紅花黃色素提取工藝研究進(jìn)展

展俊嶺，高子怡，皇甫陽鑫，趙三虎，趙二勞

(忻州師范學(xué)院 化學(xué)系，山西 忻州 034000)

紅花黃色素提取工藝研究進(jìn)展

展俊嶺，高子怡，皇甫陽鑫，趙三虎，趙二勞

(忻州師范學(xué)院 化學(xué)系，山西 忻州 034000)

紅花黃色素是一種具有營養(yǎng)與著色功能的天然色素。綜述紅花黃色素提取工藝的研究進(jìn)展，展望其應(yīng)用前景，為紅花黃色素的進(jìn)一步研究開發(fā)和合理應(yīng)用提供參考。

紅花；黃色素；提取工藝；進(jìn)展

紅花為菊科植物紅花(Carthamus tinctorius L.)的干燥花，是傳統(tǒng)而又珍貴的中藥[1]。紅花在我國新疆、四川、浙江和河南等許多地區(qū)都有種植，分布較廣，其中尤以新疆產(chǎn)的紅花在國內(nèi)外享有盛譽。紅花性味辛溫，歸心、肝經(jīng)，具有活血通經(jīng)，祛瘀止痛的功效，是良好的活血化瘀中藥[2]?，F(xiàn)代研究表明，紅花黃色素不但是紅花活血化瘀的主要藥理成分[3]，而且還是一種應(yīng)用較為廣泛的天然色素[4]。因此，研究紅花中黃色素的提取，對于紅花資源的深度開發(fā)、合理應(yīng)用具有重要的實際意義。目前，有關(guān)紅花黃色素的提取研究不少，但不夠系統(tǒng)，本文綜述紅花黃色素提取技術(shù)研究進(jìn)展，展望其發(fā)展趨勢，旨在為紅花黃色素的進(jìn)一步研究開發(fā)提供參考。

1 超聲波輔助提取工藝

紅花黃色素為熱敏性物質(zhì)，超聲輔助提取可以避免常規(guī)溶劑提取由于提取溫度高對熱敏性物質(zhì)的破壞，且具有節(jié)能、省時、溶劑用量少、提取效率高等優(yōu)點，被較多的應(yīng)用于紅花中黃色素的提取[5]。高梓真等[5]采用單因素實驗結(jié)合正交試驗的方法研究了紅花中黃色素的提取工藝，得到乙醇濃度對紅花黃色素提取率的影響顯著，確定的最優(yōu)提取工藝條件為：50%乙醇為提取劑，料液比1g/10mL，超聲時間60min。肖艷華等[6]研究了紅花中黃色素A的超聲提取工藝，結(jié)果表明，影響紅花黃色素A超聲輔助提取的主次順序為：超聲時間>乙醇濃度>提取溫度>溶劑用量，最佳提取工藝條件為：質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%乙醇為溶劑，提取溫度50℃，料液比1︰10，超聲時間20min。此工藝條件下，紅花黃色素A的提取率為11.23%。孫燕雯等[1]在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面法優(yōu)化了紅花黃色素的超聲提取工藝，確定的最佳工藝條件為：超聲溫度50℃，料液比1︰16，超聲時間39min，提取3次。此工藝條件下，紅花黃色素提取率為1.798%。雖然，超聲輔助提取采用全物理過程，無任何污染，是一條理想的提取紅花黃色素的途徑，但由于超聲提取設(shè)備的研發(fā)相對滯后，離實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)還有較大距離[7]。

2 微波輔助提取工藝

微波輔助提取是基于微波具有吸收性、穿透性，可實現(xiàn)對原料和提取溶劑均勻加熱和產(chǎn)生生物效應(yīng)，從而加速活性成分的溶出。李書靜等[8]研究了紅花黃色素的微波輔助提取工藝，結(jié)果表明，影響紅花黃色素微波提取因素的大小順序是提取次數(shù)>提取溫度>水料質(zhì)量比>提取時間，最佳提取工藝條件為：微波功率為1000W，提取溫度70℃，水料質(zhì)量比60︰1，提取時間2.0h。此提取工藝條件下，紅花黃色素提取率高達(dá)7.73%。楊艷紅等[9]研究了紅花黃色素A的微波法提取工藝，確定的最佳提取工藝條件為：提取溫度70℃，提取時間20min，固液比100mL/g，提取次數(shù)為3次。此工藝下，紅花黃色素A提取率為6.69%。張莉等[10]也研究了紅花黃色素的微波輔助提取工藝，確定的最佳提取工藝條件為乙醇濃度50%，微波時間40s，微波功率1600W。微波輔助提取紅花黃色素不僅無污染、成本低、且提取率高、提取時間短、節(jié)約能源，值得深入研究。

3 酶輔助提取工藝

酶輔助提取是利用各種酶能有效分解原料的細(xì)胞壁及細(xì)胞間質(zhì)中的纖維素、半纖維素和果膠等物質(zhì)，減少傳質(zhì)阻力，促進(jìn)活性成分的溶出[7]。于麗等[2]研究了纖維素酶輔助提取紅花中黃色素的工藝，通過單因素和正交試驗優(yōu)化的最佳工藝條件為溶媒pH值5.0，提取溫度60℃，纖維素酶濃度0.15mg/mL，提取次數(shù)2次，提取時間為60min。此提取工藝下，紅花黃色素的提取量為24.97mg/g。杜輝等[11]采用1:1纖維素酶與果膠酶復(fù)合酶輔助提取紅花中黃色素，通過響應(yīng)面法分析得到：酶用量對紅花黃色素提取率有極顯著影響，pH有顯著影響，酶用量與酶解溫度、pH與酶解溫度間交互作用有顯著影響。優(yōu)化的提取工藝為：酶解溫度47℃，pH 值4.7，酶解時間2.0 h，酶用量0.64%。此工藝條件下，紅花黃色素提取率為11.65%。金湛等[12]則采用響應(yīng)面優(yōu)化了果膠酶輔助提取紅花中黃色素B的工藝，結(jié)果表明，最佳工藝條件為果膠酶用量0.4%，酶解溫度49℃，酶解時間40min，酶解pH值5.2。此提取工藝下，紅花黃色素B的提取率為0.245%。酶輔助提取條件溫和，能提高提取率，具有很大應(yīng)用潛力，但相對成本高、代價大。

