火龙果色素的提取、分离及其稳定性和结构判定研究.pdf

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1、华南理工大学 硕士学位论文 火龙果色素的提取、分离及其稳定性和结构判定研究 姓名：舒娜 申请学位级别：硕士 专业：食品科学 指导教师：芮汉明 20030501 摘要 摘要 本论文研究了白龙果果皮和红龙果果肉色素的提取、分离和纯化方法，讨论 了影响色素稳定性的各种因素，并初步探讨了两种色素的结构。本论文的具体研 究内容和结果如下： l 、白龙果果皮色素的提取工艺条件为：提取温度为4 0 。C ，提取剂为蒸馏水， 提取时间为8 0 m i n ，同时调节提取剂的p H 值为5 O O ，固体原料和液体的提取比 例为：l ：9 。影响提取率大小的因素依次为：时间 温度 p H 值。白龙果果皮色 素的

2、分离实验采用加入一定量的天然澄清剂的方法去除溶液中的果胶，同时研究 了加入比例、时间等因素的影响。白龙果果皮色素的纯化实验发现：x 一5 型大 孔吸附树脂纯化白龙果果皮色素的效果最好，其纯化条件为：p H 值为5 0 0 ，吸 附温度为常温，解吸剂为6 0 ( V V ) 的乙醇，洗脱液的流速为3 0 3 6 m l m i n 左右。另外，x 一5 型树脂的循环实验性能好，经过大孑L 吸附树脂纯化后色素的 色价从5 提高到4 5 。 2 、红龙果果肉色素的提取工艺条件为：提取温度为4 0 ，提取剂为蒸馏水， 提取时间为2 0 m i n ，同时调节提取液的p H 值为4 0 0 ，固体原料和

3、溶剂的配比为 1 ：5 。影响提取率大小的因素依次为：p H 值 提取时间 提取温度。提取过程中， 将果肉打碎可以提高色素的浸出率。实验中浸出的果胶对后续工作影响不大，实 验中没有除去溶液中的果胶，而直接用大孔吸附纯化色素。实验发现：使用x 一5 大孔吸附树脂对红龙果果肉色素的吸附性能最好，p H 值对吸附率的影响不 大，吸附操作适宜在常温下进行，采用体积分数为4 0 的乙醇作为洗脱液的效 果最佳，洗脱液的流速控制在1 2 1 6 m l m i n 左右色素的回收率最高，x 一5 树脂 的循环实验性能很好，经过树脂吸附后色素的色价从5 0 提高到1 3 7 。 3 、色素的稳定性：白龙果果皮

4、色素在p H 值为3 0 0 7 0 0 时稳定：7 0 以 下加热也较稳定；散射光对色素的影响大，可用Y = 1 0 0 e - o 7 8 。表示光照对色素稳 定性的影响。浓度为3 0 0 9 L 以下的蔗糖溶液和一定浓度范围内的金属离子如K + 、 F e 3 + 、A 1 3 十等对色素稳定性影响不大。同时，白龙果果皮色素对一定浓度范围内 的氧化剂较稳定，但对还原剂却不稳定。红龙果果肉色素在p H 值为2 0 0 6 0 0 时色素比较稳定；9 0 以下加热也较稳定；散射光对色素的影响较大，可用 Y = e “”。表示光照对色素的影响。蔗糖和常用食品添加剂如柠檬酸、V c 等在一 定浓

5、度范围内对色素稳定性影响不大，但苯甲酸钠对色素的稳定性却有较大的影 响，一定浓度的金属离子如N a + 、F e 3 - 等对色素稳定性影响不大，色素对在一定 浓度范围内的氧化剂和还原剂都很稳定。 华南理工大学工学硕士学位论文 4 、色素的结构。本实验采用纸层析的方法进一步纯化、富集样品，然后经 过色谱分析，并参考有关文献，对比两类色素结构上的不同。研究发现，白龙果 果皮色素和火龙果果肉色素的母核结构并不相同。 关键词火龙果；色素：提取；分离：纯化：吸附：解吸：稳定性：结构 A B S T R A C T T h i st h e s i sd e a l sw i t ht h ee x t

