一种采用生物吸附剂纯化花青素的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及花青素提纯方法领域。
【背景技术】
[0002] 花青素，是一类由糖苷配基和糖组成的化合物，其广泛存在于植物的花、叶、果实、 茎和根器官的细胞液之中，使它们呈现出由红、紫红到蓝等不同的颜色。花青素的提取、纯 化是利用花青素的基础环节。在花青素的研究领域中，花青素纯化的方法有液相萃取法、柱 层析法、固相萃取法、凝胶色谱法、微生物发酵法以及高速逆流色谱法。花青素的纯化多采 用乙酸乙酯、甲苯、二氯甲烷、醚等多级有机溶剂通过液相萃取的方法进行，这类方法因为 有机溶剂用量大，对环境可能带来污染，同时也容易造成产品中有毒有机物残留。目前常采 用的纯化方法多用柱层析法进行。Ricardodasilva等将葡萄用甲醇提取，提取液回收甲 醇后，通过聚酰胺柱进行初步分离，先用中性水洗去酚酸，再用体积比30 :70的乙腈/水洗 脱儿茶素，再用体积比75 :25丙酮水洗脱花青素，进行纯化。刘睿等采用大孔树脂对高粱中 的花青素用乙醇的水溶液进行纯化，得到产物纯度大于95g/100g的低聚体花青素。从复杂 体系中选择性地萃取所需成分，固相萃取（SPE)是其中最为有效的方法之一。凝胶色谱也 常用于花青素的纯化。SephadexLH-20是一种对黄酮类化合物具有高度亲和性的羟丙基化 葡聚糖凝胶，SephadexLH-20凝胶色谱目前多用于花青素的纯化和分离。但SephadexLH-20 凝胶的物理特性决定其并不能对花青素进行高效率分离。所以进一步的纯化和分离要采 用凝胶过滤色谱或HPLC进行。McMurrough和Madigan将大麦提取液浓缩后，直接采用高 效凝胶过滤色谱（Sepherdex75HR)，用甲醇洗脱，根据UV检测，收集洗脱物，用DMACA鉴定 每个组分。Escribano采用SephadexLH-20和半制备RP-HPLC对葡萄籽中的花青素进行 纯化。Rigaud等对可可和葡萄籽的提取物，采用凝胶渗透色谱（GPC)TSKG2500Hxl和TSK G3000Hxl，采用四氢咲喃（流速lmL/min)洗脱进行纯化。Ariga等发明一种由活性酵母，可 将用水和有机溶剂提取得到的提取物中的淀粉发酵除去而达到纯化花青素的目的；同时还 发现纯化的花青素中金属离子也能较好的被除去，如果提取剂是水和水/乙醇，能直接浓 缩后发酵，若提取剂是丙酮，则要除去丙酮后才能进行发酵。常用的酵母有：葡萄酒酵母、酵 母属和接枝酵母属的菌株。高速逆流色谱技术由美国国家医学院博士首创，最初是一种制 备型色谱技术，是一种不用固体载体或支撑体的液液分配色谱，主要根据化合物在不相溶 的两相间的分配能力进行分离，具有分离效率高，产品纯度高，不存在载体对样品的吸附和 污染，制备量大，溶剂消耗少，而且操作条件简单的特点。
[0003] 除了上述几种纯化方法外，采用吸附剂的方法纯化花青素很少见。
[0004] 目前，花青素的提取方法大部分为溶剂提取法，提取溶剂采用盐酸甲醇为最佳，而 且利用甲醇提取可有效的减少极性较小杂质对花青素纯度的影响；若是所提色素是应用于 食品的着色时，则需要考虑到甲醇的毒性，此时可以选择盐酸乙醇溶液为浸提溶剂；但是如 果既要考虑到色素的产量，又要尽量保持其原始状态，各方面条件很难共同优化。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决现有纯化花青素的方法存在毒性大，且效率低的技术问题，而提供 一种采用生物吸附剂纯化花青素的方法。
