豬苓色素提取研究

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本文作者：陳利云馬亞娟作者單位：天水師范學(xué)院生命科學(xué)與化學(xué)學(xué)院

豬苓在分類學(xué)上屬于無隔擔(dān)子菌亞綱、無褶菌目、多孔菌科、多孔菌屬，是常用中藥，具有利尿、抗癌和抗菌的作用，由于其多糖成分具有良好的抗癌作用[1-3]，使目前對(duì)豬苓的研究主要集中在多糖的藥用方面[4]，色素則在多糖提取中被作為無效成分丟棄，且對(duì)色素的提取工藝和物理化學(xué)性質(zhì)的研究鮮為報(bào)道。干燥的豬苓呈深褐色，表皮含有大量色素，色澤鮮亮，易溶于水，著色力強(qiáng)，安全性高、無毒副作用，并具有特殊的藥理作用和保健功能。符合作為食品著色劑的要求[5]，是一種值得開發(fā)和利用的天然著色劑，可用于食品著色，也可用于化妝品等化工產(chǎn)品。本實(shí)驗(yàn)對(duì)豬苓色素的最佳提取工藝條件進(jìn)行研究，并對(duì)色素穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)定，旨在為色素的成分、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用研究提供參考。

1材料與方法

1.1材料、試劑與儀器

豬苓：2010年7月采自甘肅省武都縣；所用藥品均為分析純。CJJ78-1磁力加熱攪拌器：江蘇省金壇市城西曉陽電子儀器廠；HH-S2系列恒溫水浴鍋：江蘇省金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠；RE-5299旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海亞榮生化儀器廠；GBCUV/VIS916紫外可見分光光度計(jì)：澳大利亞GBC科學(xué)儀器有限公司。

1.2方法

1.2.1豬苓色素提取工藝條件的選擇

干燥豬苓→搗碎→粉碎→萃取液篩選→浸提→離心過濾→濾渣→重復(fù)提取數(shù)次→濾液提純→濃縮濾液→干燥→色素干品。對(duì)提取劑、提取溫度、提取時(shí)間和料液比進(jìn)行單因素試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，以NaOH溶液為萃取劑，1:60料液比(m/v)進(jìn)行少量多次(直至濾渣無色)提取為宜，所以設(shè)計(jì)了L9(34)正交試驗(yàn)，對(duì)提取液濃度、提取溫度和提取時(shí)間3個(gè)因素在3個(gè)不同水平進(jìn)行優(yōu)選(表1)。濃縮、干燥溫度與提取溫度一致時(shí)，測(cè)定色素干品的得率。色素得率(%)=色素干品質(zhì)量(g)/干品豬苓質(zhì)量(g)×100

1.2.2色素穩(wěn)定性研究

分別從色素的溶解性、熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性等方面研究色素的理化性質(zhì)，同時(shí)研究H2O2、金屬離子對(duì)色素的影響。

1.2.2.1色素的溶解性、熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性

分別吸取5mL蒸餾水、1mol/LNaOH溶液、無水乙醇、丙酮、乙醚、石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯于試管中，然后在各試管中分別加入0.02g色素干品，振蕩搖勻，3次重復(fù)，觀察現(xiàn)象。取適量的以上豬苓色素溶液，以去離子水為參比液，在波長(zhǎng)350~680nm的范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，測(cè)定最大吸收波長(zhǎng)。

1.2.2.2色素的熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性將色素溶液

分別放入不同溫度的水浴鍋中恒溫20min后，取出冷卻至室溫(22℃)，測(cè)其吸光度。取適量色素溶液，分成3組，1組避光保存，1組放于室內(nèi)自然光下，1組放在日光下暴曬。7d后再觀察變化，測(cè)定其吸光度。

1.2.2.3H2O2、pH值及金屬離子對(duì)色素的影響

取豬苓色素干品適量，用去離子水溶解，配制成色素溶液。把色素溶液分成數(shù)等份，一份加入適量的H2O2溶液，一組加入用1mol/L的鹽酸與氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至2~14，另一組分別加入常見金屬離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+和Cu2+的氯化物，使各離子的終濃度均為0.01mol/L，以色素溶液為空白對(duì)照(CK)，去離子水為參比液，3次重復(fù)，觀察對(duì)比各溶液顏色并測(cè)定吸光度。

