不同提取工艺对栀子黄色素提取效果的比较

工厂）、栀子黄色素、栀子 甙 对 照 品（中 国 药 品 生 物制 品 检 定
所）。
１．３ 仪 器 设 备 ： ７２２、７３１－ 紫 外 分 光 光 度 计 ， ＳＲＰ－ ５０Ｌ 酶 解
罐， ５Ｌ－ 真 空浓 缩 罐， ｐＨＳ－ ２５ 型 ｐＨ 计， ３０ＫＨｚ 超声 波 发 生
器， 超滤膜组件， ＧＭ３２（５０）－ Ｌ 超临界 ＣＯ２ 萃取装置， 玻 璃 吸
基金项目： ２００３ 年江西省科技攻关重点课题， 省自然科学基金资助 项目 作者简介： 李雄辉（ １９６３－ ） ， 男， 江 西 永 丰 县 人 ， 研 究 员 ， 主 要 从 事 天 然产物提取与分离。
内 栀 子 黄 色 素 水 溶 液 有 ３ 个 吸 收 峰 ： ２３８ ｎｍ、３２５ ｎｍ、４４０
色素母液进样浓度 ３０ ｍｇ／ｍＬ￣３５ ｍｇ／ｍＬ， 吸附流速 ２．５ ｍＬ／ｍｉｎ， ６００ ｍＬ／Ｌ￣７００ ｍＬ／Ｌ 乙醇溶液进行洗脱， 洗脱流 速 ３．５ ｍＬ／ｍｉｎ。 ２．３．４ 超滤膜 分 离 ： 截留 分 子 量 ７ 万的 超 滤 膜 ； 实验 用 膜 组 件 为 管 外 径 ８０ ｍｍ， 内 径 ６０ ｍｍ， 长 ５００ ｍｍ， 膜 平 均 孔 径 ０．２ μｍ， 膜的自 来水 通 量 在 ５ ｍ３·（ｍ２ｈＭＰａ）－１ 以上［４］； 超 滤 条 件为压力 ０．１ ＭＰａ， 温度 ４０±１ ℃， 膜通量低于新膜 通 量的 确 ２０ ％时 ； 向 料槽 中 加 入 适 当的 水 ， 直 至 超 滤 液 总 体 积 为 被滤母液 １．２５ 倍。 ２．３．５ 超临 界 ＣＯ２ 萃 取 ： 栀子 黄 色 素 母液 中 固 形 物浓 度 为 １００ ｍｇ／ｍＬ； 有效容积 １ Ｌ， 工作温度＜ ７０ ℃； 萃取压力为 ３５ ＭＰａ、时间为 ２．５ ｈ、ＣＯ２ 流量为 ５ ０００ ｍＬ／ｈ、温度 ６０ ℃， 夹带 剂乙醇浓度为 ７００ ｍＬ／Ｌ、用量为色素母液 ３０ ｍＬ／Ｌ［５］。 ２．３．６ 超滤 膜 分 离 与大 孔 树 脂 吸附 工 艺 结 合： 双 酶 水 解 液 经粗 滤 后 进 行超 滤 ， 再 用 Ｄ１０１ 大孔 树 脂 吸 附 分离，其 工 艺 条 件 与 超 滤 膜 分 离 、大 孔 树 脂 吸 附 单 独 使 用 相 同 。 ２．３．７ 超声波与超临界 ＣＯ２ 萃取组合： 组合原则同 ２．３．６ 一 致。 ２．４ 减压浓缩、喷雾干燥 ２．４．１ 减压浓缩： 蒸发量为控制在 ０．９￣１ ｋｇ／ｈ， 工作室压力为 ０．０３ ＭＰａ， 浓缩温度 ５５ ℃； 色素提取分离液经 减 压 浓缩 至 固形物含量 ２５０ ｇ／ｋｇ。 ２．４．２ 喷 雾 干 燥 ： 色 素 母 液 固 形 物 含 量 ２５０ ｇ／ｋｇ； 空 气 进 口 温 度 １３５ ℃、出 口温 度 ７５ ℃， 干 燥 空 气 通 量 ９ ｍ３／ｍｉｎ，水 蒸 发量为控制在 １．２￣１．３ ｋｇ／ｈ。喷雾干燥收率为 ９８．４７ ％。 ２．５ 检测方法与计算公式