[0006] -种采用生物吸附剂纯化花青素的方法，具体是按照以下步骤进行的：
[0007] -、将干燥的苹果皮粉碎，然后加入到NaOH溶液中，控制温度为23°C~26°C，振荡 5h，然后抽滤，再冲洗至中性，烘干，研磨，采用40目筛子过筛，得到改性苹果皮吸附剂；
[0008] 二、取新鲜紫甘蓝叶子，烘干，然后采用乙醇水溶液提取花青素，提取时，控制料液 比为0. 6g/25mL，恒温温度为50°C，提取时间为90min，得到初级花青素提取液；
[0009] 三、将步骤一得到的改性苹果皮吸附剂与步骤二得到的初级花青素提取液混合， 调节pH为2~6,然后放入水浴恒温振荡器中，保持30~150min，然后用离心机离心，取上 清液，完成一种采用生物吸附剂纯化花青素的方法。
[0010] 本发明的有益效果是：本发明采用的原料是苹果皮，因为我国每年都会有大量苹 果皮渣产生，除少部分经粗加工用作饲料外，大部分作为废弃物丢弃而导致严重的资源浪 费和环境污染。所以用苹果作为原料制备生物吸附剂可加强苹果皮渣的综合开发利用，改 善资源环境与经济效益的关系，提高企业经济效益，具有很大的发展潜力。
[0011] 本方法中原材料为苹果皮，常见易得，成本低。采用改性苹果皮作为吸附剂，首先 环保节能，这种吸附过程以物理吸附为主，包括外部液膜扩散、表面吸附和颗粒内部扩散等 过程，因此该方法既环保节能、降低成本；其次，方法安全快捷可操控；更重要的是，该方法 对花青素的解吸率高。
[0012] 本发明用于纯化花青素，进而有望应用于吸附废水中杂质的技术领域中。
【附图说明】
[0013] 图1为实施例一步骤二中初级花青素提取液的吸光度测试图；
[0014] 图2为实施例一未改性苹果皮粉末的红外光谱图；
[0015] 图3为实施例一步骤一得到的改性苹果皮吸附剂的红外光谱图。
【具体实施方式】
[0016] 本发明技术方案不局限于以下所列举的【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】之 间的任意组合。
【具体实施方式】 [0017] 一：本实施方一种采用生物吸附剂纯化花青素的方法，具体是按照 以下步骤进行的：
[0018] -、将干燥的苹果皮粉碎，然后加入到NaOH溶液中，控制温度为23°C~26°C，振荡 5h，然后抽滤，再冲洗至中性，烘干，研磨，采用40目筛子过筛，得到改性苹果皮吸附剂；
[0019] 二、取新鲜紫甘蓝叶子，烘干，然后采用乙醇水溶液提取花青素，提取时，控制料液 比为0. 6g/25mL，恒温温度为50°C，提取时间为90min，得到初级花青素提取液；
[0020] 三、将步骤一得到的改性苹果皮吸附剂与步骤二得到的初级花青素提取液混合， 调节pH为2~6,然后放入水浴恒温振荡器中，保持30~150min，然后用离心机离心，取上 清液，完成一种采用生物吸附剂纯化花青素的方法。
[0021]
【具体实施方式】二：本实施方式与【具体实施方式】一不同的是：步骤一中NaOH溶液的 浓度为0.lmol/L。其它与【具体实施方式】一相同。
【具体实施方式】 [0022] 三：本实施方式与一或二不同的是：步骤一中控制温 度为25°C进行振荡。其它与一或二相同。
【具体实施方式】 [0023] 四：本实施方式与一至三之一不同的是：步骤一中烘 干温度为70°C。其它与一至三之一相同。
【具体实施方式】 [0024] 五：本实施方式与一至四之一不同的是：步骤二中乙 醇水溶液的质量浓度为10%。其它与一至四之一相同。