6、 r a c t i o n ，i s o l a t i o na n dp u r i f i c a t i o no fp i g m e n tf r o m s k i no fw h i t ep i t a y aa n dp u l po fr e dp i t a y a ，d i s c u s s i n gs o m ef a c t o r s a f f e c t i n g p i g m e n ts t a b i l i t y ，a n dp r o b i n gi n t ot h es t r u c t u r eo ft h e s et W

7、 Op i g m e n t s T h ec o n t e n t a n dr e s u l t so ft h i st h e s i sa r ea sf o l l o w i n g ： 1 E x p e r i m e n t ss h o wt h eb e s te x t r a c t i o nc o n d i t i o no fp i g m e n t f r o ms k i r to fw h i t e p i t a y aw a se x t r a c t i n gp i g m e n tb e l o w 鹪f o r a b o u

8、 t8 0m i nw i t hw a t e r , r e g u l a t i n g t h ep Hv a l u eo f e x t r a c t i n gs o l v e n tt o5 0 0 a n dt h ee x t r a c t i n gp r o p o r t i o no f s o l i dt o s o l v e n tw a s1 ：9 。O r d e ro f a f f e c t i n gf a c t o r si n v o l v e dw i t he x t r a c t i n ge f f i c i e n

9、c yc o u l d b es o r t e da st i m e ，t e m p e r a t u r e ，a n dp Hv a l u e F r o mi s o l a t i o ne x p e r i m e n t st Op i g m e n t f r o ms k i no fw h i t ep i t a y a ，w a y sh a db e e ni n v o l v e dt O g e tr e s u l t s a s f o l l o w i n g ： e l i m i n a t i n g a l a r g e n u

10、m b e ro fg e l sc o u l db er e a l i z e d b y a d d i n g s o m en a t u r a l c l a r i f i e r s ，a n dp a r a m e t e r ss u c ha sa d d i n gp r o p o r t i o n ，p Hv a l u ea n dS Oo nh a db e e n d i s c u s s e d 。F r o mt h e p u r i f i c a t i o ne x p e r i m e n t W ec o u l dc o n l

11、u d e ：t h eb e s t m a c r o a d s o r p t i v e r e s i nw a st h e t y p e o fX 5 P u r i f i c a t i o n e x p e r i m e n t ss h o w ：p H v a l u es h o u l db ea d j u s t e dt o5 0 0 a d s o r p t i o no p e r a t i o nw a sb e s tc o n d u c t e du n d e r c o m m o n t e m p e r a t u r e ，

12、t h ee l u t i o ns o l v e n t w a s6 0 ( v v ) a l c o h o l ，t h es p e e do fe l u t i o n s o l v e n t ss h o u l db ea d j u s t e dt o3 0 3 6m l m i n ，a n dt h er e c y c l i n ga b i l i t yo fX 一5w a s p r e t t yg o o d A f t e rb e i n gp u r i f i e db yr e s i n ，t h ec o l o rv a l u

13、 eh a di n c r e a s e df r o m5t O 4 5 。 2 E x p e r i m e n ts h o wt h eb e s te x t r a c t i o nc o n d i t i o no fp i g m e n tf r o mp u l po fr e d p i t a y aw a se x t r a c t i n gp i g m e n t b e l o w4 0 。Cf o ra b o u t2 0m i nw i t hw a t e r ，r e g u l a t i n gt h e p Hv a l u eo

14、fe x t r a c t i n gs o l v e n tt o4 0 0 。a n dt h ee x t r a c t i n gp r o p o r t i o no fs o l i dt O s o l v e n tw a s1 ：5 O r d e ro f a f f e c t i n gf a c t o r si n v o l v e dw i t he x t r a c t i n ge f f i c i e n c yc o u l d b es o r t e da s ：p Hv a l u e ，t i m e ，a n dt e m p e

