紫甘薯紅色素提取、純化實驗設(shè)計報告

1、食品與生物工程學(xué)院食品科學(xué)研究訓(xùn)練報告題目：紫甘薯紅色素的制備指導(dǎo)教師孫曉俠班級13級食品工程本3班姓名夏小偉 學(xué)號 51306023026紫甘薯紅色素的提取、純化研究一課題的目的及意義食用色素不僅影響食品的品質(zhì)，而且與人類的營養(yǎng)和健康密切相關(guān)。食用 色素按來源分為天然和合成色素2大類。隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)合成 色素對人體有不同程度的毒性甚至致癌性，因此各國對允許使用的合成色素的 種類及用量要求越來越嚴格。與合成色素相比，天然食用色素不僅種類繁多， 色澤自然，而且安全可靠，無毒副作用，許多品種還具有藥理功能。因此，從 天然產(chǎn)物中提取和分離各種食用天然色素替代人工合成色素已成為食品科學(xué)領(lǐng)

2、 域研究的熱點之一。我國是世界上最大的甘薯生產(chǎn)國，紫甘薯品質(zhì)獨特，抗病、抗旱澇性強， 產(chǎn)量高，易貯存，價格低廉。最主耍的是其含有豐富的天然色素，紫甘薯色素 具有抗氧化、抗突變、預(yù)防心腦血管疾病、保護肝臟、抑制腫瘤細胞發(fā)生等多 種生理功能。而且，紫甘薯色素屈于對光、熱都比較穩(wěn)定的水溶性色素，對金 屈離子的耐受性明顯強于其他天然色素，同時述具有較強的抗還原性，在食品 中較穩(wěn)定，可以廣泛用作食品著色劑，在加工和貯藏過程中有很大的優(yōu)勢。 二實驗方法紫甘薯紅色素的提?。悍Q取適量的紫甘薯一加入提取劑（鹽酸）一取上清 液一吸附、洗脫一色素粗提液一旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮一冷凍干燥一色素粗提物。選取 提取液濃度，提取時間

3、，提取溫度，料液比進行單因素及正交實驗。三實驗材料紫甘薯、鹽酸、x-5大孔樹脂、s-8大孔樹脂、95%的乙醇、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、 分光光度計四實施方案和技術(shù)路線1. 最大吸收波長的確定根據(jù)檢索資料知最大吸收波長為528nmo （李新華，林琳，鄂巍.紫甘薯紅色素提取技術(shù)的研究j沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2007, 38:556-559.）2. 最佳提取鹽酸濃度的確定稱取2.0g紫甘薯，分成五組，分另i在0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的鹽 酸濃度下浸提lh,在波長528nm下測吸光值，得到最佳鹽酸溶液濃度。2. 最佳提取溫度的確定稱取2.0g紫甘薯，分成五組，在最佳提取鹽酸濃度下，分別在30、

4、40、50、60、70°c的浸提溫度下浸提lh,在波長528nm下測吸光值，得到最佳提取溫 度。3. 最佳料液比的確定稱取2.0g紫甘薯，分成五組，在最佳提取鹽酸濃度下，最佳提取溫度的條 件下，分別在1:10、1:20、1:30> 1:40、1:50的料液比下浸提lh,在波長 528nm下測吸光值，得到最佳料液比。4 .最佳提取時間的確定稱取2.0g紫甘薯，分成五組，在最佳提取鹽酸濃度下，最佳提取溫度，最 佳料液比的條件下，分別浸提0.5、1、1.5、2、2.5h,在波長528nm下測吸光 值，得到最佳提取時間。五結(jié)果分析1最佳提取鹽酸濃度的確定結(jié)果分析組名12315鹽酸濃度(

5、%)0. 10.20.30.40.5吸光值(a)0. 3740. 4280. 5820. 5840. 589分析數(shù)據(jù)可知，當(dāng)鹽酸濃度為0.3%時提取的效果己經(jīng)達到了不錯的效果,再增加鹽酸濃度效果不顯著，所以確定最佳的提取鹽酸濃度為0.3%。2.最佳提取溫度的確定的結(jié)果分析組名12315溫度(°c)3040506070吸光度(a)0. 4230. 4870. 5780. 5830. 592分析數(shù)據(jù)可知，當(dāng)提取溫度達到50°c時，提取已經(jīng)達到了不錯的效果，再增加溫度效果不顯著，所以確定最佳的提取溫度為50°co3. 最佳料液比的確定的結(jié)果分析組名12345料液比1:1

