参考教案-紫甘薯花青素提取纯化及鉴定.doc

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1、参考教案：紫甘薯花青素提取、纯化及鉴定食品都有一定的颜色特征,色泽的好坏直接影着消费者对食品的可接受性以及对其品质的评在食品加工业中常用的食用色素有合成色素和然色素两大类。合成色素是由人工合成方法所制的有机色素,具有较好的稳定性,着色强度高、经使用方便等优点。然而,随着医学毒理学和生物究的不断深人,发现曾允许使用的人工合成食用素中,大多数对人体都有不同程度的伤害,有的甚有致畸致癌致突变作用,在使用上逐渐受到限制。天然食用色素即是源于天然资源的食用色素是从果蔬、动物及矿物质中提取得到或天然存在色素的合成复制品。如：类胡萝卜素

2、、花青素、醌类色素、藻蓝素等，大多数天然色素对人体无毒无害,具有维生素活性,富含人体所需的营养物质,有些还对人体有医疗保健的作用。同时,绝大部分的天然色素着色自然,能更好地模仿天然物颜色,并具有特殊的芳香气味,添加到食品中会带来愉快的感觉,更能引起消费者的注意。因此,研究与开发无毒的天然食用色素已成为食用色素发展的总、趋势。花青素(Anthocyanidins)属酚类化合物中的类黄酮类，是一种水溶性色素，一般存在于植物花瓣、果实的组织中及茎叶的表面细胞与下表皮层。其色泽随pH不同而改变，由此赋予了自然界许多植物明亮而鲜艳的

3、颜色。在自然状态下，花青素在植物体内常与一个或多个葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖等形成糖苷，称为花色苷(Anthocyanin)。现有资料表明花青素有二十余种，在植物中常见的有六种，即天竺葵色素(Pg)、矢车菊色素(Cy)、飞燕草色素(Dp)、芍药色素(Pn)、牵牛花色素(Pt)和锦葵色素(My)。它是由一定数量的儿茶素、表儿茶素缩合而成的聚合体，其分子结构中由于含有不对称碳原子(2位或2，3位)，因此具有旋光性。花青素具有很强的极性，可溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丙酮，但不溶于乙醚、氯仿、苯等。另外，由于

4、分子中有大量的酚羟基存在，因此具有弱酸性，可溶于碱性水溶液。原花青素(proanthocyanidins)也是广泛存在于许多植物中的一大类聚多酚类化合物，其结构主要由不同数量的儿茶素或表儿茶素缩合而成，因在一定条件下能分解为花青素而得名。按其聚合度的大小，可把原花青素分为低聚物(二～四聚体)和高聚物(五聚体以上)两类，其中尤以低聚原花青素(OligomericProanthocyanidins，简称OPCs)的研究较多、作用较肯定。【*】【*】张小军，夏春镗等，原花青素的资源及研究进展，2008年中国药学会学术年会暨第八届

5、中国药师周论文集，2468-2483紫色甘薯为旋花科一年生草本植物，具有多种营养、药理和保健功能,紫甘薯红色素(PSPC,purplesweetpotatocolor)是从紫甘薯的块根和茎叶中浸提出来的一种天然红色素,具有多种营养、药理和保健功能,是一种理想的天然食用色素资源。紫色甘薯色素的主要成分为氰定酰基葡糖苷和甲基花青素酰基葡糖苷。研究表明,紫甘薯红色素具有花青素类色素的一般通性,色调和稳定性易受pH值的影响;酸性时色素稳定,呈红色或紫红色,而碱性时不稳定,呈黄绿色;在酸性介质中色素在可见光区的最大吸收峰为540nm

6、。紫甘薯红色素的固态呈紫黑色，其稀酸液为鲜艳透亮的深红色，1%色素液呈红。紫甘薯色素结构中所含的多个酚羟基，使它具有亲水性，能溶于水和无水乙醇、甲醇等低级醇类，不溶于石油醚和菜油等。又因PSPC分子中毗喃环1位上有一四价氧原子，使其紫甘薯色素的制备及生物学活性研究又具有碱的性质，因此PSPC在酸性溶液中极为稳定。花青素分子式：C15H11O6，分子量：287.246，结构如下：植物中常见的花青素紫色甘薯花青素的主要成分是矢车菊素和芍药素及极少量的天竺葵色素，以糖苷化后的酰基化衍生物形式存在。由于酰基化有利于花青素的稳定，紫

7、薯中花色苷比同类天然色素更为稳定。一、教学目的通过紫色甘薯色素的提取纯化与鉴定使学生学会生物样品中色素的提取制备方案设计与实践研究，体验从复杂生物体系中提取天然色素的基本原理、操作过程和分析鉴定方法。整个实验过程学生独立完成，所需要的时间较长（64学时），但每一步单元操作的原理清晰，技术成熟，实验结果明显，能给学生较多的动手机会。有利于培养学生的学习兴趣。二、实验方案1材料与方法1.1实验材料与器皿1.1.1实验材料与试剂新鲜紫色甘薯,柠檬酸（AR）、亚硫酸钠（AR）、标准pH缓冲液；无水乙醇（AR）、AB-8大孔树脂、矢

8、车菊素(Sigma)。1.1.2实验仪器超声波细胞破碎仪、数显恒温水浴锅、紫外光光度计、电子天平、旋转蒸发仪、真空干燥箱、固体粉碎机、层析仪等1.2分析方法目前紫薯花青素的检测方法大都仅是定性分析，主要有色谱法和紫外可见分光光度法。由于紫甘薯色素成苷化和酰基化的多样性，采用色谱法直接测定需要多种标准品，