15、r a t u r e S m a s h i n gt h ep u l pc o u l di m p r o v et h e e x t r a c t i o ne f f i c i e n c yo fp i g m e n t A st h eg e le x t r a c t i n gf r o mt h ep u l pd i dn o ta f f e c t t h ef o l l o w i n go p e r a t i o n s ，t h es o l u t i o nc o u l db ed i r e c t l yp u r i f i e d

16、b yr e s i ni n s t e a do f e l i m i n a t i n gg e l T h e f i n a lr e s u l t ss h o w ：t h eb e s tr e s i nw a sX 5 m a c r o a d s o r p t i v e r e s i n d i f f e r e n t p H v a l u ew a sn o t v e r yi m p o r t a n t f o r a d s o r p t i o ne f f i c i e n c y ， a d s o r p t i o no p

17、e r a t i o n w a sb e s tc o n d u c t e du n d e rc o m m o nt e m p e r a t u r e ，t h eb e s t e l u t i o ns o l v e n tw a s4 0 ( v v ) a l c o h o l ，t h es p e e do fe l u t i o ns o l v e n t ss h o u l db e a d j u s t e dt o1 2 1 6m l m i ni no r d e rt og e tm o r ep i g m e n t s ，a n d

18、t h er e c y c l i n ga b i l i t y R I 华南理工大学工学硕士学位论文 _ _ _ _ - II I I I I l l IIIIIIIIIIII|11 I _ _ _ _ O fX 一5w a sp r e t t yg o o d A f t e r b e i n gp u r i f i e db yr e s i n t h ec o l o rv a l u eh a di n c r e a s e d f r o m5 0 t o1 3 7 。 3 S t a b i l i t yo fp i g m e n t ：p i g m e n

19、 tf r o ms k i no fp i t a y aw a ss t a b l ew h e np H v a l u ew a s 3 0 0 7 0 0o ri tw a sh e a t e db e l o w7 0 H o w e v e r 1 i g h tc o u l dg r e a t l ya f f e c tt h e s t a b i l i t yo fp i g m e n t ，a n dt h em a t h e m a t i c a lm o d e lo fl i g h te f f e c tc o u l db ea p p l

20、i e da s ； Y 2 l O 氇“，ac e r t a i nc o n c e n t r a t i o no fs a c c h a r o s ea n dc o m m o ni o ns u c ha sK + ，F e 3 + 、A I + e t cd i d n ta f f e c tt h es t a b i l i t yo f p i g m e n t A l s o t h ep i g m e n t w a ss t a b l ew h i l e a d d i n g ac e r t a i nc o n c e n t r a t i

21、o no fo x i d a n t ，b u ti tw a su n s t a b l ea f t e ra d d i n gr e d u c i n g a g e n t P i g m e n tf r o mp u l po fp i t a y aw a ss t a b l ew h e np H v a l u ew a s2 。0 0 6 。0 0o ri t w a sh e a t e db e l o w9 0 。C H o w e v e r , l i g h tc o u l dg r e a t l ya f f e c tt h es t a b

22、i l i t yo f p i g m e n t ， a n dt h em a t h e m a t i c a lm o d e lo f l i g h t e f f e c tc o u l db ec o n c l u d e d a s ：Y = e 。0 “ S a c c h a r o s ea n dc o m m o nf o o da d d i t i v es u c ha sc i t r i ca c i d ，V ce t c 。i nac e r t a i n c o n c e n t r a t i o nw o u l dn o ti n

23、f l u e n c et h es t a b i l i t yo fp i g m e n t s ，b u ts o d i u mb e n z o a t e c o u l di n f l u e n c eo nt h es t a b i l i t yo f p i g m e n t s ，ac e r t a i nq u a n t i t yo fc o m m o n i o ns u c h a sK + 、F e 、A I e t c d i d n ta f f e c tt h es t a b i l i t yo fp i g m e n t S