ＬＩ Ｘｉｏｎｇ－ ｈｕｉ， ＺＨＡＯ Ｐｉｎｇ， ＪＩ Ｑｉｎｇ－ ｒｏｎｇ （ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｊｉａｎｇｘｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００２９， Ｊｉａｎｇｘｉ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｆｉｖｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｇａｒｄｅｎｉａ ｙｅｌｌｏｗ ｐｉｇｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｔｗｏ ｅｎｚｙｍｉｃ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｏｆ ｐｉｇｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｂｙ ａｌｃｏｈｏｌ， ｕｌｔｒａ－ ｓｏｎｉｃ， Ｄ１０１ ｒｅｓｉｎ， ｕｌｔｒａ－ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ， ｕｌ－ ｔｒａ－ ｃｒｉｔｉｃａｌ ＣＯ２．Ｏｂｊｅｃｔ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｍｏｄｅｒｎｉｚｅｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｇａｒｄｅｎｉａ ｙｅｌｌｏｗ ｐｉｇｍｅｎｔ ｂｙ ｒａｔｅ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ， ｒａｔｅ ｏｆ ｏｂｔａｉｎ ａｎｄ ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ ｒａｔｉｏ． Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｕｌｔｓ： ｃｏｍｂｉｎｅ ｕｌ－ ｔｒａ－ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｒｅｓｉｎ ｒｅａｃｈ ａ ｈｉｇｈ ｒａｔｅ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｌｏｕｒ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ， ｌｉｇｈｔｅｎ ｔｈｅ ｒｅｓｉｎ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔａｔｅ， ｒａｉｓｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ， ａｎｄ ｌｏｗｅｒ ＯＤ． ｒａｔｉｏ． Ａｌｓｏ， ｉｔ ｗａｓ ａ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｅｆｆｅｃｔ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｕｌｔｒａ－ ｓｏｎｉｃ ｗｉｔｈ ｕｌｔｒａ－ ｃｒｉｔｉｃａｌ ＣＯ２． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｇａｒｄｅｎｉａ ｙｅｌｌｏｗ ｐｉｇｍｅｎｔ； ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ； ＯＤ．ｒａｔｉｏ
酶 用 量（ｍＬ）
提取率
总得率
ＣＫ
７６．３７
２．６５
１．０
８５．８８
２．９８
１．５
９１．３５
３．１７
２．０
９５．９７
３．３３
２．５
９７．６９
３．３９
３．０
９７．９８
３．４０
单位： ％ 增加率
