紅甘藍(lán)花色苷的提取純化、穩(wěn)定性課件

1、紅甘藍(lán)花色苷的提取純化、穩(wěn)定性和抗氧化活性的研究 學(xué)生： 導(dǎo)師： 專業(yè)：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程 2009，06，12主要內(nèi)容 研究背景及意義 研究?jī)?nèi)容與方法 結(jié)果與討論 結(jié)論提取花色苷抗氧化.清除自由基、降低氧化酶活性降低高血脂大鼠甘油脂水平改善高甘油脂脂蛋白的分解代謝；抑制膽固醇吸收 , 降低低密度脂蛋白膽固醇含量 抗變異、抗腫瘤、抗過敏、保護(hù)胃粘膜 消除活性氧自由基,抑制巴拉刈傷害作用 降低血清蛋白和脂質(zhì)體的過氧化作用 、保護(hù)肝臟等等1.研究背景及意義 生物活性耐運(yùn)輸耐貯藏色澤艷麗結(jié)球結(jié)實(shí)病害少適應(yīng)性強(qiáng)栽培廣泛產(chǎn)量高紅甘藍(lán)紅甘藍(lán)花色苷具有降低血清蛋白和脂質(zhì)體過氧化作用和保護(hù)肝臟等作用 可作為

2、天然食用色素紅甘藍(lán)作為花色苷來源的優(yōu)點(diǎn) 紅甘藍(lán)花色苷的結(jié)構(gòu) 矢車菊色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)矢車菊素-3-葡萄糖苷的化學(xué)結(jié)構(gòu) 紅甘藍(lán)花色苷的基本結(jié)構(gòu)為矢車菊色素 (Cyanidin)在3位和5位上形成糖苷鍵研究意義紅甘藍(lán)花色苷具有制備著色劑、保健品或藥物的開發(fā)前景。 紅甘藍(lán)精深加工的研究，對(duì)于促進(jìn)紅甘藍(lán)的種植，幫助菜農(nóng)增加收入也具有重要意義。2. 研究?jī)?nèi)容和方法2.1花色苷定量分析2.2紅甘藍(lán)花色苷的提取2.3紅甘藍(lán)花色苷的純化 大孔樹脂2.4紅甘藍(lán)花色苷的穩(wěn)定性因素研究 PH值；光照；溫度；金屬離子；糖；防腐劑；氧化劑和還原劑分光光度法高效液相色譜法溶劑浸提法超聲波輔助法2.6 降脂護(hù)肝米醋的實(shí)驗(yàn)室制備

3、方法和抗氧化活性研究 1.降脂護(hù)肝米醋的制備 2.降脂護(hù)肝米醋的抗氧化活性研究 清除DPPH自由基活性、清除羥基自由基活性和抑制亞油酸過氧化的能力 3.結(jié)果與討論3.1花色苷含量測(cè)定 分光光度法 不同pH值下花色苷提取物的吸收曲線 鹽酸矢車菊色素標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收曲線 鹽酸矢車菊色素標(biāo)準(zhǔn)曲線 花色苷含量測(cè)定PH選擇 高效液相色譜法鹽酸矢車菊色素標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖 提取物樣品的色譜圖 鹽酸矢車菊色素的標(biāo)準(zhǔn)曲線 3.2紅甘藍(lán)花色苷的提取溶劑浸提法實(shí)驗(yàn)號(hào)A料液比B提取溫度C提取劑濃度%D提取時(shí)間h提取率(mg/g)111110.89212220.84313330.84421232.04522312.066231

4、21.87731323.13832132.90933212.85k10.8572.0201.8871.933k21.9901.9931.9101.947k32.9601.8532.0101.927R2.1030.1670.0230.020正交試驗(yàn)結(jié)果 實(shí)驗(yàn)號(hào)A提取溫度B提取時(shí)間minC提取劑濃度%D料液比提取率(mg/g)111111.48212221.62313331.20421230.88522311.39623121.61731321.10832130.91933211.04k11.4331.1531.3331.303k21.2931.3071.1801.443k31.0171.2831