24、i m u l t a n e o u s l y 。t h e p i g m e n tw a ss t a b l ew h e nm e e t i n gac e r t a i nc o n c e n t r a t i o no fo x i d a n ta n dr e d u c i n g a g e n t 4 S t r u c t u r eo f p i g m e n t P u r i f y i n g a n d c o l l e c t i n gp i g m e n tf u r t h e r c o u l db er e a l i z e

25、 d b yt h ew a yo fP C ，a f t e rb e i n ga n a l y z e db yH P L C ，t h eb a s i c s t r u c t u r ec o u l db e c o n c l u d e d T h er e s u l t ss h o w ：t h eb a s i cs t r u c t u r e so f p i g m e n tf r o ms k i no fp i t a y aa n d p u l p o f p i t a y aw e r et o t a l l yd i f f e r e

26、n t K e yw o r d s ：p i t a y a ：p i g m e n t ：e x t r a c t i o n ：i s o l a t i o n ；p u r i f i c a t i o n ：a d s o r p t i o n e l u t i o n ； s t a b i l i t y ：s t r u c t u r e 华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研 究做出重要贡

27、献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：群词P 吼沥与年6 川日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密毗 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名：锊词p 导师签名：历7 办住I， 日期：泐；年6 月哆日 日期：抛年多

28、月I L 7 日 第一章绪论 第一章绪论 颜色总是在时刻影响着我们的生活，尤其在食物对我们的诱惑力方面。人类 对食物的颜色特别敏感。顾客的食欲几乎总是和他对食物的感觉直接相关的，这 就是所谓的“看好吃香”。在过去的2 0 世纪，食品工业的发展受到了社会、技术 和经济因素的制约。现在，食品市场随着加工食品的需求扩大而迅速变化，来满 足一些新的消费群体。食品工业必须提供色香味美、质量和价格方面能满足消费 者需求的食物。色素工业要供应食品和饮料生产，提供种类齐全并得到批准的产 品来满足各种需求。然而，需要不断的发展来提高色素的稳定性，使用新的合成 技术、新的加工工艺来发展新色素。 1 1 色素的历史

29、 在食品中添加色素的历史最早可以追溯到古代埃及，大约在公元前1 5 0 0 年， 当地的糖果制造商就利用天然提取物和葡萄酒来改善糖果的色泽m 。到了十九世 纪中叶，人们把一种叫藏红花的香料添加到某些食物中起装饰作用。随着工业革 命的发生，食品工业得到迅速发展。矿质和金属化合物也被作为着色剂来掩盖劣 质和搀假食物。1 8 5 6 年，S i rW i l l i a nH e n r yP e r k i n ”1 发明了第一个合成色素 ( m a u v i n e ) 。从1 9 0 0 年以来，大量人工合成色素生产以苯胺为原料，这是一种有 毒的石油产品。最初，由于合成的原料来源于含沥青的煤

30、，因此这些色素初称作 煤焦油色素。化学合成色素的生产工艺简单、价格低廉、染色性能非常理想，并 且用量小，不会对食物产生不良风味。但随着合成色素使用量的增长，安全问题 逐渐引起人们的关注。 1 2 色素的分类和性质 食用色素可分为天然色素和合成色素两大类。天然色素来自天然物，主要由 植物组织中提取，也包括来自动物和微生物的一些色素。人工合成色素是指用人 工化学合成方法所制得的有机色素，主要是以煤焦油中分离出来的苯胺染料为原 料制成的。 1 2 1 合成色素 1 2 1 1 食用合成色素的性质 食用合成色素多以苯、甲苯、萘等化工产品为原料，经过磺化、硝化、卤化、 偶氮化等一系列有机反应化合而成m

