超聲波輔助提取紅棗棗皮紅色素的工藝研究

劉紅霞 劉圓圓 許美秋 仝瑞建 趙旭升

【摘 要】紅棗作為我國的特產(chǎn)，被人們稱贊為“天然的維生素丸”，屬于藥食同源食物。紅棗棗皮紅色素是天然色素，因其安全無毒副作用而成為國內(nèi)科研人員的研究熱點(diǎn)。本文以新疆和田紅棗為原料，采用超聲輔助堿提取法提取棗皮紅色素，以0.2mol/L為提取劑，采用單因素試驗(yàn)確定提取最佳工藝。最佳工藝為：料液比為1：20，粒度40目，提取功率為最大功率950W的60%（570W），提取時(shí)間為60min，提取溫度為60℃。本文較為系統(tǒng)的研究了紅棗棗皮紅色素的提取工藝，以期為紅棗紅色素的合理開發(fā)利用提供理論依據(jù)和參考。

【關(guān)鍵詞】紅棗棗皮紅色素；提??；超聲波

中圖分類號(hào)： TS255.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）20-0105-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.20.045

【Abstract】Jujube，as a specialty of China，has been praised as a "natural vitamin pill" and belongs to the homologous food of medicine and food.Jujube red pigment is a natural pigment， which has become a research hotspot for domestic researchers because of its safety，non-toxic side effects. In this paper， Xinjiang Hetian jujube was used as raw material to extract jujube red pigment by ultrasonic assisted alkali extraction method， and 0.2mol/L was used as extractant. The best extraction process was determined by single factor experiment. The optimum process is as follows： the ratio of material to liquid is 1：20，the particle size is 40 mesh， the extraction power is 60%（570W） of the maximum power of 950W，the extraction time is 60min，and the extraction temperature is 60°C.This paper systematically studied the extraction process of jujube red pigment from jujube，in order to provide theoretical basis and reference for the rational development and utilization of red jujube red pigment.

【Key words】Jujube red pigment；Extraction；Ultrasound

紅棗為鼠李科植物，棗的成熟果實(shí)與桃、李、栗、杏并稱為我國古代五果。始載于本經(jīng)，在我國已有4000年栽培史[1-4]。中國的草藥書籍《本經(jīng)》中記載到，紅棗味甘性溫，有補(bǔ)中益氣、養(yǎng)血安神、緩和藥性的功能，而現(xiàn)代的藥理學(xué)研究表明，紅棗含有蛋白質(zhì)、糖類、有機(jī)酸、維生素A、維生素C、多種微量鈣以及氨基酸等豐富的營養(yǎng)成分，具有鎮(zhèn)靜、催眠、降血壓、保肝、抑癌、抗突變等作用[5]。紅棗棗皮中的色素是一種天然色素，色澤鮮艷，可廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥與化妝品等行業(yè)，具有廣闊的應(yīng)用前景[6-7]。因此，從棗皮中提取紅色素對(duì)研究紅棗有重要的意義。大量研究表明，與溶劑提取相比，聲波能產(chǎn)生高速、強(qiáng)烈的空化效應(yīng)和攪拌作用，破壞植物細(xì)胞，使溶劑利于滲透到植物組織細(xì)胞中，增加有效成分在溶劑中的溶解度，縮短提取時(shí)間，提取效率更高[8-10]，因此本文通過超聲波輔助堿提取法提取紅棗棗皮紅色素，為工業(yè)化開發(fā)生產(chǎn)棗皮紅色素提供理論依據(jù)。

1 材料與儀器

1.1 材料

新疆和田紅棗；NaOH：分析純

1.2 儀器

SYG-2數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州朗越儀器廠；FW-400A傾斜式高速萬能粉碎機(jī)：北京中興偉業(yè)儀器有限公司；BPG-9070A精密鼓風(fēng)干燥箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；SCIENTZ-ⅡD超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)：寧波新芝生物科技股份有限公司；UV-5100B紫外可見分光光度計(jì)：上海元析儀器有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀；真空冷凍干燥機(jī)。

2 方法

2.1 原料的前處理

選擇飽滿完整的紅棗，將棗用清水清洗干凈，沸水煮5min，立即放入冷水中除去果肉，棗皮在40℃烘干至恒重，用粉碎機(jī)粉碎。

2.2 提取

以0.2mol/L的NaOH溶液為提取劑，將提取原液稀釋100倍，以測(cè)定稀釋提取液的吸光度為標(biāo)準(zhǔn)來逐步選擇確定超聲波提取的時(shí)間、功率、原料粒度和料液比。

2.2.1 提取時(shí)間的選擇確定

稱取紅棗棗皮粉末，每份5g，粒度40目，固定超聲波提取溫度為60℃，0.2mol/LNaOH作提取劑，料液比為1：20，超聲功率為60%，分別用超聲波處理10min，20min，30min，40min，50min，60min，70min，80min，90min，考察超聲波處理時(shí)間對(duì)提取效果的影響，將原液稀釋10倍和100倍，測(cè)定其在340nm的吸光度，實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，取平均值。

