目錄TOC\o"1-3"\h\u29794摘要 Ⅰ26345Abstract Ⅱ9277前言 132567 1871.1材料、試劑及儀器 197261.2實(shí)驗(yàn)方法 1236541.2.1工藝流程 171071.2.2溶劑的選擇 1276131.2.3檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇 1284591.2.4單因素實(shí)驗(yàn) 1286411.2.5正交實(shí)驗(yàn) 123950 1220262.1單因素對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響 1136332.1.1乙醇濃度對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響 1120542.1.2料液比對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響 1198872.1.3溫度對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響 184102.1.4提取時(shí)間對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響 1219852.1.5HCl濃度對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響 1145642.1.6正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 18321結(jié)論 113037參考文獻(xiàn) 128246致謝 1摘要以煙臺(tái)大櫻桃為原料，以HCL-乙醇作為溶劑，運(yùn)用水浴回流浸提的方法提取并得到櫻桃紅色素溶液，并以此為根底通過(guò)提取溶劑濃度、料液比、提取溫度、提取時(shí)間、HCl濃度五個(gè)因素對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響進(jìn)行了單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)，對(duì)該色素的各提取條件進(jìn)行了優(yōu)化研究，以期為開(kāi)發(fā)利用櫻桃紅色素提供科學(xué)依據(jù)。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，櫻桃紅色素在酸性條件下使用乙醇溶液提取最為方便且提取率最為理想，其最正確提取條件為：乙醇濃度為75%，提取時(shí)間為2h，HCl濃度為2%，提取溫度為50℃，料液比為1:8。其對(duì)光、熱、時(shí)間等因素比擬穩(wěn)定，是一種平安可靠、簡(jiǎn)單易得、使用方便的天然植物色素。關(guān)鍵詞：櫻桃紅色素；提??；條件AbstractBasedonYantaibigcherryasrawmaterial,withHCL-ethanolassolventandusingthemethodwaterbathofbackflowleachingmentionextracttogetcherryredpigmentsolution,andonthisbasis,throughtheconcentrationofextractionsolvent,materialratio,thetemperatureforextraction,extractiontime,thecontentofHCLasfivefactorswiththesinglefactorexperimentandtheorthogonalexperimenttoresearchtheOptimumconditionofthecherryredpigment’scontentofextraction,soastoprovidescientificbasisforusingcherrypigment.Experimentsshowthatcherryredpigmentinacidconditionsusingethanolsolventextractionmostconvenientandextraction,thebestextractionidealconditionsis:ethanolconcentrationof75%,extractingtimefor2h,contentof2%,HClinextractiontemperaturefor50℃,materialthanofthe1:8.Thispigmentisstableunderlight,heatandtime,asasafeandreliable,simpleandconvenientuseiseasytothenaturalplantpigment.Keywords:cherryredpigment;extraction;conditions櫻桃紅色素提取條件的研究前言食品的色澤是食品感官質(zhì)量評(píng)定的一個(gè)重要指標(biāo)，保持或賦予食品以良好的色澤是食品加工過(guò)程中的一個(gè)重要技術(shù)環(huán)節(jié)。