31、。从结构上分为偶氮色素类( 苋菜红、胭脂红、 日落黄、柠檬黄等) ，即含有R N = N R 键、苯环或氧杂葸结构的化合物： 华南理工犬学工学硕士学位论文 _ I I I I I I I I I I I I I I _ _ _ _ _ _ _ - - _ _ _ - _ - _ _ _ _ - _ - _ - _ - - - - _ 嘲_ 非偶氮色素类( 赤藓红、亮蓝、靛蓝等) 。这些色素的分子缀在4 5 08 8 0 之间w ， 最大吸收波长在4 2 8 6 3 0 nm 之溺：耐鬟纯、逐鳜性能均较差：嚣砉热、彝| 光缝 能稳定( 靛蓝除外) ；胭脂红、诱惑纽、日落黄、靛蓝在碱性条件下不稳愆

32、，赤藓 红、靛蒸在酸瞧条传下不稳定。 1 2 1 2 合成色素的危害 1 、会成怨素致毒致瘥n ， 化学合成色素不仅无营养价值，而且冀化学构成物质本身对人身体育害，同 时在合成过程中产生的杂质如礁、震、苯黔、苯胺、铅、镊、乙醚、氯饯物、酸 酸盐等均有不同程度的毒性，但由于其成本低廉，着色力强、颜色鲜艳稳定而被 广泛逡用。舍成色素遴入人体蜃会大量漪糕体内解毒物质，于扰人体正卷代谢功 能并巍接作用靶器官，其毒性表现烹要有兰方面：一般毒性( 致肝炎、结石、谶 敏症譬) ，致溜作用( 腹瘭、腹泻、消化不良) ，三致作用( 致突变、致畸形、致 瘸) 。合成色索中的菜些组份可以导致生育力下降、畸胎等，并霹

33、丁以转换成致瘸 物质，其中偶氮化合物类合成色素( 蔸菜级、新级、胭脂红、柠檬黄、日落黄、 橙黄等) 致癌作用更萌显，淄偶氮亿合物猩体内分解，形成两种芳香胺化合耪， 芳香胺在体陡经过代谢活动后与靶细胞作用而引起癌肿、橙黄、碱性槐黄可导致 动物寂下肉瘸、癌肿、肠癌和淋巴穗等，前苏联对楚菜经进行动物试验菠现其致 癌率商达2 2 ，过去用于人造奶油蓿色的奶油黄证实可以导致肝癌。 2 、合残色素导数现代少年J L 豢行为过敏“， 搬据最新科学调查研究证明“少儿多勘症”、少年儿意行为过激，袭现出愈 来愈强往、颟皮、反叛、请绪不稳定、簿气暴躁，螽翻力羞等特点与长簇逑多食 用含有合成色素的食品有关。中山医科大

34、学资深儿科专家郑主任医师指出：少年 J t 童委缝子垒长发育赣，钵痣器官凌能魄较稳弱，神经系统发育滏不键全，对纯 学物质敏感，若过久地进食禽合成色素的食品，会影响神经系统的冲动传导，刺 激大熬襻经爵密瑰鼷动、情绪不稳、注意力不集审、鑫澍力差、器憨叛逆、行为 过激等症状。同时由于肝脏解毒功能和肾脓排泄助能都不健全。致使大鼹消耗体 瘸解毒携震，于挠俗蠹正常季落功憨，麸蠢导致壤泻、黢涨、羧癔、营养不良、 智力低下和多种过敏症，如皮疹、珏麻疹、哮喘、鼻炎等，严重影响少笨儿童的 生长发育。 3 、合成色素的其他危密” 除了注意食品孛合成色素戆惫骞，嚣食品性会成色素豹危害逛不骞忽程。饕 食品睫合成色素主要

35、包括三部分：化妆品中的合成色素，药品中的合成德素和饲 瓣孛载会成色素。大罄分化妆鑫中都会毫骰素，化妆晶中耩含色素颜料大多是竣 煤焦油为原料的人工合成色素，有一定的簿性。如口红中的碱性蕊香红、胭脂中 斡躇缎、焰缎熬夺较强的致瘘蛙，女牲可能不知不赏的将大量蠢毒的合成色素皖 2 第一章绪论 进肚里而产生蓄积，易造成慢性中毒甚至癌变。化妆品中的色素还与人类皮肤的 色素溅凑毒一定戆关系，强震焦 壹鑫髻生锈黢像妆品魏素长期食弱龛黠光线发生敏 感反应，从而母致色索沉着，并伴有皮肤潮红、丘疹等炎瘢。色索还是导致人们 赋化妆熬过敏魏重要骧因之一，誊繁会弓l 越烧灼、骚痒、凌皮脱落、疼矮等过敏 症状，而在染发妇女