【具体实施方式】 [0025] 六：本实施方式与一至五之一不同的是：步骤二中在 恒温水浴锅中进行恒温。其它与一至五之一相同。
【具体实施方式】 [0026] 七：本实施方式与一至六之一不同的是：步骤三中水 浴恒温振荡器的设置参数为：转速120r/min，温度30°C~70°C。其它与一至 六之一相同。
【具体实施方式】 [0027] 八：本实施方式与一至七之一不同的是：步骤三中改 性苹果皮吸附剂质量与初级花青素提取液体积比为10~80mg/10mL。其它与 一至七之一相同。
【具体实施方式】 [0028] 九：本实施方式与一至八之一不同的是：步骤三中改 性苹果皮吸附剂质量与初级花青素提取液体积比为40mg/10mL。其它与一至 八之一相同。
【具体实施方式】 [0029] 十：本实施方式与一至九之一不同的是：步骤三中调 节pH为3。其它与一至九之一相同。
[0030] 采用以下实施例验证本发明的有益效果：
[0031] 实施例一：
[0032] 本实施例一种采用生物吸附剂纯化花青素的方法，具体是按照以下步骤进行的：
[0033] -、将干燥的苹果皮粉碎，然后加入到浓度为0.lmol/L的NaOH溶液中，控制温度 为25°C，振荡5h，然后抽滤，再冲洗至中性，70°C烘干，研磨，采用40目筛子过筛，得到改性 苹果皮吸附剂；
[0034] 二、取新鲜紫甘蓝叶子，烘干，然后采用乙醇水溶液提取花青素，提取时，控制料液 比为0. 6g/25mL，恒温温度为50°C，提取时间为90min，得到初级花青素提取液；
[0035] 三、将10mg步骤一得到的改性苹果皮吸附剂与10mL步骤二得到的初级花青素提 取液混合，调节pH为6,然后放入水浴恒温振荡器中，控制转速为120r/min，温度为30°C，保 持30min，然后用离心机离心，取上清液，完成一种采用生物吸附剂纯化花青素的方法。
[0036] 采用分光光度计测吸光度，计算其吸附率为42. 4%，而采用未改性苹果皮作为吸 附剂的吸附率为20. 9%。
[0037] 本实施例步骤二中初级花青素提取液的吸光度测试图如图1所示，从图中可知紫 甘蓝花青素在550nm条件下的吸光度最大。因此，后续吸光度测试中将在550nm下测定紫 甘蓝花青素提取液的吸光度值。
[0038] 本实施例未改性苹果皮粉末的红外光谱图如图2所示，由图2可知，在3420cm1附 近的峰反映-0H基团的伸缩振动吸收峰，在2930cm1附近的峰来自脂族酸中对称或不对称 的C-H键的仲缩振动，1850-1600cm1左右的吸收带反映了C= 0的伸缩振动，1640cm1附近 为离子化羧基的对称或不对称伸缩振动吸收峰，1370cm1附近为纤维素和半纤维素中C-H的变形振动吸收峰，1243cm1附近的脂肪酸族振动峰可能来自于羧酸和酚类化合物中C= 0 键的变形振动和一OH键的伸缩振动，1040cm1附近的峰来自于醇和羧酸中C一OH键的伸缩 振动。
[0039] 本实施例步骤一得到的改性苹果皮吸附剂的红外光谱图如图3所示：由图3可知， 比较可以发现3420cm1附近反映-0H基团的伸缩振动吸收峰和2930cm1附近反映脂族酸中 对称或不对称的C-H键的仲缩振动吸收峰有略微的偏移，这是分子内其他化合键的改变对 氢键产生的影响，而在1640cm1处自由羧基官能团一C00-的吸收峰增强并红移至1688cm1 和1643cm\说明一C00CH3被皂化成一C00-，提高了其吸附性能。
[0040] 实施例二：
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