从高粱中提取红色素的研究

从高粱中提取红色素的研究
潘训海
【摘要】高粱红色素是一种安全无毒的色素,本文研究了用乙醇从高粱中提取红色素的方法,探讨了乙醇浓度、料液比、提取温度、提取时间及pH值对提取的影响,结果表明:用pH为3的60％乙醇液在料液比为1∶5(g/L)的条件下70℃回流提取2.0h,提取效果最好.
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2013(041)015
【总页数】3页(P74-75,86)
【关键词】高粱;红色素;提取
【作者】潘训海
【作者单位】四川理工学院生物工程学院,四川自贡643000
【正文语种】中文
【中图分类】TS210.9;TQ041+.8
色素在食品、化妆品、纺织业和药品等行业上应用广泛，在人们高度关注食品安全问题的今天，生产、使用天然色素代替化学合成色素的呼声日益高涨。

从天然植物中提取的食用色素，因其安全无毒越来越受到人们的重视［1－2］。

高粱红色素是从红高粱的壳中提取得到的一种天然色素，对人体无毒无害，可用于所有呈红色的食品、药品中。

从高粱壳中提取高粱红色素的研究已有较多报道［3
－8］，但从红高粱中提取高粱红色素的报道还罕见。

我国是世界高粱主产国之一，资源非常丰富，我国南北方高粱品种存在差异［9］，川南糯红高粱产自川南，因其支链淀粉含量高，常作为小曲酒酿酒首选原料，在酿酒过程中高粱要经过泡粮、初蒸、复蒸等过程［10－11］，高粱红色素溶解在水
中被当成废液排掉，在造成极大浪费的同时还污染了环境。

本文以川南产糯红高粱为原料，研究用乙醇从高粱中提取色素的工艺条件，为综合开发利用高粱提供科学依据。

1 材料与方法
1.1 实验材料
川南糯红高粱:自贡市场购买。

1.2 实验药品
95%乙醇，成都科龙化工试剂厂;氢氧化钠(分析纯)，成都科龙化工试剂厂;盐酸(分析纯)，成都科龙化工试剂厂。

1.3 主要仪器设备
UV－2000紫外可见分光光度计，上海尤尼柯有限公司;HH－6电热数显恒温水浴锅，江苏金坛市医疗器械厂;AR1140电子分析大平，奥克斯国际贸易有限公司;电
热恒温鼓风干燥箱CMD－20X，上海琅轩实验设备有限公司;旋转真空蒸馏器，梅特勒－托利多仪器(上海)有限公司;PHS－25数量pH计，上海精密科学仪器有限
公司
1.4 高粱红色素提取工艺流程
高粱→预处理→浸提→过滤→浓缩→干燥→成品
(1)原料预处理
选择成熟度好，颜色较深的红高粱，经风选、水洗去除杂质，干燥后备用。

(2)提取
称取适量预处理后的高粱，置于回流提取装置中，加入提取溶剂进行提取，将提取液过滤，浓缩、干燥，得到高粱红色素成品。

1.5 高粱红色素的检测
(1)吸光值:采用分光光度法，在490 nm测定高梁色素溶液的吸光度［1］。

(2)提取率:
式中:g——色素质量，g
W——高粱质量，g
1.6 试验方法
1.6.1 乙醇浓度对红高粱色素提取的影响
分别称取20 g预处理后的高梁6份，并分别加入pH值为3.0的不同浓度的乙醇液100 mL，70℃回流提取2.0 h。

过滤，定容，490 nm测定滤液的吸光度。

1.6.2 pH值对红高粱色素提取的影响
分别称取20 g预处理后的高梁5份，并分别加入100 mL不同pH值的60%乙醇液，70℃回流提取2.0 h。

过滤，定容，490 nm测定滤液的吸光度。

1.6.3 时间对红高粱色素提取的影响
分别称取20 g预处理后的高梁5份，并分别加入pH值为3.0的60%乙醇液100 mL，70℃回流提取不同时间。

过滤，定容，490 nm测定滤液的吸光度。

1.6.4 料液比对红高粱色素提取的影响
分别称取20 g预处理后的高梁5份，并分别按不同料液比(W/V)加入pH值为3.0的60%乙醇液，70℃回流提取2.0 h。

过滤，定容，490 nm测定滤液的吸光度。

1.6.5 温度对红高粱色素提取率的影响
分别称取20 g预处理后的高梁5份，并分别加入pH值为3.0的60%乙醇液100
mL，在不同温度下回流提取2.0 h。

过滤，定容，490 nm测定滤液的吸光度。

2 结果与分析
2.1 乙醇浓度对红高粱色素提取的影响
按照实验方法，分别考察了乙醇浓度为40%、50%、60%、70%、80%、90%时对高粱色素提取的影响，其结果见图1。