36、的尿液中，可以发现染发剂中禽有的皴癌突变物质，提示了 染发剡被头发吸收最蠢致癌豹可缝憋。 药品中的着色大都采用合成色素，这些色素与食品用合成色素完全一样，也 主要是煤焦涵夔素，对于长期服药鲍慢性患者，冀危害性尤为突出“2 ，用合成色 素染色的药品，到底是治病遥是致瘸呢? 。2 。2 天然惫素 鉴于食用合成色索的危辚，从1 9 8 7 年开始我图各地就掀起了研究天然色素 鹣滚灞，各辩疆辍构及大专院校争毙恐后熬歼震了食瑁天然色素靛疆裁，淑褥了 许多令人瞩目的成绩。天然槭物色索作为食品着色剂已有悠久的历史。我国古代 翁食经、赛氏要寒等豢孛裁鸯关于翻援天然撬魏色豢绘淫葶羹食瑟着篷匏记 载。目前，我阑天

37、然食用色素主要来源于横物色素w 。自然界许多植物都很有色 素，将疑是攮貔夔芯、采部证，足警懿含鸯莱枣孥毪素，其中许多壤凌含豢丰謇， 是生产天然食用色素的好原料。 。2 。2 。l 天然釜素的分类 食用天然色素按照原料来源可分为：植物色素、动物色素、微生物色素；按 照化学缱橡寒分，可以分为：类胡萝卜素类、花色莓类、凌，L 酮类、黄戮类、藐 青素类、双酮类、其他类等八大类：按照色调来分，可以分为：级黄色系列、黄 橙色系列及夔绿系列“”。 1 2 2 2 天然食用色素的使闱和管攥 近年来，天然食用色素在国际市场上销售额的年增长率一壹保持在1 0 以 上，由于市场前景看好，需求量逐譬上升，各国竞相开发

38、生产。丽食用色索的生 产是需要得到甯关方獗许可厩方可进行，如在世界范围内食品添加刘参加的标准 化技术委员会( J E C F A ) 来制订一个国际性的食品添加剂使用标准。但是J E C F A 只对极少数天然食用色素制订了A D I 值，菸余均来作评价，允许按照需要量添 加。这是由于大多数天然食嗣色素安全性檄高的缘故。西前，各豳对天然食用色 素允许生产和使用的种类还存在差异。如F A O W H O 允许使用的天然食用色素 有：紫革红、安拉妥、花色符类、辣椒红、焦糖惫素( 镶法) 、红花黄琶素。时 绿素铜钠( 钾) 、0 一胡萝h 索、B 一阿朴一8 一胡萝h 醚、胭脂虫红、蒋茄红、 姜黄色

39、素、藏红花、郁金香、时黄索等“。 目前，大多数国家都建立了相_ 暾的色索使用管理机构，并制订了严格控制质 华南理工大学工学硕士学位论文 _ - - I l l l l l _ l _ _ _ _ - - _ I _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - _ _ _ _ l l - _ _ - - l _ _ _ _ _ - _ _ _ l _ _ - _ _ l _ - - _ _ - _ - _ _ 量的法规条例，美国规定在了解天然植物色素性质后，认为无需安全性证明的即 霹貉瓣列入诲可名蕈之中。我国食罴添攘翔标壤皴寒委爨会第六次1 9 8 5 年l O 月成都会议纪耍中指出：为加速发展