合成色素盡管具有色澤鮮艷、著色力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、本錢低廉等優(yōu)點(diǎn)，但由于對(duì)人體的危害，使用上已受到嚴(yán)格限制，而天然色素不僅使用平安、且具有一定的營(yíng)養(yǎng)和藥理作用，深受消費(fèi)者的信賴和歡送。因此開(kāi)發(fā)和利用天然食用色素以取代合成色素已成為食品工業(yè)開(kāi)展的必然趨勢(shì)[1-4]。櫻桃又名中國(guó)櫻桃、朱櫻、朱果；薔薇科，櫻桃屬。我國(guó)南北方均有栽培，其果實(shí)外觀嬌媚；富含多種氨基酸、維生素及鐵元素，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高；多汁而味甜。櫻桃果實(shí)鮮艷，含有一定的色素成分，可用于天然色素的提取。本實(shí)驗(yàn)以煙臺(tái)大櫻桃果實(shí)為原料，系統(tǒng)研究草原櫻桃紅色素的最正確提取條件，從而為以后對(duì)櫻桃的綜合利用以及櫻桃紅色素的進(jìn)一步研究提供科學(xué)依據(jù)[5]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展，居民生活水平的提高，人們對(duì)食品的平安性的要求越來(lái)越高。天然色素是人們通過(guò)一定的技術(shù)手段從自然界的動(dòng)植物細(xì)胞組織中取得的色素，與合成色素相比，它們具有無(wú)毒、色彩自然的特點(diǎn)，并且大多數(shù)的天然色素還具有一定的保健、營(yíng)養(yǎng)及藥理作用。因此，近年來(lái)廣闊科技工作者對(duì)天然色素的資源開(kāi)發(fā)和應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究[6]。櫻桃紅色素作為天然色素中的一種，對(duì)其的研究和應(yīng)用近幾年開(kāi)始被更多的人關(guān)注。食用天然色素主要優(yōu)點(diǎn)是：(1)絕大多數(shù)天然色素?zé)o毒和無(wú)副作用，平安性高；(2)很多天然色素中含有人體必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，或其本身就是維生素或具有維生素性質(zhì)的物質(zhì)；(3)有的天然色素具有一定的藥理成效，對(duì)疾病有預(yù)防作用；(4)天然色素的著色色調(diào)比擬自然，更接近于天然物質(zhì)的顏色。誠(chéng)然，食用天然色素也不是完美無(wú)缺的，與食用合成色素相比，也存在一些需要改良的缺陷：(1)大局部天然色素對(duì)光、熱、氧、金屬等敏感，穩(wěn)定性較差；(2)絕大多數(shù)天然色素染著力差，染著不易均勻；(3)天然色素對(duì)pH值變化十分敏感，色調(diào)會(huì)隨之發(fā)生很大變化；(4)天然色素種類繁多，性質(zhì)復(fù)雜[7]。櫻桃紅色素色澤艷麗、無(wú)毒，是天然的食用色素。該色素易溶于水、乙醇、甲醇，適宜用酸性乙醇溶液提?。粚?duì)熱較穩(wěn)定，但不耐80℃以上的高溫；受pH值影響很大，適宜在酸性條件下使用；金屬離子、氧化劑和復(fù)原劑對(duì)其有一定影響。目前櫻桃紅色素主要作為食品添加劑使用，可用于果汁〔味〕飲料類、碳酸飲料、配制酒、糖果、糕點(diǎn)上彩裝；染色櫻桃罐頭、紅綠絲；超高溫殺菌風(fēng)味奶、冰激凌、雪糕、蝦〔味〕片、冰棍、風(fēng)味酸奶；風(fēng)味型配制奶粉；糖果包衣；豆奶飲料、紅腸腸衣膨化食品、果凍等。櫻桃紅色素苷具有的抗氧化性或其他生理功能。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，20粒櫻桃含有12-25mg的花色素苷，它們是阿司匹林抗發(fā)炎性酶效力的10倍。櫻桃花色苷也具有類似VE和Vc那樣的抗氧化作用[8-9]。Soo-Young有研究說(shuō)明，櫻桃花色苷及苷元能降低結(jié)腸癌的防病率[10]。Jlil研究發(fā)現(xiàn)酸櫻桃花色苷對(duì)大鼠的由炎癥引發(fā)的疼痛行為有抑制作用[11]。中醫(yī)上櫻桃入藥治療風(fēng)濕腰疼等癥時(shí)其中發(fā)揮較大作用的成分也是櫻桃中含有的花色苷類物質(zhì)。酸櫻桃果實(shí)中富含原花青素；其濃度為201.4mg/kg；其具有明顯的去除自由基、抗氧化、延緩衰老及修復(fù)組織損傷的作用[12]。