红枣色素的提取以及稳定性研究

1.2.1
食用天然色素种类繁多，按其溶解性可分为水溶性和脂溶性两类，按其颜色还可分为红、黄、蓝、绿等几种，按其所含成分的化学结构来区分主要有：类胡萝卜素类色素、黄酮类及其它酮类色素、花青素类色素、醌类色素、红曲色素、叶绿素类色素、焦糖类色素以及其它类色素等。
表1天然色素按其结构进行的分类[7]
Table.1 Classification of natural pigment by structure
红枣具有补脾胃；益气血；安心神；调营卫；和药性的特性，有养血安神、滋补人体和防治疾病的功效。红枣药理研究证实,在抑制癌细胞增殖、降血压、降胆固醇、抑制中枢神经、保护肝脏、抗变态反应等方面,有明显的疗效。
1.1.2
枣树是我国第一大干果树种和最具代表性的民族果树之一， 有几千年的栽培历史。改革开放以来树面积和产量基本上每年都在以10%以上的速度增长。到2009 年我国红枣产量已经达424.8 万，红枣生产排在前5 位的是河北、山东、河南、陕西和山西， 年平均产量均在19 万吨以上，近年来，新疆凭借其得天独厚的自然条件优势正成为新的红枣重点栽培区。
本科毕业论文
红枣的色素提取以及稳定性的研究
学 院： 理 学 院
专 业： 化学工程与工艺
学 号：
姓 名：
指导教师：
职 称：
论文提交日期：二О一四年六月
摘要
本文对红枣色素的提取方法和色素的基本性质进行了研究。通过研究发现，所选用的16种不同的提取溶液当中，红枣色素在以50% (pH3)的乙醇水溶液提取时，效果最好，色素的最大吸收峰在320nm处;日光、温度、和大多数金属离子，对这种色素的稳定性无太大的影响，这种色素的耐糖性和耐光性很好红枣色素的pH稳定性无论在酸性或在碱性条件下都很稳定。红枣色素稳定性不受人体所需的微量元素Caz十、Na十、Fez十、K十、Mgz十、Mnz十、Znz十和Fee十的影响温度变化(20-}-1000C)也对色素稳定性几乎无影响根据研究结果可以初步确定，红枣色素具备了作为天然色素使用的最基本的性能，可开发利用。
据了解，使用国产天然色素的企业所占比例都不很高，约为5％～30％，像这些大型企
业销售食品的档次高，价格也高，也想使用国产天然色素，但一直发展不快，其原因除了国产天然色素有些质量不稳定，再就是应用研究跟不上。目前，我国食品工业已经使用的天然色素主要有辣椒红、红曲红、栀子黄、栀子蓝、姜黄、叶绿素、β胡萝卜素、甜菜红、高粱红、叶黄素、紫草红、萝卜红、紫甘蓝、紫甘薯、紫苏、红花黄等等。天然色素如果单纯用于食品着色，必须用量少，着色效果好，价格低。因为食品本身不可能卖很高价格。特别是那些大众化的食品，使用天然色素如果大幅度增加食品成本，那产品的销售会受到限制。在国外天然色素的发展不断前进，他们所生产的天然色素得到了广泛的应用，而红枣色素生产还是一个空缺，没有进入实际应用中。
1.2 食用天然色素
食用色素是一种食品添加剂，分为食用天然色素和人工合成色素两大类，近年来，人工合成色素的毒性逐渐被人们所认识，而食用天然色素的毒理学实验表明，大多数天然色素毒性较低或无毒。食用天然色素具有安全可靠，没有毒副作用，色调自然，接近天然物质的优点，而且，天然色素中含有一些人体必须的营养物质，如β–胡萝卜素，又如黄酮类天然色素，还具有一定的药理作用。因此，虽然食用天然色素有造价昂贵、稳定性差等缺点，其仍逐渐取代了人工合成色素的使用。
1.3 红枣红色素
1.3.1 红枣红色素的研究现状
在中国天然色素工业近20年来随着食品工业的发展也得到巨大发展，生产上采用了许多先进的技术，例如CO2超临界分高技术、树脂吸附技术、膜分离技术等，由于这些先进技术的使用，使用产品质量得到很大的提高，许多产品质量标准达到国际标准，并都有出口。但是天然色素产品并没有完全满足中国食品工业的需要，天然色素在食品工业的使用率并不很满意。特别是中国小食品企业本身缺少研发条件。所以应加强天然色素食品如何应用的研究。
1.2.3