４．５６ １０．５３ １５．０９ １８．６０ １８．９４
纤维素酶用量固定为 ２．０ ｍＬ， 分别为 ０．５、１．０、１．５、２．０ ｍＬ 果胶酶含量为 ３ ０００ Ｕ／ｍＬ 的酶液， 酶处理时间为 １．０ ｈ 、温 度为 ４５ ℃、ｐＨ６．８￣７．０。结果见表 ２。
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添加剂
工艺的进行。
３．２ 不同提取方法的提取效果比较（结果见表 ３、４）
ｎｍ， 分别是栀子甙、绿原酸、藏花素和藏花酸特征吸收峰［３］。
１ 材料
１．１ 栀 子 干 果 ： 江 西 省 抚 州 临 川 区 产 ， 栀 子 黄 色 素 含 量
３．４７
％（Ｅ１
％ １
ｃｍ＝３５０）。
１．２ 试剂： 氢氧化钠、盐酸、甲醇、乙醇等均为分析纯。纤 维
素酶、果胶酶（ 广州酶制剂厂） 、Ｄ１０１ 大孔 树 脂（南 开 大学 化
附柱 φ２．６×６０ ｃｍ。
２ 方法
２．１ 工艺路径
２．２ 双酶水解工艺条件
栀子干果 １００ ｇ， 粉碎后加水 ９００ ｍＬ；酶促反应条件： 底
物浓度 ３０ ｍｇ／ｍＬ￣３５ ｍｇ／ｍＬ， ｐＨ 值 ６．８￣７．４， 温度 ４０￣４５ ℃，
添加剂
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２．５．１ 测定方法 ： 根 据栀 子 甙 、栀 子黄 色 素 的 吸收 峰 值 分 别 在 ２３８ ｎｍ、４４０ ｎｍ 处。采用紫外分光光度计测定样品在波 长 ２３８ ｎｍ、４４０ ｎｍ 处的吸光度，分别记 Ａ２３８ｎｍ、Ａ４４０ｎｍ。 ２．５．２ 提取分离效果计算方法
产品纯度： 栀子黄色素的纯度用色价值表示， 记 Ｅ１％１ｃｍ。 Ⅰ为粉末样品色价计算公式， Ⅱ为液态样品色价计算公 式。其中 Ａ 表示测试液的吸光度， Ｇ 为粉末样品重量（ｇ）。
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不同提取工艺对栀子黄色素提取效果的
比较
李雄辉， 赵萍， 季清荣 （ 江西省科学院应用化学研究所， 江西 南昌 ３３００２９） 摘 要： 在制备双酶水解栀子黄色素母液的基础上， 分别采用溶剂提取、超声波萃取、Ｄ１０１ 树脂吸附、超滤膜分离、 超临界 ＣＯ ２ 萃取 ５ 种不同的提取方法， 研究栀子黄色素提取率、色价和 Ｏ Ｄ 比值， 为栀子黄色素提取分离与精制中
表 ２ 双酶联合使用对栀子黄色素含量的影响 单位： ％
果 胶 酶 量（ｍＬ）
提取率
总得率
增加率
ＣＫ
９５．９７
３．３３
０．５
９７．１２
３．３７
１．２
１．０
９７．６９
３．３９
１．８
１．５
９８．５６
３．４１
１．４
２．０
９８．５６
３．４２
２．７
从表 １、２ 结 果 表 明 ， 酶 制 剂 的 用 量 ： 每 克 栀 子 干 品 纤 维素酶 ５０ Ｕ、果胶酶 ４０￣４５ Ｕ； 在处理过程中加入对栀子黄 色素得率没有明显作用。果胶酶是一种能水解果胶的酶， 加入果胶酶后将栀子中不溶性的果胶降解成可溶性的半 乳糖醛酸和其它物质， 降低色素母液的粘度， 有利于后序
→溶剂提取
→
→超声波萃取 →
栀子干果→粉碎→水浸泡→双酶水解→过滤→ →Ｄ１０１ 树脂吸附 →
→超滤膜分离 →
→超临界分离 →
黄色粉末←喷雾干燥←减压浓缩←