與合成色素相比，櫻桃紅色素也存在一些需要改良的缺陷：櫻桃紅色素在酸性條件下比擬穩(wěn)定，色澤鮮艷，在中性和堿性環(huán)境中不穩(wěn)定；在酸性條件下具有一定的熱穩(wěn)定性，但不耐80℃以上的高溫；常見(jiàn)金屬離子對(duì)色素有一定的影響；強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)復(fù)原劑對(duì)色素具有降解作用[13]；該色素就這一種天然色素而言，應(yīng)用時(shí)專用性較強(qiáng)，運(yùn)用范圍較窄，現(xiàn)在大局部用于食品中的染色。鑒于這些困難，目前櫻桃紅色素的研究工作主要集中在以下三個(gè)方面：探索提取率高、操作簡(jiǎn)單、本錢低及平安的提取方法，充分提取櫻桃紅色素；另外必須加強(qiáng)該色素穩(wěn)定性和使用過(guò)程中色素穩(wěn)定化技術(shù)的研究；還要加強(qiáng)對(duì)色素其他應(yīng)用的研究，可從醫(yī)藥、化裝品等方面進(jìn)行相應(yīng)的研究。溶劑提取是目前最常用的天然色素的提取方法。工藝的設(shè)計(jì)常采用錯(cuò)流浸提和逆流浸提，在根據(jù)浸提的指標(biāo)和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益分析，設(shè)計(jì)出最正確的浸提條件，如提取液的用量、浸提級(jí)數(shù)等[14]。1.1材料、試劑及儀器煙臺(tái)大櫻桃果實(shí)〔購(gòu)于聊城市金鼎超市〕，洗凈后瀝干水分，冷藏于冰箱中；95%乙醇、濃鹽酸：均為分析純。TU-1810紫外分光光度計(jì)〔北京春橋通用儀器有限責(zé)任公司〕，電子天平AR1140〔奧豪斯〕，TG-16WS臺(tái)式高速離心機(jī)〔長(zhǎng)沙湘智離心機(jī)儀器〕，SH3-Ⅲ循環(huán)式多用真空泵〔鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)〕，超級(jí)恒溫水槽DKB-501A型〔上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備〕。1.2實(shí)驗(yàn)方法本實(shí)驗(yàn)以新鮮的櫻桃果實(shí)為原材料，用不同的溶劑進(jìn)行提取櫻桃紅色素，采用7200可見(jiàn)分光光度計(jì)在400-600nm波長(zhǎng)下測(cè)定浸取液的吸光度，確定其最大吸收波長(zhǎng)，并依據(jù)最大吸收波長(zhǎng)來(lái)判斷所要選擇的溶劑，并在所選溶劑條件下，分別研究不同的料液比、乙醇濃度、提取時(shí)間、提取溫度、HCl濃度五種條件對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響，最后通過(guò)正交試驗(yàn)來(lái)確定最正確的提取條件。工藝流程櫻桃→稱取→研磨→水浴回流浸提→抽濾→標(biāo)定→測(cè)定吸光光度值[15]溶劑的選擇研究說(shuō)明，櫻桃色素易溶于水、乙醇、甲醇，不溶于乙醚、乙酸乙酯等，適宜用酸性乙醇溶液提取[16]。檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇櫻桃紅色素以矢車菊色素為主，其提取液在400-600nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)最大吸收波長(zhǎng)分別為510nm和530nm。綜合比擬，530nm條件下進(jìn)行提取效果更好[16]。單因素實(shí)驗(yàn)以HCl-乙醇為提取溶劑，分別研究不同的料液比、乙醇濃度、提取時(shí)間、提取溫度、HCl濃度五種條件對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響。稱取櫻桃鮮果5.0g，在研缽中充分研磨之后，用配置好的提取液將漿液轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶中，一定溫度條件下水浴回流浸提，保持一定提取時(shí)間后，冷卻至室溫[17]，將反響物進(jìn)行抽濾，收集的濾液轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，并使用蒸餾水進(jìn)行定容，在紫外分光光度計(jì)中530nm條件下測(cè)量其吸光度值。