一种黑薯红色素的提取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种黑薯红色素的提取方法。
【背景技术】
[0002] 天然色素作为食品添加剂已有悠久的历史。然而，长久以来，由于合成色素比天然 色素的提取成本低，且其性质较稳定，着色力较强，因此，天然色素发展相对较慢。近年来， 随着医学毒理学和生物学研究工作的深入开展，化学合成色素由于其大多数种类对人体有 毒害作用，从而逐渐被天然色素所替代。天然色素不仅可以应用于饮料、糖果、糕点、酒类等 食品工业，而且也可应用于化妆品及医疗保健品的生产。天然色素按色调不同，可分为红紫 色系列、黄橙色系列和蓝绿色系列。其中，红紫色系列因应用广泛、种类繁多而倍受关注。 [0003] 黑薯是一个黑红色甘薯新品种。黑薯的红色素中富含花色苷等黄酮类物质，其色 素牢度高，既具有色素的使用价值，又具有一定的保健功能，是一类不可多得的天然食用色 素。人类癌症的预测在一定程度上与肿瘤的生长有关，但主要还是取决于肿瘤的入侵性和 肿瘤细胞数目的转移。一般认为，抑制胶原降解的试剂可能起到抑制肿瘤细胞的入侵和转 移作用。因花色苷类物质可促进胶原的合成，增加胶原的抵抗性，抑制胶原酶的活性。故推 测能起到抑制肿瘤细胞的入侵及转移效果，具有抗肿瘤的功能。
[0004] 目前对色素常用的提取方法主要为溶剂浸取法，通常采用酸性溶液进行分步提 取。国外多采用盐酸化甲醇、硫酸、乙酸或盐酸水溶液提取；国内则采用柠檬酸、盐酸水溶液 和酸化乙醇作为提取液。因为薯类属于季节性作物，原料的处理方式是一个需要考虑的因 素。
[0005] 大孔吸附树脂技术是目前纯化天然色素的主要方法。在色素生产时，粗提液中含 有还原糖、蛋白质等杂质，这些杂质的存在极大地影响了色素的品质和稳定性，所以需对 粗提液进行纯化。经大孔树脂吸附技术处理后，可有效地去除色素提取液中大量的糖类、无 机盐等吸潮成分，有利于增强产品的稳定性和溶解度，同时使色素成分高度富集而提高色 素品质。
[0006] 目前对黒署红色素的提取方法较少，大多采用鲜薯直接提取，此法操作工序简单 易行，但杂质相对较多，且鲜薯贮藏和运输不便，成本高；其他方法如将其脱水干燥变成干 制品后再进行提取，经减压过滤、减压浓缩后干燥得粗色素，但存在色素稳定性差，色价较 低等问题。而本发明通过利用酸化乙醇液浸提，结合大孔吸附树脂技术，以期解决上述技术 问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是为了解决目前黑署红色素提取方法过程中存在的稳定性较差，色 价较低等技术问题而提供一种黑薯红色素的提取方法，该提取方法最终所得的黑薯红色素 稳定性好，色价较高，可达10. 53。
[0008] 本发明的技术方案
[0009] -种黑薯红色素的提取方法，具体包括以下步骤：
[0010] (1)、选成熟、无病虫害及机械损伤的鲜黑薯，用清水将黑薯表面的泥沙、杂质清洗 干净，去皮，然后切成大小优选为2cmX 2cmX 2cm左右的黑薯块；
[0011] (2)、在步骤（1)所得的黑薯块中加入无水乙醇，然后用高速组织捣碎机对黑薯块 进行捣碎，得到黑薯浆液；
[0012] 上述黑薯块和无水乙醇的用量，按黑薯块：无水乙醇为lg:0.1 mL的比例计算；
[0013] (3)、在步骤（2)所得的黑薯浆液中加入为黑薯浆液体积10-20倍的酸化乙醇液， 混匀后所得的混合液用浓度为0. 3%柠檬酸溶液对其进行调节pH至4. 5-6. 5,然后水浴控 制温度为40-60°C进行浸提l_4h，所得的浸提液过滤，收集所得的滤液控制转速为6000r/ min进行离心20min，收集上清液1 ;