3 閃式提取工藝

閃式提取是在室溫下，依靠閃式提取器的高速機(jī)械剪切力和超動分子滲透技術(shù)，使活性成分快速達(dá)到在提取劑與原料組織中平衡，再通過過濾達(dá)到提取分離[13]。王玥等[13]以提取液中羥基紅花黃色素A的百分含量為指標(biāo)，利用正交試驗優(yōu)化了紅花中羥基紅花黃色素A的閃式提取工藝。優(yōu)化的最佳提取工藝是以40倍水為溶劑，100V電壓下，閃式提取2min.。此工藝條件下，所提提取液中羥基紅花黃色素A百分含量為1.360%。何惠芳等[14]研究了紅花中黃色素A的閃式提取工藝，在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用正交試驗法優(yōu)化提取工藝。結(jié)果表明：以水為提取劑，在90V電壓、料液比1:40的條件下，提取2.5min。此工藝條件下，紅花黃色素A的提取率為1.349%。閃式提取具有溶劑用量少，快速、安全、節(jié)能、高效等優(yōu)點，極具開發(fā)應(yīng)用前景。

4 減壓提取工藝

減壓提取是采用在常規(guī)提取器上加裝真空系統(tǒng)，使提取操作處于負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行，達(dá)到降低提取劑沸點，使提取劑在低溫下沸騰，實現(xiàn)活性成分有效提取，而避免熱敏性活性成分被破壞的一種新型提取方法[15]。劉濤等[15]研究了紅花中羥基紅花黃色素A的減壓提取工藝，并與常壓煎煮法進(jìn)行了比較。結(jié)果表明：減壓提取的最優(yōu)工藝為，系統(tǒng)真空-0.045～-0.055 MPa，加12倍量的水，提取20min，提取次數(shù)3次。此工藝條件下，紅花羥基紅花黃色素A的出膏率為28.01%。與常壓煎煮法相比，減壓提取羥基紅花黃色素A的轉(zhuǎn)移率、干膏率，以及提取時間和藥渣狀態(tài)方面均具有一定優(yōu)勢。王雅琪等[16]研究了減壓輔助乙醇提取紅花中羥基紅花黃色素A的工藝，通過響應(yīng)面法得到的優(yōu)化提取工藝條件：以50%乙醇為提取劑，料液比1:20 (g/mL)，在60℃下，提取2次，每次42min。該工藝條件下，羥基紅花黃色素A得率1.51%。減壓提取可有效降低提取溫度，縮短提取時間，成本低廉，有必要深入研究。

5 展望

紅花黃色素作為一種天然色素，兼有藥用與著色價值。在醫(yī)藥行業(yè)，紅花黃色素以單方或與其它中藥成分的復(fù)方制劑，供臨床多途徑使用；在食品、化妝品行業(yè)，紅花黃色素被廣泛用于飲料、糕點以及化妝品著色[17]。 以紅花為原料生產(chǎn)紅花黃色素在醫(yī)藥和化妝品領(lǐng)域具有廣闊的市場前景。但目前存在研究紅花黃色素提取、精制方法多，但不夠系統(tǒng)；對其一些藥效、藥理機(jī)制的研究還不深入、不完善。因此，未來研究的重點是系統(tǒng)、深入研究紅花黃色素的提取、精制工藝，將一些新穎的、現(xiàn)代化的天然產(chǎn)物功能成分提取分離工藝技術(shù)引入到紅花黃色素的提取精制中，簡化紅花黃色素提取工藝，提高產(chǎn)量和效率，完善紅花黃色素藥用功能機(jī)理的研究，發(fā)揮紅花黃色素的巨大市場潛力。

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[3] 尹宏斌,何直升,葉 陽.紅花化學(xué)成分的研究[J].中草藥, 2001,32(9):776-779.

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ResearchProgressonExtractionTechnologyoftheSafflowerYellowPigment

ZhanJunling,GaoZiyi,HuangfuYangxin,ZhaoSanhu,ZhaoErlao

(Department of Chemistry, Xinzhou Teachers University, Xinzhou 034000, China)

The safflower yellow pigment is a kind of natural ingredient, which was served as colorant and nutrient. The research progresses on the extraction technology of safflower yellow pigment were reviewed in this article. The application prospect of the safflower yellow pigment had also been presented, which provided a reference for its further research and development.

safflower; yellow pigment; extraction technology; progress

2017-07-18

山西省自然科學(xué)基金項目(201601D102015)；國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(201610124001)；山西省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(2016381)；忻州師院化學(xué)化工創(chuàng)新基地項目(2016)

展俊嶺(1996 —)，本科生，就讀于忻州師范學(xué)院化學(xué)系；通訊作者：趙二勞(1952—)，教授。

TS202.3

A

1008-021X(2017)18-0067-01

(本文文獻(xiàn)格式展俊嶺，高子怡，皇甫陽鑫，等.紅花黃色素提取工藝研究進(jìn)展[J].山東化工，2017，46(18)：67，75.)