图1 乙醇浓度对提取的影响Fig.1 Effects of ethanol volume on extraction
从图1可以看出，吸光值随乙醇浓度的增大而增加，当乙醇浓度达到60%时，吸光值达最大值，说明红色素提取效果最好;乙醇浓度浓度再增加时，吸光值反而下降，这可能是乙醇浓度过高增加了高粱中其它脂溶性物质的溶出，影响了色素的溶解，所以可以选择60%乙醇溶液做提取剂。

2.2 pH值对红高粱色素提取的影响
图2 pH值对提取的影响Fig.2 Effects of pH on extraction
按照实验方法，分别考察了pH值为2、3、4、5、6时对高粱色素提取的影响，其结果见图2。

从图2可以看出，pH值对提取效果影响较大，当溶液的pH值为3时，吸光值达最大值，提取效果较好，所以提取时刻选用pH值为3的乙醇溶液作为提取溶剂。

2.3 时间对红高粱色素提取的影响
按照实验方法，分别考察了提取时间为1 h、1.5 h、2 h、2.5 h、3 h时对高粱色素提取的影响，其结果见图3。

图3 提取时间对提取的影响Fig.3 Effects of time on extraction
从图3可以看出，随提取时间的增加而增加，当提取时间达到2 h时吸光值达到最大值，而后再延长提取时间，吸光值不但不增加反而略有下降，这可能是由于高粱中色素溶出达到平衡后，慢慢的有少部分助色基团发生水解而导致色素吸光值降低，所以选择2 h作为提取时间。

2.4 料液比对红高粱色素提取的影响
按照实验方法，分别考察了料液比为1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7时对高粱色素提取的影响，其结果见图4。

图4 料液比对提取的影响Fig.4 Effects of solid－liquid ratio on extraction
从图4可以看出，料液比对色素提取有较大影响，提取溶剂用量小，色素提取不
完全;提取剂用量过大，对提取效果没有多大帮助，同时还会造成浪费溶剂、浓缩
困难等问题。

所以提取时料液比可选择为1∶5。

2.5 温度对红高粱色素提取率的影响
图5 提取温度对提取的影响Fig.5 Effects of temperature on extraction
按照实验方法，分别考察了温度为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃时对高粱色
素提取的影响，其结果见图5。

从图5可以看出，吸光值随提取温度的增加而增大，当提取温度为70℃时，吸光
值最高，提取效果较好;再增加提取温度，吸光值反而还会略有下降，这可能是温
度过高会导致红色素水解破坏。

所以，提取温度可以选择70℃。

2.6 高粱色素提取率
采用pH为3的60%乙醇液在料液比为1∶5(g/L)的条件下70℃回流提取2.0 h，经过滤、浓缩、干燥，测得高粱色素提取率为3.8%。

3 结论
本实验选用川南红糯高粱作为原料，采用乙醇回流提取法进行高粱红色素的提取，考察了乙醇浓度、料液比、提取温度、提取时间及pH值对提取的影响，结果表明，提取时采用pH为3的60%乙醇液，料液比控制为1∶5(g/L)，70℃回流提取2.0 h，提取效果较好，提取率可达3.8%。

该法无毒、提取溶剂易回收，可以为高粱
的综合利用提供参考。

参考文献
［1］曹晓峰，卫建琮，刁海鹏，等.高梁红色素的提取及稳定性研究［J］.食品科学，2000(11):19－21.
［2］路艳华，程万里，陈宇岳.高粱红色素的真丝织物染色性能研究［J］.印染，2005，31(18):5 －8.
［3］张宏宇，吕玉璋，李韬.高粱红色素乙醇提取工艺的研究［J］.现代食品科技，2010，26(3):300 －302.
［4］毛绍春，李竹英.高粱色素含量测定方法的研究［J］.云南大学学报:自然科学版，2011，33(S1):301 －304.
［5］张海容，狄文婷，赵新瑞.高粱红色素萃取方法的研究［J］.食品科学，
2006(3):124－129.
［6］李竹英，毛绍春，戴荣珍，等.紫黑高粱色素的提取工艺研究［J］.2010，
32(S1):294 －298.
［7］王金亭.天然高粱红色素研究与应用进展［J］.粮食与油脂，2012(11):7－11. ［8］陈金娥，刘丽琴，张海容.高粱红色素稳定性研究［J］.食品研究与开发，2009，30(1):189 －192.
［9］袁蕊，敖宗华，刘小刚，等.南北方几种高粱酿酒品质分析［J］.酿酒科技，2011(12):33－36.
［10］李大和.川滇小曲酒比较［J］.酿酒科技，2010(5):55 －59.
［11］郭健，洪志恒，肖明红.小曲酒最佳培菌糖化工艺条件研究［J］.酿酒，2001(3):36－38.。