木棉花紅色素提取工藝及分離純化分析

摘要：以木棉（Bombax malabaricum）花為原料，采用蒸餾水、乙醇、3%檸檬酸為提取溶劑，大孔樹脂吸附、乙醇洗脫分離純化，研究木棉花紅色素提取工藝及分離純化。結(jié)果表明，用3%檸檬酸提取木棉花紅色素效果較好，最佳提取工藝為料液比1∶20（g/mL），提取溫度100 ℃，提取時(shí)間20 min；用大孔樹脂X-5、D101、D4020靜態(tài)吸附木棉花紅色素效果較好，解吸溶劑適宜使用75%～95%乙醇；動(dòng)態(tài)吸附后D4020大孔樹脂分離富集色素的效果優(yōu)于X-5、D101樹脂；用大孔樹脂吸附木棉花紅色素，經(jīng)解脫、濃縮、真空干燥后得到木棉花固體紅色素。

關(guān)鍵詞：木棉（Bombax malabaricum）花；紅色素；提??；大孔樹脂；分離純化

中圖分類號(hào)：TS264.4；Q949.757.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）11-2876-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.11.041

木棉（Bombax malabaricum）為木棉科、木棉屬落葉大喬木，分布于廣東、廣西、云南、四川、海南、福建等省，其花為紅色，花萼肉質(zhì)，性味甘、淡、涼，具有清熱利濕、解暑、解毒止血的功效[1]。木棉花已列入百花食譜，鮮花瓣或干花瓣可煎水服用或用于煮粥、煮湯。木棉花色素提取、木棉花干制品和花汁飲料的工藝研究雖有報(bào)道[2，3]，但對(duì)木棉花紅色素的分離純化研究較少，本試驗(yàn)對(duì)木棉花紅色素提取、分離及純化工藝進(jìn)行研究，采用蒸餾水、乙醇、3%檸檬酸為提取溶劑，大孔樹脂吸附、乙醇洗脫分離純化，為木棉花的利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料、試劑及儀器

木棉自然落花采自廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院院內(nèi)。

檸檬酸、無(wú)水乙醇為分析純。

VIS-7220型可見分光光度計(jì)（北京瑞利分析儀器公司），HH-S4型電熱恒溫水浴鍋（江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠）、DBS-100型電腦全自動(dòng)部分收集器、HL-2B型恒流泵（上海滬西分析儀器廠有限公司）、層析柱（上海錦華層析設(shè)備廠）、DFZ型真空干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）、2XZ-2型旋片真空泵（浙江黃巖求精真空泵廠）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 色素提取 采取蒸餾水、乙醇為提取溶劑，提取木棉花紅色素，測(cè)定其最大吸收波長(zhǎng)。用3%檸檬酸在不同條件下（45、65 ℃）提取紅色素，測(cè)定其最大吸收波長(zhǎng)。

1.2.2 單因素試驗(yàn) ①溫度對(duì)紅色素提取效果的影響。稱取5.00 g木棉花，加40 mL 3%檸檬酸，料液比1∶8（g∶mL，下同），分別在45、65、85、100 ℃下水浴加熱浸提20 min；②時(shí)間對(duì)紅色素提取效果的影響。稱取5.00 g木棉花，加40 mL 3%檸檬酸，料液比1∶8，100 ℃水浴加熱浸提5、10、20、30、40 min；③稱取13.33、8.00、5.00、4.00、2.00 g木棉花，加40 mL 3%檸檬酸（按料液比1∶3、1∶5、1∶8、1∶10、1∶20），100 ℃水浴加熱浸提20 min。分別移取不同的提取液1.5、2.5、4.0、2.0 mL定容至10 mL，測(cè)定其吸光度。

1.2.3 色素靜態(tài)吸附和洗脫 分別稱取4.05 g S-8、D4020、D101、X-5、D296R 5種型號(hào)預(yù)處理過(guò)的樹脂于5個(gè)燒杯中，加入木棉花紅色素提取液10.00 mL，在室溫下靜置吸附60 min后測(cè)定上清液的吸光度（A510 nm、A520 nm）。

分別稱取1.00 g已充分吸附紅色素的5種型號(hào)樹脂 S-8、D4020、D101、X-5、D296R，加入不同體積分?jǐn)?shù)（95%、75%）的乙醇溶液10 mL，解吸20、60 min，取解吸60 min的溶液滴加2%檸檬酸調(diào)節(jié)pH為3～4，共6個(gè)處理，測(cè)定上清液的吸光度（A510 nm）。

1.2.4 色素柱層析分離的工藝流程 吸附樹脂預(yù)處理→裝柱→平衡→添加色素提取液→樹脂吸附色素→用解吸溶劑洗脫色素→收集色素液[4，5]→測(cè)定OD510 nm。