6、01:201:301:401:50吸光值(a)0. 5430. 5860. 6560. 6630. 672分析數(shù)據(jù)可知，當(dāng)料液比為1:30時，提取已經(jīng)達到了不錯的效果，再增加 料液比效果不顯著，所以確定最佳料液比為1:30。4. 最佳提取時間的確定的結(jié)果分析組名12315時間(h)0.511.522. 5吸光值(a)0. 4320. 4870. 5650. 5730. 582分析數(shù)據(jù)可知，當(dāng)提取吋間為1.5h吋，提取已經(jīng)達到了不錯的效果，再增 加時間效果不顯著，所以確定最佳提取時間為1. 5ho通過以上各單因素的實驗測定，發(fā)現(xiàn)各因素對紫甘薯紅色素的提取都有一定的影響，且影響程度不同，其中料液比

7、的影響最為顯著。再用正交助手對以上數(shù)據(jù)進行處理，得以下正交實驗水平表正交實驗因素水平表因素水平a溫度/°cb時間/hc料液比d鹽酸濃度/%11011 :200.22501.51:300.336021:400.4紫甘薯色素提取l9 (33)正交試驗方案及結(jié)果試驗號a 溫度/°cb 時間/hc 料液比d鹽酸濃度 /%吸光值/a14011： 200.20.6392401.51： 300.30.50934021： 400.40.44345011： 300.40.6195501. 51： 400.20.45265021： 200.31.08276011： 400.30.5218601

8、.51： 200.41.31696021： 300.20.734&0. 5300. 5931.0120. 608k20. 7180. 7590. 6210. 704k30. 8570. 7530. 4720. 793r0. 3270. 1660. 5400. 185應(yīng)曲線圖從圖中可以看到最佳提取溫度為60°c,最佳提取時間為1.5h,最佳料液比 是1:20,最佳提取鹽酸濃度為0.4%o通過正交實驗得最佳實驗條件為a3b2cid3o在此條件下，稱取300g紫薯 加入0.4%鹽酸6000ml-在60°c提取溫度下提取l5h-取上清液用ab-8的大 孔樹脂吸附洗脫一色素粗

9、提液一旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器一冷凍干燥-423mg色素粗體物5. 紫甘薯紅色素的純化采用ab-8大孔樹脂對色素粗提液進行純化。采用lcm x 10cm的吸附柱， 樹脂填充量為8ml,流速為lml/min,吸附飽和后，用70%乙醇水溶液以 lml/min的流速對色素進行解吸，解吸液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮后，冷凍干燥得色素 純品。結(jié)論本研究采用鹽酸為提取劑，通過單因素和正交實驗，確定了紫甘薯中花青 素提取的最佳工藝：料液比1:20,提取時間1.5h,提取劑濃度為0.4%,提取溫度 為60°c;并采用了 ab-8大孔樹脂對300g紫薯的色素粗提液進行了純化得到了 423mg色素純品。六.存在的問題與討論及建議

10、1. 在紫甘薯紅色素提取實驗中，發(fā)現(xiàn)在提取后直接去測定吸光值過大，怎樣解 決？在測定吸光值之前先將測定溶液稀釋，讓吸光值控制在0.2-1之間最為準(zhǔn)確。2. 在測量吸光值的時候，有的單因素測量值會出現(xiàn)偏差，為什么會出現(xiàn)這樣的 情況？出現(xiàn)這種情況的原因有很多種，跟原材料的大小和處理時的各項指標(biāo)都有 直接的聯(lián)系，另一方面由于學(xué)校機器老化原因，測量存在一定的誤差，解決這 種問題最好的方法是做幾組平行實驗，取其平均值。3. 在最后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)純化時非常緩慢，而且提取率不高，有什么方法解決嗎？提取率跟很多因素有關(guān)，我們商量的結(jié)果是延長提取時間和升高提取溫度, 因為我們使用的是水浴加熱，在加熱時熱量損失較快，沒有很好的達到我們理 想的提取溫度。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)緩慢的原因有兩個，一是由于蒸發(fā)的溫度不夠，二是 有可能旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器不夠密封，漏氣，導(dǎo)致蒸發(fā)速度緩慢。我們可以通過提高蒸 發(fā)時的溫度和檢查裝備的密封性來提高蒸發(fā)速度。參考文獻1 李新華，林琳，鄂巍紫甘薯紅色素提取技術(shù)的研究j沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué) 報，2007, 38(4):556-559.2 王智勇紫甘薯色素提取純化工藝及性質(zhì)研究d四南大學(xué),2008.3 陳杰，李進偉，張連富.紫廿薯色素的提取及穩(wěn)定性研究j食品科學(xué), 2011(18):154-158.4 楊朝霞.紫廿薯花色莒色素提取純化工藝研究及組分分析d.青島