作用时间 １．５ ｈ； 粗滤后定容 １ ０００ ｍＬ。 ２．３ 提取工艺条件 ２．３．１ 溶剂提取： 从无毒、安全的角度出发， 溶剂提取选择乙醇 提取栀子黄色素。母液栀子黄色素浓度 ３４ ｍｇ／ｍＬ￣３５ ｍｇ／ｍＬ， 萃取相的乙醇浓度为 ６００ ｍＬ／Ｌ￣６５０ ｍＬ／Ｌ， ｐＨ 值 ６．５￣７．０， 温 度： ４５ ℃￣５０ ℃， 时间 ２ ｈ， 提取级数为二级， 料液比为 １∶１２。 ２．３．２ 超声波萃取： 萃取相的乙醇浓度为 ４５０￣５００ ｍＬ／Ｌ， ｐＨ 值 ６．５￣７．０， 提取功率为 ２１０ Ｗ， 时间为 ７０ ｓ￣８０ ｓ， 提取级数 为 ２ 级， 料液比 １： １２。 ２．２．３ Ｄ１０１ 树脂吸附： 分离柱高 ６０ ｃｍ， 柱径 ２．６ ｃｍ， 上样量 １ ５００ ｍＬ； Ｄ１０１ 大孔树脂预处理， 用乙醇反复浸泡洗涤 ， 直 至 乙 醇 洗 出 液 透 明 无 色 ， 再 依 次 用 ２０ ｍＬ／Ｌ 的 盐 酸 和 ５０ ｇ／ｋｇ 的氢氧化钠进行洗涤， 最后用蒸馏水洗至中性。
３ 结果分析 ３．１ 酶用量对栀子黄色素提取率的影响
将纤维素酶配成含量为 ２ ０００ Ｕ／ｍＬ 的酶液， 分别加入 １．０、１．５、２．０、２．５、３．０ ｍＬ， 以不加酶液为对照， 每组加入酶液 后用水定溶 ， 酶促反应温度为 ４５ ℃、时 间 １ ｈ、ｐＨ ６．８￣７．０。 结果见表 １。
表 １ 纤维素酶对栀子黄色素含量的影响
栀子是茜草 科植 物 山 栀（ Ｇａｒｄｅｎｉａ ｊａｓｍｉｎｏｉｄｅｓ Ｅｌｌｉｓ） 的 果实， 性苦寒， 入心、肝、肺、胃经［１］。栀子黄色素是栀子深加 工的主要产品， 主要成分是类胡萝卜素类的藏花素和藏花 酸， 还含有少量的栀子甙、黄酮、绿原酸。 藏花素和藏花酸 是少有的水溶性类胡萝卜素， 分子中存在多个共轭双键， 它们一方面赋予栀子色素黄色， 另一方面也是栀子色素不 稳 定 的 原 因 之 一 。 栀 子 黄 色 素 易 溶 于 水 、乙 醇 等 极 性 溶 剂 ， 难溶于 苯 、汽 油等 非 极 性 溶剂 。由 于 栀 子黄 色 素 中 的 藏花 酸为酸性成分， 色素在碱性溶液中溶解度较 大， ｐＨ １￣７ 时 为橙黄色， ｐＨ ８￣１２ 时为亮黄色； 在酸性条件下色素稳 定 性 较差， 中性、碱性条件下色素稳定性良好。与其他类胡萝卜 色素相似， 栀子黄色素耐日光性较差。 除 Ｆｅ２＋、Ｃｕ２＋ 以外， 常 见 金 属离 子 对 栀 子黄 基 本 无 影响［２］。 紫 外— ——可 见 光 区
Ｅ１
％ １
ｃｍ＝
Ａ×稀 释 倍 数 Ｇ×１００
（
Ⅰ）
，
Ｅ１
％ １
ｃwk.baidu.com＝
Ａ×稀 释 倍 数 １００
（ Ⅱ）
下游样品量×下游样品纯度
提取率 ＝
×１００ ％
上游样品量×上游样品纯度
总提取率＝ 各工序提取率的乘积×１００ ％
总得率 ＝ 总提取率×栀子干品中色素含量（ 纯度） Ａ２３８ｎｍ
ＯＤ 比值 ＝ Ａ４４０ｎｍ
组合现代先进技术提供理论基础。研究结果表明： 超滤膜分离与大孔树脂吸附工艺结合， 既能实现高提取率、高色 价， 以及减轻树脂吸附负荷和提高工作效率， 又可降低 ＯＤ 比值； 把超声波萃取和超临界萃取进行组合， 也能达到很 好的效果。 关键词： 栀子黄色素； 提取与精制； ＯＤ 比值
ＣＯＭＰＡＲＩＳＯＮ ＯＦ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ ＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ ＰＲＯＣＥＳＳ ＴＯ ＴＨＥ ＥＦＦＥＣＴ ＡＢＯＵＴ ＧＡＲＤＥＮＩＡ ＹＥＬＬＯＷ ＰＩＧＭＥＮＴ