我国疆域辽阔，有着天然色素生产所需的丰富植物资源，在发展天然色素方面具有一定的优势。目前已经开发出80余种不同原料来源的食用天然色素。云南的西双版纳、武陵山区、秦巴山及东北的长白山为天然色素植物资源较为集中的地区，玉米、红花、辣椒等品种为我国发展天然色素工业提供了充足的原料[9]。目前，我国已推出品种繁多的天然食用色素，诸如姜黄色素、叶绿素铜钠盐、红药子黄色素、玉米黄色素、红曲色素粉、高粱红色素、枣红色素、桅子黄色素、辣椒红色素、红花黄色素等，均受到广大食品厂家的青睐。据统计，我国目前年产天然色素1万吨以上，其中红色素超过3000吨，多为辣椒红、红曲红和紫胶红等。
本实验研究内容
1.红枣红色素提取工艺的研究：选用合适的提取剂，采用超声波提取法，通过正交试验确定最佳提取工艺条件。
2.红枣红色素稳定性的研究：研究红枣红色素在水和常见有机溶剂中的溶解性及pH、光照、加热、常见金属离子、氧化剂、还原剂、防腐剂等对红枣红色素稳定性的影响。
2 材料与方法
2.1 试验材料
2.1.1 试验原料
40
0.273
50
0.282
2.7超声波功率对提取率的影响
分别标记1到6号烧杯，取1g红枣粉末6份分别加入，配置100ml 70%乙醇溶液加入，测定在不同功率下的吸光度，抽提时间为20min。
市售大红枣
2.1.2 试验试剂
无水乙醇、乙酸乙酯、正己烷、丙酮、氢氧化钠、盐酸、亚硫酸钠、过氧化氢、抗坏血酸、HAc、NaAc、Na2HPO4、CuSO4、FeSO4、FeCl3、NaCl、双氧水，均为分析纯
2.1.3 试验仪器
医用数控超声波清洗器
CP124S电子天平
EL20实验室pH酸度计（梅特勒－托利多仪器(上海)有限公司）
表1不同溶液对红枣色素提取的效果
溶剂
色泽变化
现象
蒸馏水
紫黑色
浑浊液体
甲醇
深黑色
未出现凝结
氢氧化钠（pH11）
黄褐色
出现红枣粉末沉淀
无水乙醇
深黑色
小部分粉末凝结
70%乙醇（pH3）
深黑色
极小部分粉末凝结
（1）这种色素易溶于水和乙醇等有机溶剂。水的成本低廉，但是由于水提取色素的同时还会使果实中的糖类，有机酸，果胶等同时溶于色素液中，因此不用水作为溶剂。
关键词:红枣色素:提取:稳定性
Abstract
The basic properties of this method on Extraction of pigment and pigment red dates were studied. Found through research, 16 different extraction solution selected, red dates pigment in 50% (pH3) had the best effect of ethanol water solution, pigment, maximum absorption peak at 320nm; sunlight, temperature, and most metal ions, without much effect on the pigment stability, pH stability sugar tolerance and excellent photostability of this pigment pigment red dates both in acid and alkaline conditions are very stable in. The stability of pigment in red dates without trace elements necessary for human body. Caz ten, Na ten, Fez ten, K ten, Mgz ten, Mnz ten, Znz ten and Fee ten influence of temperature on the stability of pigment (20-}-1000C) has almost no effect according to preliminary determine results, red dates pigment has the properties of the most basic use as a natural pigment, development and utilization.