2結(jié)果與分析

2.1正交試驗(yàn)確定豬苓色素的提取工藝條件

由表2的正交試驗(yàn)結(jié)果可知，影響豬苓色素提取因子的主次順序?yàn)锳＞C＞B，即溶劑是豬苓色素提取的主要影響因素，其次是提取時(shí)間、溫度。綜合分析正交試驗(yàn)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)色素提取條件最佳組合為A2C2B3，即以1mol/LNaOH溶液為提取劑、提取時(shí)間為90min、提取溫度95℃。

2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1豬苓色素的溶解性、熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性

提取的豬苓色素干品為深褐色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，其水溶液呈巧克力色，顏色鮮艷。由表3可知，豬苓色素能溶于水，易溶于NaOH溶液但不溶于有機(jī)溶劑，有利于其在食品工業(yè)上的應(yīng)用。

2.2.2豬苓色素的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性

豬苓色素?zé)岱€(wěn)定性較高，沸水蒸煮120min時(shí)對(duì)色素幾乎無影響，性質(zhì)較為穩(wěn)定，說明色素受熱不易分解，可高溫加熱。經(jīng)7d日光照射后豬苓色素溶液的吸光度與避光放置的色素溶液吸光度有顯著差異，比室內(nèi)自然光照吸光度有所降低。這說明豬苓色素見光易分解，其水溶液不可久置。光照對(duì)該色素的色澤有明顯影響，因此對(duì)其產(chǎn)品包裝需要使用避光材料。

2.2.3H2O2、pH值、金屬離子對(duì)豬苓色素穩(wěn)定性的影響

色素溶液加入1mL25%的H2O2溶液時(shí)，與對(duì)照相比溶液顏色明顯變淺，由深褐色變?yōu)闇\黃色，同時(shí)吸光度也顯著減小。當(dāng)溶液pH值為5~10時(shí)，與原液(pH6.78)相比色素顏色沒有明顯變化，均為褐色，吸光度與原液無顯著差異，當(dāng)pH＜5時(shí)，色素顏色逐漸變淺，吸光度明顯降低，當(dāng)pH＞10時(shí)，顏色變?yōu)闇\黃色，說明色素在pH5~10內(nèi)穩(wěn)定性較好，有利于其在食品工業(yè)上的應(yīng)用。由圖4可知，K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+等不影響豬苓色素的顏色，添加了這些離子的色素溶液其吸光度基本不變，但Mn2+、Fe2+、Fe3+和Cu2+使色素顏色發(fā)生了改變，其中Mn2+、Fe2+對(duì)影響較小，F(xiàn)e3+、Cu2+對(duì)色素的影響尤為顯著，因此，應(yīng)避免豬苓色素與含F(xiàn)e3+、Cu2+的食品混用。

3結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)對(duì)豬苓色素的提取和多個(gè)理化性質(zhì)進(jìn)行了研究，通過正交試驗(yàn)，得到提取豬苓色素的最佳工藝條件為：1mol/L氫氧化鈉溶液為提取劑，提取時(shí)間90min，提取溫度95℃。豬苓色素能溶于水，易溶于堿性溶液，不溶于有機(jī)溶劑。在pH5～10的范圍內(nèi)比較穩(wěn)定；對(duì)熱的穩(wěn)定性好，光照會(huì)加速色素的分解，所以應(yīng)避光保存，且其水溶液不宜久置。在食品中常見的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+等離子不影響色素的穩(wěn)定性，而Mn2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+等會(huì)使色素的顏色變淺，吸光度降低。H2O2對(duì)色素穩(wěn)定性有一定的影響，所以應(yīng)用豬苓色素時(shí)應(yīng)避免與含Mn2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、H2O2的物質(zhì)共用。色素在豬苓皮中含量高，不易褪色，屬于純天然產(chǎn)品，是一種值得開發(fā)應(yīng)用的食品添加劑。