鹽地堿蓬紅色素的提取工藝

姜 雪, 劉 兆 芳, 范 維, 王 婷 婷, 張 彧

(大連工業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院, 遼寧 大連 116034)

0 引 言

鹽地堿蓬屬高耐鹽真鹽生植物,適生于潮間帶和濱海鹽堿地帶及內(nèi)陸重鹽斑土地上[1]。葉線形肉質(zhì),綠色,晚秋變紫紅色,顏色分外艷麗。主要分布于我國東北、內(nèi)蒙古、青海、江蘇等地區(qū)[2]。研究發(fā)現(xiàn),鹽地堿蓬不僅具有觀賞性,其營養(yǎng)性、食用性也不容忽視[3]。目前,關(guān)于人工合成色素的安全問題一直被人們所關(guān)注。由于人工合成色素是由一系列有機反應(yīng)而成,其化學(xué)性質(zhì)能直接危害人體健康,或在人體代謝過程中產(chǎn)生有害物質(zhì)[4-5],因此近年來人們對天然色素的研究范圍逐漸擴大。

國內(nèi)外對于堿蓬的研究多集中在植物生理及耐鹽方面的研究[6-7],色素應(yīng)用方面文獻相對較少。位于遼寧省盤錦市遼河入?？谔幍柠}地堿蓬資源豐富,但食用價值至今未被良好的開發(fā)利用,本研究以此為原料,研究色素的提取工藝,為其在食品應(yīng)用中的進一步開發(fā)利用提供了理論依據(jù),也為我國食用天然色素的發(fā)展開辟新道路。

1 試 驗

1.1 材料與儀器

鹽地堿蓬,采自遼寧省盤錦市遼河入?？谔幖t海灘。

UV-2102 PC型紫外可見分光光度計,SC-3610型低速離心機。

1.2 試驗方法

1.2.1 原料處理

采摘的新鮮堿蓬去根,保留地上部分,洗凈,鋪于濾紙上吸干表面水分,放于陰涼通風處陰干,剪碎,過20目篩,保存于通風暗處備用。

1.2.2 浸提劑和最大吸收波長的確定

取6份0.250 g干樣品分別加入50 mL的去離子水、50%乙醇、無水乙醇、石油醚、丙酮、冰醋酸中,室溫下,暗處浸提30 min,抽濾得濾液,轉(zhuǎn)入比色管中,觀察液體顏色。對顏色較深者取10 mL,稀釋至適當倍數(shù),測定紫外吸收光譜,確定色素的最大吸收波長,確定提取溶劑。

1.2.3 浸提工藝的單因素試驗

1.2.3.1 液固比的選擇

取8份0.250 g干樣品,分別加入去離子水2.5、5、7.5、10、12.5、15、17.5、20 mL,使液固比分別為10、20、30…80 mL/g,室溫下暗處浸提30 min。過濾至25 mL容量瓶中,定容,在538 nm 下測定吸光度,重復(fù)3次,求平均值。

1.2.3.2 浸提溫度的選擇

取5份0.250 g干樣品,均加入去離子水10 mL,分別在20、30、40、50、60 ℃恒溫水浴條件下浸提30 min后,迅速冷卻至室溫,過濾。濾液經(jīng)適當稀釋后在538 nm下測定吸光度,重復(fù)3次,求平均值。

1.2.3.3 浸提時間的選擇

取6份0.250 g干樣品,各加去離子水10 mL,在50 ℃恒溫水浴中分別浸提20、40、60、80、100、120 min。過濾,濾液適當稀釋后在538 nm 下測定吸光度,重復(fù)3次,求平均值。

1.2.3.4 浸提次數(shù)

取1.000 g干樣品3份,各加入去離子水40 mL,在50 ℃、100 min條件下分別浸提1次、2次、3次。將3份浸提液分別定容到200 mL,使浸提液體積相同,在538 nm下測定吸光度,重復(fù)3次,求平均值。

1.2.4 浸提工藝的正交試驗

根據(jù)上述單因素試驗結(jié)果,選擇液固比、浸提溫度和時間為主要因素,采用L9(34)正交表進行正交試驗,選取較適宜條件的上下梯度,研究液固比、浸提溫度、浸提時間對堿蓬紅色素提取效果的影響,試驗設(shè)計的因素水平表見表1。

表1 正交試驗因素水平表

2 結(jié)果與討論

2.1 浸提劑和最大吸收波長的確定

堿蓬紅色素溶解情況如表2所示。由此判斷,色素易溶于水及水溶液,不溶于無水的有機試劑,屬水溶性色素。用水浸提的溶液顏色較深,浸提率較高,又考慮到提取出色素溶液的無毒性,因此選擇去離子水作為提取劑較適宜。

表2 色素在不同溶劑中的溶解情況

將水提液過濾、離心,適當稀釋后用分光光度計在400～600 nm掃描,確定色素溶液的最大吸收波長,如圖1所示。在可見光區(qū)內(nèi),色素溶液有一個明顯的吸收峰,位置在538 nm處。

圖1 色素溶液的吸收光譜(400～600 nm)

2.2 單因素試驗

2.2.1 液固比的選擇

由圖2可知,隨著液固比的增大,色素溶液的吸光度逐漸升高,在40 mL/g后,曲線趨于平緩,吸光度改變不大?？紤]到實際生產(chǎn)中要節(jié)約成本,選擇液固比40 mL/g較為適宜。

圖2 液固比對色素提取效果的影響

2.2.2 浸提溫度的選擇

由圖3可知,隨著溫度的升高,色素溶液吸光度有一個明顯上升的過程,而后趨于平緩并略有下降,最適溫度為50 ℃。

圖3 浸提溫度對色素提取效果的影響

2.2.3 浸提時間的選擇

如圖4所示,隨時間的變化,溶液吸光度逐漸增大,在100 min后曲線趨于平緩,吸光度變化不大。因此,浸提時間以100 min為佳。

圖4 浸提時間對色素提取效果的影響

2.2.4 浸提次數(shù)的確定

將3份濾液調(diào)整到相同體積后比較吸光度變化,如圖5所示。隨著浸提次數(shù)的增多,浸提液的吸光度逐漸增大,但變化幅度減緩。浸提2次后,濾液吸光度雖有上升但變化不大,說明色素溶出量減小,提取率增幅較小,因此從后期濃縮和實際生產(chǎn)時間考慮,浸提2次為宜。

圖5 浸提次數(shù)對色素提取效果的影響

2.3 正交試驗確定浸提工藝

由表3可知,各因素對堿蓬紅色素提取效果的影響順序為A>B>C,即液固比>浸提溫度>浸提時間。最佳提取工藝為A1B1C1,即液固比30 mL/g,浸提溫度40 ℃,浸提時間80 min,在此條件下堿蓬色素的浸提效果最好。

表3 正交試驗結(jié)果

3 結(jié) 論

堿蓬紅色素為水溶性色素,最大吸收波長為538 nm。通過單因素和正交試驗分析,確定堿蓬紅色素的最佳提取工藝為:以去離子水為提取劑,液固比30 mL/g,浸提溫度40 ℃,浸提時間80 min,浸提2次。過濾離心后得到的色素溶液為紫紅色液體,顏色鮮艷,是一種較為理想的食用天然色素來源。

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