正交實(shí)驗(yàn)以料液比、乙醇濃度、提取時(shí)間、提取溫度、HCl濃度作為五因素四水平進(jìn)行L16〔45〕正交實(shí)驗(yàn)，因素水平見(jiàn)表1表1正交因素水平表水平因素A溫度〔℃〕B物料比C時(shí)間〔h〕DHCl濃度〔%〕E乙醇濃度〔%〕1401:410552501:61653601:822754701:103852.1單因素對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響乙醇濃度對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響按料液比1:6，以不同濃度的乙醇溶液配置1%HCl-乙醇溶液，稱取櫻桃鮮果5.0g，在研缽中充分研磨之后，用提取液將漿液轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶中，50℃條件下水浴回流浸提，提取時(shí)間為1h，冷卻至室溫，將反響物進(jìn)行抽濾，收集的濾液轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，并使用蒸餾水進(jìn)行定容，在紫外分光光度計(jì)中530nm條件下測(cè)量其吸光度值。結(jié)果見(jiàn)表2表2乙醇濃度對(duì)提取效果的影響乙醇濃度55%65%75%85%95%吸光度表2顯示，乙醇濃度對(duì)櫻桃紅色素的提取效果影響顯著，乙醇濃度為65%和75%時(shí)提取效果最正確，吸光度最大，低于或高于此范圍提取效果都有所降低，說(shuō)明并不是溶劑的濃度越高越能提高提取效果。95%也有較高的提取率，可能是因?yàn)橐掖紳舛容^高，使櫻桃果實(shí)細(xì)胞脫水嚴(yán)重，細(xì)胞結(jié)果遭到破壞，色素大量流出細(xì)胞。但考慮到提取效果和經(jīng)濟(jì)方面，95%的乙醇濃度進(jìn)行提取不予采用。料液比對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響分別按料液比為1:2、1:4、1:6、1:8、1:10配置1%HCl-乙醇溶液，稱取櫻桃鮮果5.0g，在研缽中充分研磨，用提取液將漿液轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶中，立即在40℃水浴鍋中進(jìn)行水浴回流浸提，提取時(shí)間為1h。提取結(jié)束后，冷卻至室溫，將反響物進(jìn)行抽濾，收集的濾液轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，并使用蒸餾水進(jìn)行定容，在紫外分光光度計(jì)中530nm下測(cè)量其吸光度值。結(jié)果見(jiàn)表3表3料液比對(duì)提取效果的影響料液比1:21:41:61:81:10吸光度表3顯示，料液比對(duì)櫻桃紅色素的提取有較大的影響，按1:6的料液比進(jìn)行提取時(shí)，效果最好，吸光度最大，按照1:8、1:10的料液比提取時(shí)，櫻桃紅色素的提取效果有所降低，說(shuō)明并不是溶劑的用量越多越能提高提取效果，同時(shí)也說(shuō)明了料液比并不能無(wú)限度地提高提取效果。溫度對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響按料液比1:6配置1%HCl-乙醇溶液，稱取櫻桃鮮果5.0g，在研缽中充分研磨之后，用提取液將漿液轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶中，分別在不同溫度條件下水浴回流浸提，提取時(shí)間為1h，冷卻至室溫，將反響物進(jìn)行抽濾，收集的濾液轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，并使用蒸餾水進(jìn)行定容，在紫外分光光度計(jì)中530nm下測(cè)量其吸光度值。結(jié)果見(jiàn)表4表4溫度對(duì)提取效果的影響溫度〔℃〕3040506070吸光度表4顯示，提取溫度對(duì)櫻桃紅色素的提取效果有較大的影響，在30-50℃之間時(shí)，櫻桃紅色素的提取效果隨溫度的升高而增加，在50℃條件下進(jìn)行提取時(shí)，效果最好，吸光度最大，超過(guò)50℃時(shí)提取效果會(huì)逐漸降低，因櫻桃紅色素在較高的溫度條件下一定時(shí)間提取時(shí)會(huì)造成色素結(jié)構(gòu)的破壞，從而使提取效果明顯下降。由此可見(jiàn)，櫻桃紅色素在溫度為50℃是水浴加熱回流提取，提取效果最好，吸光度最大。提取時(shí)間對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響按料液比1:6配置1%HCl-乙醇溶液，稱取櫻桃鮮果5.0g，在研缽中研磨充分之后，用提取液將漿液轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶中，溫度條件為40℃，在不同的提取時(shí)間下水浴回流浸提，冷卻至室溫，將反響物進(jìn)行抽濾，收集的濾液轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，并使用蒸餾水進(jìn)行定容，在紫外分光光度計(jì)中530nm下測(cè)量其吸光度值。