶-花青素复合物，加入浓度为70 wt%的乙醇100 mL，置于搅拌器上，300 rpm磁力搅拌，每隔15 min取样；
（2）取50 μL上述复合物溶液两份，分别加入pH=1和pH=4.5的缓冲溶液至10 mL，稳定10min后，用紫外-可见分光光度计分别测定其在400~800 nm区间的吸光度，并记录526 nm与700 nm处的吸光度A526与A700，通过H=△A×MW×DF×103/(ɛ*1)计算花青素浓度，其中，△A=(A526－A700)pH1.0－(A526－A700)pH4.5；M为矢车菊素的相对分子质量，取449.2；DF为稀释倍数；ɛ为摩尔消光系数，取26900 L/(mol·cm-1)。
4.一种桃胶多糖-花青素复合物的稳定性测试，其特征在于，包括以下测试：
（1）取一定量的复合物及花青素粉末，在Cu2+环境下分别测定其保留率以表征其抗Cu2+离子的稳定性，保留率=样品花青素浓度/花青素初始浓度，花青素浓度测定方法同权利要求3（2）中所述；
（2）取一定量的复合物及花青素粉末，在Cu2+环境下分别测定其保留率以表征其抗Cu2+离子的稳定性，保留率=样品花青素浓度/花青素初始浓度，花青素浓度测定方法同权利要求3（2）中所述；
（3）取一定量的复合物及花青素粉末，分别测定其在80℃下的保留率，以表征其热稳定性，保留率=样品花青素浓度/花青素初始浓度，花青素浓度测定方法同权利要求3（2）中所述；
（4）取一定量的复合物及花青素粉末，分别测定其在pH=10环境下的保留率以表征其耐碱稳定性，保留率=样品花青素浓度/花青素初始浓度，花青素浓度测定方法同权利要求3（2）中所述。
5.如权利要求1所述的一种桃胶多糖提取的方法，其特征在于，步骤（2）中以水作为溶剂，液料比为40:1，温度为70℃，水解NaOH浓度为3 g/L，水解时间20 min；如权利要求1所述的一种桃胶多糖提取的方法，其特征在于，步骤（3）中将滤液浓缩为原来的1/4，醇沉时乙醇浓度70 wt%。
6.如权利要求2所述的一种制备花青素复合物的方法，其特征在于，桃胶多糖与花青素粉末的加入量质量比为1:1，球料比20:1，转速400 r/min，球磨时间2 h。
7.如权利要求3所述的一种桃胶多糖-花青素复合物的稳定性测试的方法，其特征在于，步骤（1）中加入复合物0.2 g，加入花青素0.1 g，加入CuCl2溶液浓度为0.1 mol/L；步骤（2）中加入复合物0.2 g，加入花青素0.1 g，加入AgNO3溶液浓度为0.1 mol/L。
8.如权利要求3所述的一种桃胶多糖-花青素复合物的稳定性测试的方法，其特征在于，步骤（3）中设置温度为80℃，暴露时间为12 h，每隔2 h测定一次花青素保留率；步骤（4）中加入复合物0.2 g，加入花青素0.1 g，使用pH=10，每隔30 min测定一次花青素保留率。
9.权利要求1至8任何一项所述的制备方法得到提取桃胶多糖及桃胶多糖-花青素复合物的方法。
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