[0014] 所述的酸化乙醇液，按每升计算，其组成及含量如下：
[0015] 无水乙醇 0· 50-0. 75L
[0016] 柠檬酸 1.0-2. Og
[0017] 余量为水；
[0018] (4)、将步骤（3)所得的上清液1以1倍柱体积/小时的流速通过装有大孔吸 附树脂的层析柱吸附lh，控制温度为20-30°C，吸附完后用pH为5. 5、体积百分比浓度为 60-90 %乙醇水溶液，控制上柱流速为1倍柱体积/小时对装有大孔吸附树脂的层析柱进行 洗脱，洗脱完成后收集在检测波长为530nm处吸光度0. 7632-1. 1270的流出液；
[0019] 所述的大孔吸附树脂为HZ-801、HZ-803、HZ-816或HZ-820,优选为HZ-816 ;
[0020] 所述的层析柱为上海禾汽玻璃仪器有限公司生产的3*200/24型层析柱；
[0021] (5)、将步骤（3)所得的流出液控制转速为6000r/min进行离心20min，去除沉淀后 所得的上清液2控制温度为30-50°C、压力-0.1 Mpa进行真空干燥6-16h，即得黑薯红色素。
[0022] 本发明的有益效果
[0023] 本发明的一种黑薯红色素的提取方法，由于采用酸化乙醇液浸提，结合大孔吸附 树脂技术，通过优化浸提工艺，筛选最优吸附树脂，最终得到的黑薯红色素具有良好稳定性 及较高的色价。并且其提取工艺简便、成本低及适宜工业化生产等优点。
【附图说明】
[0024] 图1、不同温度对黑薯红色素稳定性的影响。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明，但并不限制本发明。
[0026] 本发明的各实施例所需原料及仪器来源如下：
[0027] 黑薯（浙江桐庐农户提供）；乙醇、柠檬酸、80%过氧化氢、氯化钠、氯化镁、氯 化钾、氯化钙、氯化铁（均购自上海国药集团），大孔吸附树脂（HZ-801、HZ-803、HZ-816、 HZ-820型，华东理工亚东树脂厂），层析柱（3*200/24型，上海禾汽玻璃仪器有限公司）、精 密电子天平（RS-232型，上海恒平科学仪器有限公司）、电热恒温水浴锅（HHS型，上海医疗 器械五厂）、高速组织捣碎机（DS-1型，上海标本模型厂）、电热恒温鼓风干燥箱（DHG-9146A 型，上海精宏实验设备有限公司）、台式离心机（TDL-5型，上海安亭科学仪器厂制造）、紫外 可见光分光光度计（UV757CRT型，上海精密科学仪器有限公司）、酸度计（pHS-25型，上海精 科雷磁）；
[0028] 本发明的大孔吸附树脂的选取，步骤如下：
[0029] 取HZ-801、HZ-803、HZ-816、HZ-820四种型号的大孔吸附树脂各5g，浸提液各 50mL，分别置于200mL烧杯中，于摇床上振摇24h取出，测吸附余液的吸光度，并观察其吸附 效果，结果见下表1 ;
[0030] 所述的浸提液即技术方案中的一种黑薯红色素的提取方法的步骤（3)所得的浸 提液。
[0031] 表1经四种大孔吸附树脂吸附后，吸附余液的相应吸光值
[0032]
[0033] 综合上表1和现象的观察可得在同样条件下，HZ-816型为最佳的一项，有最好的 吸附效果。
[0034] 上述的大孔吸附树脂的泄漏点的确定，具体步骤如下：