結(jié)果見(jiàn)表5表5時(shí)間對(duì)提取效果的影響時(shí)間〔h〕12吸光度時(shí)間范圍內(nèi)提取時(shí)，隨著時(shí)間的增加，提取效果有所提高，但時(shí)間范圍內(nèi)時(shí)的提取效果最好。HCl濃度對(duì)櫻桃紅色素提取效果的影響按料液比1:6配置不同百分比的HCl-乙醇溶液，稱取櫻桃鮮果5.0g，在研缽中研磨充分之后，用提取液將漿液轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶中，溫度條件為40℃下水浴回流浸提1h，冷卻至室溫，將反響物進(jìn)行抽濾，收集的濾液轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，并使用蒸餾水進(jìn)行定容，在紫外分光光度計(jì)中530nm下測(cè)量吸光度值。結(jié)果見(jiàn)表6表6HCl濃度對(duì)提取效果的影響HCl〔%〕012345吸光度27表6顯示，櫻桃紅色素在酸性條件下和非酸性條件提取效果有明顯的差異，其中酸性條件效果較好。色素的提取效果并非隨酸度的提高而不斷增加，在HCl濃度為0-1%范圍時(shí)，吸光度說(shuō)明，HCl濃度對(duì)提取效果有促進(jìn)作用；然而，隨著酸度的增加，效果并非不斷提高，HCl濃度2-5%范圍時(shí)，提取效果變化不大，且較1%提取時(shí)，效果有所降低。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析以料液比、乙醇濃度、提取時(shí)間、提取溫度、HCl濃度作為五因素進(jìn)行L16〔45〕正交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表7 表7櫻桃紅色素提取正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)號(hào)ABCDE吸光度1113242124133131424142315211116222227233338244449312431032134113342112343121341432144234115432141644123K1K2K3K4R經(jīng)過(guò)正交實(shí)驗(yàn)分析可知，以R值來(lái)看，乙醇濃度＞時(shí)間＞HCl濃度＞溫度＞物料比；由此可知，乙醇濃度和提取時(shí)間分別為最顯著和顯著影響因素，可得到最正確提取工藝條件為：乙醇濃度為75%，提取時(shí)間為2h，HCl濃度為2%，提取溫度為50℃，物料比為1:8，即A2B3C3D3E3。在此最正確條件下，櫻桃紅色素提取液的吸光度為0.287。結(jié)論〔1〕櫻桃紅色素易溶于水、乙醇、甲醇；不溶于乙醚、乙酸乙酯、石油醚等有機(jī)溶劑；該色素宜用酸性乙醇溶液提取?！?〕通過(guò)單因素和正交實(shí)驗(yàn)可知，櫻桃紅色素提取工藝過(guò)程中五個(gè)因素的影響順序?yàn)橐掖紳舛龋緯r(shí)間＞HCl濃度＞溫度＞料液比。由此可知，乙醇濃度和提取時(shí)間分別為最顯著和顯著影響因素，可得到最正確提取工藝條件為：乙醇濃度為75%，提取時(shí)間為2h，HCl濃度為2%，提取溫度為50℃，料液比為1:8?！?〕櫻桃紅色素在酸性條件下較穩(wěn)定，而在中性、堿性條件下不穩(wěn)定；在酸性條件下具有一定的熱穩(wěn)定性，但不耐60℃以上的高溫?！?〕櫻桃紅色素顏色鮮艷，穩(wěn)定性好，是一種值得開(kāi)發(fā)利用的天然色素資源。參考文獻(xiàn)[1]謝云昌.食用天然色素開(kāi)發(fā)概況[J].四川食品科技,1997,(2):7-11[2]任玉林，李華等.天然食用色素-花色苷[J].食品科學(xué),1995,(7):22-27[3]郭清泉，陳煥欽.幾種具有開(kāi)發(fā)前途的功能性食用天然色素[J].廣州食品工業(yè)科技,2002,(2):36-38[4]徐雅琴，于澤源，邵鐵華.草莓紅色素穩(wěn)定性的研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2000,(4):13-16[5]高海生，肖鳳娟，劉秀鳳.毛櫻桃果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分分析研究[J].食品科學(xué).2002,(6):110-112[6]楊麗華，陳曉光.天然色素的資源開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)，2021(6)：13-16[7]孫英麗.櫻桃紅色素的提取及性質(zhì)研究[D].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院,2005[8]WangH,NairGM,StrasburgGM,et,al.Novelantioxidantcompoundsfrom