5、.2300.997R0.4160.1540.1530.446正交試驗(yàn)結(jié)果 溶劑浸提法料液比1：4，提取溫度30，乙酸濃度40%，提取時(shí)間2 h 超聲波輔助法料液比1：4，提取溫度40，乙酸濃度30%，提取時(shí)間50min 兩種提取方法的綜合比較 溶劑法的花色苷提取率3.02mg/g比超聲輔助法1.87mg/g高，在試驗(yàn)中，由于超聲波的作用，使得提取液黏度增大，這可能是溶解下來的糖較多，或是紅甘藍(lán)纖維素水解所致，原因有待于深入研究。雖然溶劑浸提法比超聲波輔助法的提取率高，但超聲輔助法與溶劑浸提法相比，可大大縮短提取時(shí)間，節(jié)約能源消耗和人力消耗，因此，本文后面的試驗(yàn)均采用超聲波輔助法提取紅甘藍(lán)花色苷

6、。靜態(tài)吸附平衡時(shí)間 靜態(tài)解析平衡時(shí)間吸附溫度對(duì)吸附效果的影響 吸附液濃度的選擇 3.3紅甘藍(lán)花色苷的純化吸附流速的選擇 洗脫溶劑的選擇 洗脫流速的選擇 研究結(jié)果表明，選用HPD-300大孔樹脂為吸附劑，上樣濃度0.2mg/mL，流速1mL/min，吸附溫度25；較適宜的解析條件為：洗脫劑為40%乙醇溶液，流速為1mL/min。純化后提取物的純度（按矢車菊色素計(jì)算）為12.2%。3.4影響紅甘藍(lán)花色苷的穩(wěn)定性因素 1.pH值對(duì)最大吸收波長(zhǎng)及顏色的影響pH值 入max(nm) 顏色 1.0 518 鮮紅2.0 523 紅3.0 526 紅 4.0 536 淺紅 5.0 542 淺紅 6.0 546

7、 紫紅 7.0 596 藍(lán)紫8.0 613 藍(lán)2.光照對(duì)穩(wěn)定性的影響 pH 天數(shù)2345611.1731.0000.5380.4060.39821.2010.9350.5280.3240.37031.2291.0410.5350.3100.35241.2301.0460.520白色絮狀白色絮狀51.2281.0330.481白色絮狀白色絮狀61.2221.0300.470白色絮狀且變臭白色絮狀且變臭71.2291.0420.365白色絮狀且變臭白色絮狀且變臭81.2101.0200.249白色絮狀且變臭白色絮狀且變臭91.2201.0290.210白色絮狀且變臭白色絮狀且變臭101.2281.

8、0290.202白色絮狀且變臭白色絮狀且變臭 pH天數(shù)2345611.1651.0070.5370.4060.39821.1911.0060.5200.3850.36931.1761.0050.5050.329白色絮狀41.1210.9800.465白色絮狀白色絮狀51.0520.9230.423白色絮狀白色絮狀60.9920.8920.374白色絮狀且變臭白色絮狀且變臭70.9300.8550.365白色絮狀且變臭白色絮狀且變臭80.8600.8120.249白色絮狀且變臭白色絮狀且變臭90.8430.810白色絮狀白色絮狀且變臭白色絮狀且變臭100.8120.756白色絮狀白色絮狀且變臭白

9、色絮狀且變臭自然光避光6080 溫度在80以內(nèi)，酸性及弱酸性條件下的花色苷隨著溫度升高和加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，吸光度變化較小。溫度為100時(shí)，pH值為46的花色苷隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)，吸光度下降較快，且褪色明顯，這是花色苷類色素的母體結(jié)構(gòu)受熱生成無色的查爾酮式結(jié)構(gòu)的緣故；pH值為23的花色苷隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)吸光度變化很小。說明在酸性條件下，紅甘藍(lán)花色苷的熱穩(wěn)定性很好。因此，制備紅甘藍(lán)花色苷時(shí)，應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行，并且避免長(zhǎng)時(shí)間高溫加熱。100 Zn2+ Ba2+ Fe3+低濃度加入即導(dǎo)致色素液變黃并產(chǎn)生沉淀，并且最大吸收峰消失，無法測(cè)其吸光度 5.糖對(duì)穩(wěn)定性的影響 6.防腐劑對(duì)穩(wěn)定性的影響 7.氧化劑和還原