40、天然食品添加剂，建议今后凡是从图内食用 多年戆动、攘狻可食部分中提出款天然食品添摭裁( 包旗色素) ，只要进行第一 阶段的急性堪性试验和致突变试验，即可作出评价，不辩进行第三阶段的试验， 但是帮应簿合一定懿质量娥接，并按援定使用。 美国政府F D A ( 食品及药物管理局) 规定允许使用的天然色素为1 0 余种有： 胭脂樾橙、腮水甜菜粉、焦糖、1 3 一鹤萝b 素、艄脂虫级、莓骜皮花色萤、海藻 粉色素、果蔬汁色素、辣椒色素、菊科植物粉末及提取物、玉米胚乳油、核黄索 等。 豳本允许生产和使用的主要种类有：胭脂树裰、紫苏色素、红花黄索、可可 色素、甘草像素、时绿素、罗望子彀素、浆果类像素、薄革色素

41、、紫根段素、掇 子黄索等。 英国允谗生产和使用的主要种类有：叶绿素铜钠盐、胭脂橙、辣椒红、类胡 萝卜索 R A R c ，故影响提取率大小的因素依次为 B A C ，即时间 温度 p H 值，且p H 值对其影响不大。因此提取白龙果皮色素的 优选方案为提取温度4 0 ，浸提时间8 0 m i n ，提取液p H 值为4 5 0 。在提取条件 为温度4 0 。C 、提取时间8 0 m i n 、p H 值4 5 的情况下提取色素液，得到色素液在 5 4 0 n m 下吸光度为O 0 2 0 。即此条件下提取效果比第2 号试验差，因此最终的色 素提取条件应为：A lB 2C 2 ，即提取温度4 0

42、 ，浸提时间8 0 m i n ，提取液p H 值 5 0 0 。 3 1 2 7 色价的计算 计算初步提取后色素的色价为：E = 9 。 第三章白龙果果皮色素的提取、分离和纯化 表3 3L 9 ( 3 3 ) 正交试验结果及极差分析 T a b l e3 - 3R e s u l t so f o r t h o g o n a le x p e r i m e n ta n dr a n g ea n a l y s i s 3 2 白龙果果皮色素溶液的分离 采用溶剂浸提法提取色素的时候，不可避免地要浸出各种杂质，这些杂质对 色素的质量形成很多的危害，并对今后加工工艺带来很多困难。天然色素

43、生产中 常要除去的杂质有：挥发油、树脂类物质、果胶、蛋白质、糖和淀粉等，这些杂 质的存在都影响色素的质量，但是如果能很好分离这些杂质，除了大大提高色素 产品的质量以外，还能得到副产品，提高经济效益。由于本实验提取白龙果色素 的方法是以果为原料、用水做溶剂萃取天然色素，大量的果胶同时被萃取出，它 们将严重影响产品纯度，必须除去。而通常除去果胶的方法有：醇沉淀法和超滤 膜纯化法。由于白龙果果皮中果胶含量很高，要彻底除去果胶等杂质需要大量的 酒精这在工业生产上造成很大的浪费。采用天然澄清剂的方法可以较好地去除溶 液中的果胶。 3 2 1 明胶一单宁酸法去除胶体的效果 常温下，分别取不同剂量的明胶和单

44、宁酸溶液进行实验。实验表明不同用量 华南理工犬学工学硕士学位论文 的明胶和单宁酸对自龙果色索液进行去除胶体处理的效果不同( 如表3 - 4 ) 。当 爨胶裁璧为6 2 5 1 0 “ 4 、擎宁酸裁爨瓷5 1 0 4 对，溶液麴透怒搴达到最大。缎 是酒精反应证明，这种方法并不能究全去除溶液的果胶。因此，不采用此种方法 去除果胶。 3 2 2 果胶酶去除胶体的效果 实验表秘不凌雳爨敬慕荻酶对巍龙巢暴皮琶豢滚去羧获蒋承效果不瓣，结粱 见表3 - 5 。果胶酶剂爨低时，果胶分解不完全，去除胶体效果羞 剂量j 过高，酶 蛋自又会使溶渡浑浊。实验绥果如袭3 5 。 表3 - 4 明胶一单宁酸法去除胶体的