2 結(jié)果與分析

2.1 木棉花紅色素最大吸收波長(zhǎng)

用蒸餾水、乙醇提取木棉花紅色素，色澤分別為黃色、橙色；用3%檸檬酸提取，色澤為紅色，效果較好。由圖1、圖2可見，木棉花紅色素最大吸收波長(zhǎng)為510～520 nm。蒸餾水提取、乙醇提取的最大吸收波長(zhǎng)為520 nm，3%檸檬酸提取的最大吸收波長(zhǎng)為510 nm。水提雜吸收峰較多，提取效果不明顯。

2.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 溫度對(duì)紅色素提取效果的影響 如圖3所示，隨著溫度的升高，提取的木棉花紅色素含量增加，用3%檸檬酸提取無(wú)最大值。所以，溫度選取100 ℃為宜。

2.2.2 時(shí)間對(duì)紅色素提取效果的影響 如圖4所示，隨著提取時(shí)間的增加，提取的木棉花紅色素含量增加，在20 min時(shí)達(dá)到最大值，之后紅色素含量基本不變。所以，選擇提取20 min效果較好。

2.2.3 料液比對(duì)紅色素提取效果的影響 由圖5可知，在料液比1∶20時(shí)，提取的木棉花紅色素吸光度達(dá)到最大值，效果顯著。從單因素結(jié)果可以得出，在本試驗(yàn)范圍內(nèi)，木棉花紅色素提取的最佳工藝條件為用3%檸檬酸按料液比1∶20，100 ℃水浴加熱浸提20 min。

2.3 木棉花紅色素的分離純化

2.3.1 木棉花紅色素的靜態(tài)吸附 由圖6可知，所用的5種樹脂吸附紅色素60 min后，上層清液吸光度值大小順序?yàn)閄-5

2.3.2 木棉花紅色素解吸溶劑濃度的選擇 由圖7、圖8可知，解吸所用時(shí)間短，特別是用95%乙醇作為解吸溶劑，解吸20、60 min的效果差別不大。樹脂D101、D4020、X-5的解吸效果較好，但S-8、D296R吸附效果較好卻難以解吸?？傮w來(lái)看，解吸溶劑乙醇宜使用的濃度為75%～95%。

2.3.3 木棉花紅色素的柱層析分離 由圖9可知，木棉花紅色素經(jīng)過(guò)D4020、D101、X-5 3種樹脂吸附柱層析分離后，均出現(xiàn)了1個(gè)洗脫峰，說(shuō)明紅色素集中在1個(gè)洗脫峰。D4202樹脂吸附柱層析的洗脫峰較窄，洗脫下來(lái)的紅色素相對(duì)比較集中，即分離洗脫的效果比較好。D4202大孔樹脂分離富集紅色素的效果優(yōu)于D101、X-5樹脂。3種樹脂D4020、D101、X-5均可以用作木棉花紅色素的分離純化。

3 小結(jié)

木棉花含有紅色素，用3%檸檬酸提取紅色素色澤較好，試驗(yàn)結(jié)果表明，木棉花紅色素提取最佳工藝為料液比1∶20，提取溫度100 ℃，提取時(shí)間20 min；X-5大孔樹脂的吸附效果最好，其次是D101、D4020大孔樹脂；解吸溶劑宜使用體積分?jǐn)?shù)為75%～95%的乙醇；靜態(tài)洗脫中，充分吸附紅色素的D101、D4020、X-5樹脂解吸效果較好；動(dòng)態(tài)洗脫中，D4020大孔樹脂分離富集紅色素的效果優(yōu)于X-5、D101樹脂。用大孔樹脂吸附木棉花紅色素，經(jīng)解脫、真空濃縮、真空干燥（60 ℃，8 h）得到木棉花固體紅色素，呈晶體狀或粉末，符合感觀要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 全國(guó)中草藥匯編編寫組.全國(guó)中草藥匯編（上冊(cè)）[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，1976.

[2] 丁利君，陳偉輝.木棉花色素的提取及穩(wěn)定性研究[J].食品科學(xué)，1999（1）：32-34.

[3] 農(nóng)志榮，楊昌鵬，黃衛(wèi)萍，等.木棉花落花加工利用的研究[J].食品科技，2007（1）：189-193.

[4] 楊昌鵬，唐志遠(yuǎn)，盧 藝，等.火龍果果皮紅色素的提取分離研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（1）：347-349，496.

[5] 李崇瑛，王 安，楊 濤，等.食用天然色素的純化與研究進(jìn)展[J].中國(guó)調(diào)味品， 2007，343（9）：18-22，38.