10、劑對(duì)穩(wěn)定性的影響 3.5紅甘藍(lán)花色苷的抗氧化活性測(cè)定方法 1.紅甘藍(lán)花色苷還原能力的測(cè)定 2.清除羥基自由基（OH）的測(cè)定 濃度為1mg/mL時(shí)，清除率可達(dá)到82.5% 3.紅甘藍(lán)花色苷清除DPPH自由基的測(cè)定 濃度為1mg/mL時(shí)，清除率達(dá)到72.2% 4.紅甘藍(lán)花色苷清除超氧陰離子自由基（O2-）的測(cè)定 紅甘藍(lán)花色苷對(duì)連苯三酚自氧化的抑制效果要明顯好于Vc。由于連苯三酚自氧化反應(yīng)速率被抑制的大小顯示超氧陰離子自由基被清除作用的強(qiáng)弱，因此，紅甘藍(lán)花色苷清除超氧陰離子自由基的能力要明顯強(qiáng)于Vc。5.紅甘藍(lán)花色苷抑制亞油酸過氧化能力的測(cè)定 濃度為0.5mg/mL時(shí)抑制作用最強(qiáng)，抑制率為47.6%

11、 3.6降脂護(hù)肝米醋的實(shí)驗(yàn)室制備方法和抗氧化活性的研究 1.降脂護(hù)肝米醋的實(shí)驗(yàn)室制備方法實(shí)驗(yàn)號(hào)A提取溫度B提取時(shí)間minC料液比D提取率(mg/g)111111.42212221.95313332.45421232.02522312.46623121.65731322.33832131.60933212.14k11.9401.9231.5572.007k22.0432.0032.0371.977k32.0232.0802.4132.023R0.1030.1570.8560.046實(shí)驗(yàn)確定最佳工藝：提取溫度40，提取時(shí)間30min,料液比1：3 產(chǎn)品中矢車菊色素含量為：0.3mg/mL正交試驗(yàn)2

12、.降脂護(hù)肝米醋的抗氧化活性研究DPPH(%) OH(%) 亞油酸（%） 降脂護(hù)肝米醋 Vc55.557.158.459.047.835.14.結(jié)論創(chuàng)新點(diǎn)創(chuàng)新點(diǎn)1. 首次以東農(nóng)-8D50紅甘藍(lán)為原料，對(duì)紅甘藍(lán)花色苷提取純化工藝及抗氧化活性進(jìn)行研究；2. 研制了功能因子明確的、富含矢車菊色素- 3 - 葡萄糖苷的降脂護(hù)肝米醋，為企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)新產(chǎn)品奠定了理論基礎(chǔ)。1.分析方法的確立 確立了花色苷定量分析方法：一是應(yīng)用分光光度法測(cè)定花色苷總含量。以鹽酸矢車菊色素為標(biāo)準(zhǔn)品，選用最大吸收波長(zhǎng) 523nm 為定量測(cè)定波長(zhǎng)。花色苷在較小pH時(shí)，花色苷的摩爾吸光系數(shù)較高，因此，待測(cè)試樣均用1%HCl甲醇溶液稀釋

13、測(cè)定。鹽酸矢車菊色素標(biāo)準(zhǔn)溶液工作曲線為y=0.0315x+0.0012。相關(guān)系數(shù)R2=0.9991。二是高效液相色譜法，定量分析強(qiáng)酸水解樣中鹽酸矢車菊色素的量。色譜條件是：用甲醇：甲酸水溶液（1：10）=40：60（v/v）梯度洗脫作流動(dòng)相，流速為1.0mLmin-1為530nm，柱溫：室溫，進(jìn)樣量：100L.鹽酸矢車菊色素保留時(shí)間為：3.743min。標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y=116471X-5454.4,相關(guān)系數(shù)0.9906，鹽酸矢車菊色素的平均回收率為104.5%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.7%（n=3）。 應(yīng)用了四種抗氧化活性測(cè)定方法：清除羥基自由基活性測(cè)定方法、清除超氧自由基活性測(cè)定方法、清除