[0035] 于20cm长的层析柱内加入约15cm长的大孔吸附树脂，将技术方案中的一种黑薯 红色素的提取方法的步骤（3)所得的上清液1定量的慢慢加入层析柱中，并收集此流出液， 每滴出IOmL在波长为530nm下测其吸光度，以未经处理的浸提液为空白对照：
[0036] 采用分光光度计进行检测，流出液在检测波长为530nm处的吸光度满足（Ag -Ax) / A原彡10%，确定Ax彡1. 1448时，此处即为泄漏点，结果见表2，
[0037] 表2大孔吸附树脂泄漏点的确定
[0038]
[0040] 由表2可知，流出液在检测波长为530nm处的吸光度为I. 125时，即当接到第28 份时出现泄漏点。
[0041] 大孔吸附树脂的洗脱点确定的方法，具体步骤如下：
[0042] 到泄漏点的位置后，用体积百分比浓度为70%的乙醇水溶液对大孔吸附树脂中吸 附的黑薯红色素开始进行洗脱，满足（AtrAy) /A。彡40%，其中A。为当测泄漏点时的A原，其 大小即为1. 272, Ay同测泄漏点时的Ax，y是每次接IOmL滴出液的次数，流出液在检测波长 为530nm处的吸光度满足Ay彡0. 7632时，此处即为洗脱点，结果见表3
[0043] 表3大孔吸附树脂洗脱点的确定
[0044]
[0046] 从表3中可以看出，流出液在检测波长为530nm处的吸光度为0. 758时，即为洗脱 点。
[0047] 本发明各实施例中黑薯红色素的色价的测量方法，步骤如下：
[0048] 取0.1 g黑薯红色素溶于IOOmL水，然后再用水稀释10倍后在波长为530nm下测 得吸光值，通过如下公式计算黑薯红色素的色价：
[0049] E = AXf/m，其中，E为色价，A为530nm处所测得的吸光值、f为稀释倍数、m为色 素质量。
[0050] 实施例1
[0051] -种黑薯红色素的提取方法，具体包括以下步骤：
[0052] (1)、选成熟、无病虫害及机械损伤的鲜黑薯，用清水将黑薯表面的泥沙、杂质清洗 干净，去皮，然后切成大小为2cmX2cmX2cm的黑薯块；
[0053] (2)、取50g步骤（1)所得的黑薯块，加入5mL无水乙醇，然后用高速组织捣碎机对 黑薯块进行捣碎，得到黑薯浆液；
[0054] (3)、在步骤（2)所得的黑薯浆液中加入为黑薯浆液体积10倍的酸化乙醇液，混 匀后所得的混合液用浓度为〇. 3 %柠檬酸溶液对其进行调节pH至4. 5,然后水浴控制温度 为50°C进行浸提2h，所得的浸提液过滤，收集所得的滤液，控制转速为6000r/min进行离心 20min，得到上清液1 ;
[0055] 所述的酸化乙醇液，按每升计算，其组成及含量如下：
[0056] 无水乙醇0· 65L
[0057] 柠檬酸 1.0 g
[0058] 余量为水；
[0059] (4)、将步骤（3)所得的上清液1以1倍柱体积/小时的流速通过装有HZ-816型 大孔吸附树脂的层析柱吸附lh，吸附过程中控制温度为20-30°C，吸附完后用pH为5. 5、浓 度为70%乙醇水溶液，控制上柱流速为1倍柱体积/小时对装有大孔吸附树脂的层析柱进 行洗脱，收集在检测波长为530nm处吸光度为0. 7632-1. 1270的流出液，即为含有黑薯红色 素的流出液；
[0060] (5)、将步骤（4)所得的含有黑薯红色素的流出液，控制转速为6000r/min进行离 心20min，去除沉淀后所得的上清液控制温度为35°C、压力-0.1 Mpa进行真空干燥10h，即得 0. 114g黑薯红色素，计算得其提取率为0. 228%。
[0061] 上述所得的黑薯红色素的稳定性影响因素的测试：
[0062] 准确称取0.1 g上述所得的黑薯红色素，溶于IOOmL水中，得到浓度为