化学结构
系列结构分支
天然色素名称
类黄酮
黄酮系
高粱红色素、甘草黄、橡宛棕黄
多酚系
可可壳色素
查耳酮系
红花红、红花黄
花青苷
紫甘蓝红色素、玫瑰茄红、玉米黄、紫苏色素、葡萄皮、汁色素、月季红、紫荆花红
醌系
蒽醌系
胭脂红、紫胶红色素、虫胶红
荼醌系
紫草根色素
甜菜花青系
甜菜红、苋菜红、黑豆红
复杂酶蛋白系
红曲色素
类胡萝卜系
3
4
5
6
7
8
9
10
11
波长/nm
380
390
400
410
420
430
440
450
460
470
480
吸光度A
0.156
0.167
0.245
0.187
0.157
0.132
0.121
0.119
0.113
0.108
0.101
横轴为编码序号，纵轴为吸光度。
2.5 乙醇溶液浓度对提取率的影响
取2g红枣粉末5份，分别加入到100ml pH=3的不同浓度乙醇溶液中，加入到超声波提取器中抽提，20分钟后将过滤所得溶液取1ml定容到100ml容量瓶中，测定吸光度。
2.2.2
干燥枸杞—→超声波提取器提取—→旋转式蒸发仪蒸发—→真空干燥机干燥
2.3
称取5g红枣（已去核），晾干粉碎，过50目筛子的红枣原料，分别加入100ml的蒸馏水、甲醇、0.1g/ml氢氧化钠（pH=11）、无水乙醇、70%乙醇（pH=3）的溶液中，利用超声波提取法抽提20分钟，观察色素的提取效果。观察结果表明（表1）。
乙醇溶液浓度/%
吸光度
10
0.171
30
0.186
50
0.212
70
0.240
90
0.304
2.6 提取时间对提取率的影响
取2g红枣粉末5份，分别加入pH=3的70%乙醇溶液中，加入到超声波提取器中抽提，每隔十分钟测定一次吸光度。
提取时间/min
吸光度/nm
10
0.220
20
0.237
30
0.242
（2）这种色素虽然在甲醇中易容，但甲醇有毒性成分，故不选甲醇作为提取剂。
（3）选用70%的酸性乙醇提取红枣色素最适合。
2.4
称取1g红枣粉末，加入到100ml pH=3的70%乙醇溶液中，放入到超声波提取器中提取20分钟。过滤个取1ml定容到100ml容量瓶中，测定在380到480的吸光度。
编码
1
2
关键词:红枣色素:提取:稳定性
Keywords: red dates: extraction: the stability of pigment
1 引言
1.1 红枣概况
1.1.1 红枣化学成分
红枣，别名壶、木蜜、干枣、美枣，落叶灌木或小乔木，高达10m，原产我国。红枣中除了含有糖类、蛋白质、粗脂肪、核酸和等成分外，还含有生物碱、黄酮类、有机酸、皂甙、鞣质等生物活性物质，这些物质中生物碱、黄酮类等活性物质具有重要的开发价值。
1.3.2 研究目的与意义
近些年来开发具有保健功能作用的天然色素是食品工业的一个重要发展方向，尤其是在“苏丹红Ⅰ号事件”后，天然色素更加受到了重视。现代研究表明类胡萝卜素是枸杞中主要有效成分之一，胡萝卜素具有多种生物活性，包括抗氧化、抗肿瘤、提高机体免疫功能等作用。因此Fra Baidu bibliotek类胡萝卜素是功能性天然色素，红枣色素在食品工业和医药保健方面都有良好的发展前景。从目前国内外的研究和生产现状来看，红枣色素尚未得到有效开发利用。
辣椒红、栀子黄、番茄红素、柑桔黄、辣椒橙、胡萝卜素、黑果枸杞色素
二酮类系
姜黄色素
卟啉类
竹叶绿素铜钠盐、蚕砂叶绿素铜钠盐
目前，天然色素远不能满足现代食品工业发展的需要，开发新品种的天然色素，对原有的天然色素的生产工艺进行改进，已成为添加剂行业非常迫切的问题。
1.2.2
根据天然色素的特点和性质，天然色素常用的制备方法大致有：萃取法、组织培养法、粉碎法、压榨法、酶反应法、微生物发酵法。
T6新悦可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）
SFG-02B电热恒温鼓风干燥箱（湖北省黄石市恒丰医疗器械有限公司）
HH-S数显恒温水浴锅（金坛市医疗仪器厂）
RE52-4旋转式蒸发仪（上海沪西分析仪器有限公司）
2.2 试验方法
2.2.1
红枣红色素保存率(%)=(测定吸光度值/初始吸光度值)×100