14、DPPH自由基測(cè)定方法和抑制亞油酸過氧化測(cè)定方法測(cè)定紅甘藍(lán)花色苷的抗氧化活性。2.紅甘藍(lán)中花色苷的提取在溶劑法中，確定了試驗(yàn)最優(yōu)提取條件為：料液比為1：4，提取溫度為30，提取時(shí)間為2h，提取溶劑為濃度為40的乙酸溶液。此條件下的提取率為3.02mg/g。在超聲波輔助法中，確定了試驗(yàn)最優(yōu)提取條件為：提取溫度40，提取時(shí)間50min，乙酸濃度30%，料液比1：4。此條件下的提取率為1.87mg/g。溶劑法提取率比超聲輔助法要好，但提取時(shí)間比超聲輔助法要長(zhǎng)。3.紅甘藍(lán)花色苷的純化在提取物純化工藝中，引入了大孔樹脂純化技術(shù)。大孔樹脂純化紅甘藍(lán)提取物的工藝為：選用HPD-300大孔樹脂為吸附劑，流速為

15、1mL/min，上樣濃度0.2mg/mL，吸附溫度25；較適宜的解析條件為：洗脫劑為40%乙醇溶液，流速為1mL/min。按優(yōu)化條件測(cè)其吸附率為45%，解析率為80%。所得產(chǎn)品純度按矢車菊色素計(jì)算為12.2%。 4.紅甘藍(lán)中花色苷的穩(wěn)定性研究 穩(wěn)定性研究結(jié)果表明，隨著pH值升高，最大吸收波長(zhǎng)紅移，紅甘藍(lán)色素的顏色由紅色逐漸變成藍(lán)色，說明花色苷只有在酸性介質(zhì)中才能保持其本色紅色，在堿性介質(zhì)中不能夠穩(wěn)定存在。光對(duì)花色苷的影響比較顯著。在酸性條件下，紅甘藍(lán)花色苷光穩(wěn)定性尚好，隨pH值升高，色素降解嚴(yán)重，褪色加快。而且紅甘藍(lán)花色苷在自然光直射下褪色快，在避光條件下褪色慢。因此，以紅甘藍(lán)色素著色的產(chǎn)品在

16、儲(chǔ)藏和運(yùn)輸過程中要避光保藏。在pH2.06.0下，溫度為80以內(nèi)，花色苷隨著溫度和加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，吸光度變化較小，表明紅甘藍(lán)花色苷熱穩(wěn)定性較好，在溫度為100時(shí)，pH值為4.06.0的花色苷隨加熱時(shí)間延長(zhǎng)，吸光度下降較快，且褪色明顯。因此，制備紅甘藍(lán)色素時(shí)，應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行，并且避免長(zhǎng)時(shí)間高溫加熱。Fe2+對(duì)花色苷穩(wěn)定性和顏色均無明顯影響；Cu2+，K+，Zn2+，Ba2+，F(xiàn)e3+ ，Mg2+對(duì)紅甘藍(lán)花色苷均有不良影響，因此在該色素的加工，保存和運(yùn)輸過程中應(yīng)避免與其接觸。蔗糖，D-果糖和葡萄糖的加入對(duì)花色苷穩(wěn)定性表現(xiàn)出增強(qiáng)作用，且D-果糖的效果要明顯好于蔗糖和葡萄糖，并且蔗糖，D-果糖和葡萄糖的加入對(duì)色素的色澤無明顯影響。酒石酸和檸檬酸的加入對(duì)花色苷穩(wěn)定性有增強(qiáng)作用。Vc加入對(duì)紅甘藍(lán)花色苷的穩(wěn)定性無明顯影響，并對(duì)色素有增色作用，可以加入色素中使用。H2O2的加入導(dǎo)致花色苷穩(wěn)定性迅速下降，說明氧化劑對(duì)紅甘藍(lán)花色苷有破壞作用。5.紅甘藍(lán)花色苷的抗氧化活性研究 紅甘藍(lán)花色苷的抗氧化活性研究中，將紅甘藍(lán)花色苷水溶液與Vc水溶液進(jìn)行了比較。研究結(jié)果表明紅甘藍(lán)花色苷具有抗氧化活性，可以有效清除DPPH自由基，其清除率可達(dá)72.2%；羥基自由基清除率可達(dá)82.5%