45、效果( x = 5 4 0 n m ) T a b l e3 - 4E f f e c to f e l i m i n a t i n gg e l sb ya d d i n gg l u t i n - - t a n n i n ( 一- 5 4 0 n m ) 单宁受( 1 0 “ 4 ) 5 551 01 01 0 注：专表示翔牲反疲聱含蠢聚荻；表示弱性及液帮不舍有暴黢。 表3 - 5 果胶酶去除胶体的效果( = 5 4 0 n m ) 羔致! ! i ：i 兰壁! 12 11 坚篓! 登茎! 登墨蒸! ! ! 坠! 塑登墨茭! ! i 登! Z 鬯! ：三! 兰壁登篓! 剂量(

46、1 0 4 ) 0 30 4o 50 6 0 70 80 91 01 5 注：十表示辩性反瘦繇含育莱胶；一表示瀚往反旋鄄不含有采狡。 从表3 5 可以看出，随果胶酶剂量的增加，固形物含爨基本保持不变。同时， 去藤胶薅过撩孛，不沦酶裁麓魏多少，溶液孛兹蓑黢物质釜疆澄反应，淀臻溶渡 中的粜胶并束被果胶酶分解完全。 S 。2 3 天然澄清絮去除液体韵效果 实验表明不同用量的天然澄清刹对白炖果果皮色素液去除胶体的效果不同， 结采觅表3 6 察蚕3 - 6 。 由表3 - 6 和图3 - 6 可知：天然淤清剂剂量低时，透光率低；剂量过高，又会 健果汁产生浮洼。麸表3 6 霹鞋季滋，兰天然澄清裁裁鬟瓷0

47、。 1 0 m l m l 露， 溶液的透光率达到最大，同时酒精艇应证明溶液中的果胶已经完全去除；当剂羹 大予0 1 1 0 m l m l 黠，透必率反藤下降，冠时，湮耱反应汪明漆液中 乃然含露 果胶。原因可能是：溶液中天然澄清剂的剂量多商，导敲果胶进一步析出。 缀过以上对比实验，确定采用天然澄清剂作为除去胶体最好的试剂。利用天 然澄清翻进行p H 值、温度藕反应耩寸闻等革因素实验，确定天然澄清裁的最佳使 用条件。考虑到天然澄清剂对溶液的吸光度的影响，在考察其它因素对去除胶体 第三章白龙果果皮色素的提取、分离和纯化 的影响的时候将同时考虑溶液的透光率和吸光度两个影响因素。在般情况下， 溶液的

48、透光率越大，其吸光度反而越小，因此选择其它因素的时候应尽量同时满 足透光率大和吸光度最高这两个条件。 表3 - 6 天然澄清剂去除胶体的效果( = 5 4 0 n m ) 剂量( 1 0 2 ) o 0 5 0 0 0 7 50 1 0 0 0 1 2 5o 1 5 00 1 7 5o 2 0 0o 2 2 5 o 2 5 0 注：+ 表示阳性反应即含有果胶；一表示阴性反应即不含有果胶。 邑耋耄| 瓣i 蠡 l 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 O 图3 - 6 天然澄清剂的剂量对溶液透光率影响曲线( = 5 4 0 n m ) F i g u r e3 - 6E f f e c t

49、c u r v eo fp r o p o r t i o no fn a t u r a lc l a r i f i e r st o l i g h tt r a n s m i s s i o nv a l u e ( = 5 4 0 n m ) 3 2 3 1 p H 值对去除胶体效果的影响 不同p H 值时去除胶体的效果并不相同，结果见表3 7 和图3 7 。 表3 7 p H 值对去除胶体效果的影响 T a b l e3 7E f f e c to fp Hv a l u ei ne l i m i n a t i n gg e l p H 值 3 03 54 04 55 05 56 0 6 5 固形物含量1 4 3 2 31 4 3 2