2.2.2 超聲功率的選擇確定

稱取紅棗棗皮粉末，粒度40目，固定超聲波提取溫度為60℃，0.2mol/LNaOH作提取劑，料液比為1：20，超聲時(shí)間60min，超聲功率為10%，20%，40%，60%，80%，考察超聲功率對(duì)提取效果的影響，將原液稀釋100倍，測(cè)定其在340nm的吸光度，實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，取平均值。

2.2.3 原料粒度的選擇確定

稱取紅棗棗皮粉末，原料粒度為20目，40目，60目，80目，固定超聲波提取溫度為60℃，0.2mol/LNaOH作提取劑，料液比為1：20，超聲時(shí)間60min，超聲功率為60%，考察原料粒度對(duì)提取效果的影響，將原液稀釋100倍，測(cè)定其在340nm的吸光度，實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，取平均值。

2.2.4 料液比的選擇確定

稱取紅棗棗皮粉末，粒度40目，固定超聲波提取溫度為60℃，0.2mol/LNaOH作提取劑，料液比為1：10，1：20，1：30，1：40，1：50，超聲時(shí)間60min，超聲功率為60%，考察超聲功率對(duì)提取效果的影響，將原液稀釋100倍，測(cè)定其在340nm的吸光度，實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，取平均值。

3 結(jié)果與分析

3.1 超聲波處理時(shí)間對(duì)提取效果的影響

準(zhǔn)確稱取過40目紅棗棗皮粉末5g，以0.2mol/LNaOH作提取劑，料液比為1：20，超聲功率為60%，超聲溫度為60℃，超聲波提取0-90min，試驗(yàn)結(jié)果如圖1，提取時(shí)間在60min前，吸光度隨著提取時(shí)間的延長而升高，之后隨著提取時(shí)間的延長而降低。根據(jù)朗伯-比爾定律[11-12]可知，吸光度與吸光物質(zhì)的濃度成正比，由此可見，超聲提取棗皮紅色素的最佳超聲提取時(shí)間為60min，其OD值為0.941。

3.2 超聲功率對(duì)提取效果的影響

稱取過40目紅棗棗皮粉末5g，以0.2mol/LNaOH作提取劑，料液比為1：20，在超聲功率為10%，20%，40%，60%，80%下提取60min，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，當(dāng)超聲功率為60%時(shí)，其吸光值最大，OD值達(dá)到1.373，由此表明，最佳超聲功率為60%。

3.3 原料粒度對(duì)提取效果的影響

將紅棗棗皮粉末分別20目、40目、60目、80目，并取不同粒度粉末各5g，以0.2mol/LNaOH作提取劑，料液比為1：20，超聲波提取溫度60℃，超聲時(shí)間60min，超聲功率為60%，測(cè)定不同粒度下，對(duì)棗皮紅色素提取效率的影響。試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，隨著目數(shù)增加，其吸光度值不斷升高，當(dāng)粒度為40目時(shí)，其吸光值最大，當(dāng)高于40目時(shí)，其吸光值不斷降低。表明當(dāng)粒度為40目，其OD值最高，達(dá)到0.968，此時(shí)棗皮紅色素提取效率最高。

3.4 料液比對(duì)提取效果的影響

準(zhǔn)確稱取過40目棗皮粉末5g，分別加入不同體積的0.2mol/LNaOH作提取劑，使其料液比分別為1：10，1：20，1：30，1：40，1：50，在超聲功率為60%下，60℃超聲60min，測(cè)定不同料液比下，對(duì)棗皮紅色素提取效率的影響。試驗(yàn)結(jié)果如圖4，當(dāng)料液比為1：20時(shí)，其吸光值最大，達(dá)到1.026，表明1：20為其最佳的料液比，此時(shí)棗皮紅色素提取效率最高。

4 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)采用超聲波輔助堿提取法提取棗皮紅色素，研究了不同超聲波處理時(shí)間、超聲波功率、超聲波溫度、料液比對(duì)提取效果的影響，并采用單因素試驗(yàn)確定了棗皮紅色素提取的最佳工藝條件。棗皮紅色素提取最佳工藝為：以0.2mol/LNaOH作提取劑，料液比1：20，粒度40目，提取功率為最大功率950W的60%（570W），提取時(shí)間60min。利用超聲波輔助提取法耗時(shí)少，而且它能強(qiáng)化浸取過程，降低能源、溶劑的消耗以及廢物的產(chǎn)生，同時(shí)可以提高產(chǎn)率和提取物的純度，符合當(dāng)今綠色發(fā)展的要求，是一種有良好發(fā)展前途的新工藝。進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)紅棗產(chǎn)品步入健康、高速、高效的良性發(fā)展軌道。

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