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1、玉米籽粒花青素提取和分析方法1花青素是植物中的主要呈色物质,属于类黄酮化合物自然状态下很少以游离态存在,常与一个或多个多糖通过糖苷键形成糖苷已知有20多种花青素,植物中常见的有六种:天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素、锦葵色素(其最大可见光吸收波长分别为494、506、508、506、508和510nm)2花青素的生理功能消除自由基、抗氧化紫玉米花色苷具有很高的抗氧化活性和抗菌活性,甚至高于蓝莓的抗氧化活性。抗诱变、肿瘤、过敏抑制食品诱变剂,对结肠癌细胞有抑制作用降血脂3花青素的结构特点现已查明,天然花色苷糖苷配基的基本结构
2、为3,5,7-三羟基-2-苯基苯并吡喃,结构式为:4花青素的稳定性影响因素结构①C3羟基可使分子变得不稳定,C5上有羟基或C4发生取代都可使颜色趋于稳定②糖苷的形成也影响花色苷的稳定性③花色苷的酰基化显著增加其在微酸性至中性介质中的稳定性5温度PH醌型碱黄烊盐阳离子假碱查尔酮6温度当花色苷溶液加热时,平衡向着无色的查耳酮(C)的方向进行,同时引起有色型化合物(AH++A)的降低。当冷却和酸化时,醌型碱(A)和假碱(B)迅速变成阳离子(AH+)。花色苷在温度小于60℃的条件下较为稳定,当温度大于80℃时,温度对花色苷有较明显的降解作用;光对花色苷的
3、稳定性影响很大7辅色剂的影响花色苷同辅色剂联合形成一种垂直层叠的复合物(Goto等1979),这种层叠过程产生一种疏水力,从而防止亲水核的加合作用和失色。8提取方法:一、萃取溶剂法常用的溶剂主要分为3类:水、亲水性有机溶剂和亲脂性有机溶剂。为防止花色苷的降解和提高花色苷的溶出率,常在溶剂中加少量的无机酸或有机酸,使提取液的pH控制在3.15以下。9这是目前国内外广泛使用的提取方法,多数选择甲醇、乙醇、丙酮或它们的混合溶剂对材料中的花青素进行溶解过滤,通过酸或碱调节溶液酸碱度萃取滤液中的花青素。该方法原理简单,对设备要求较低,不足之处是大多数有机
4、溶剂毒副作用大且产物提取率低。有机溶剂萃取法10水溶液提取法该方法一般在常压或高压下用热水浸泡含花青素的原材料,然后用非极性大孔树脂进行吸附;或直接使用脱氧热水提取,再采用超滤或反渗透经浓缩得到粗提物陆国权等研究表明,提取脚板薯花青素的最佳方法是:以0.5%硫酸溶液作浸提剂,并使其pH44.0,在6O℃下加热60min。设备简单,无污染,产品无毒但纯度低。11超临界流体萃取法利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响进行提取。最大的优点是产品提取率高,可以低温操作,避免了不饱和脂肪酸的氧化分解,溶剂无残留,且作为超临界流体的CO2易得,萃取能耗低。
5、时海香等人研究了超临界CO2萃取常山胡柚天然色素的工艺,色素提取率可达96.187%12提取方法:二、破除细胞壁发酵提取法①原理是:通过微生物的作用使紫甘薯中的淀粉转化为乙醇,将乙醇分离后,可得到紫甘薯花色苷,原料的利用率大大提高。②其利用微生物破坏细胞壁和细胞膜,促进花色苷的溶出,提高提取率。通过发酵分解色素液中的糖、有机酸和其他杂质,大大降低了色素的纯化难度。13酶法提取用于花色苷提取的酶主要有纤维素酶和果胶酶,通过酶解使植物细胞壁软化、膨胀及崩溃,从而促进了花色苷的溶出。王萍等人通过单因素和正交试验,确定了黑加仑果渣花色苷酶法提取的的最佳
6、工艺,黑加仑花色苷提取率的91.109%,此法可以大大缩短花色苷提取时间,提高得率。14辅助方法超声波辅助提取①在超声波声场中,振动负压区由于周围的液体来不及补充,形成无数的微小真空泡,而当正压来到时,微小气泡在压力下突然闭合,液体间猛烈碰撞产生极大的冲击波,压力可高达3000MPa,从而使植物细胞破裂,利于花色苷的溶出。②此法具有提取时间短,设备简单,操作方便等优点,并可有效防止热敏性成分的高温分解。15微波辅助提取当微波加热时,细胞内极性物质尤其是水分子吸收微波能,产生大量的热量使细胞内温度迅速上升,液态水汽化产生的巨大压力将细胞膜和细胞壁冲
7、破,形成微小的孔洞,使胞外溶剂容易进入细胞内,溶解并释放出胞内物质。与传统方法相比,微波法具有提取率高、时间短、能耗小等优点,因此微波用于天然素的提取工艺具有广阔的应用前景。16其他辅助方法高压脉冲电场辅助提取高压脉冲电场辅助提取法是一种新型非热技术,它具有提取温度低、速率快、时间短、提取率高、产品品质好的特点。液态静高压法辅助提取Corrales等人用液态静高压辅助提取的方法从葡萄皮中提取花色苷,研究所得的最优工艺参数是:100%乙醇,温度50℃,压力600MPa。此法与未使用HHP法相比,产率提高23%。HHP具有提取温度低,时间短,不破坏色
8、素结构等优点,但应用于花色苷等活性成分提取的报道还不多见。17提取条件比较1819纯化经过提取的花色苷粗品中往往含有很多有机酸、糖等杂质