專利名稱：一種從紫色小白菜葉片中提取花青素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于蔬菜營養(yǎng)成分的提取方法，具體涉及一種從紫色小白菜葉片中提取花青素的方法。
背景技術(shù)：
色素是一種重要的食品添加劑，隨著科技的進(jìn)步和人類健康意識的提高，人們發(fā)現(xiàn)合成色素存在不同程度的慢性毒性、致畸性和致癌性。研究開發(fā)安全、無毒和具有保健功能的天然色素，是當(dāng)今社會發(fā)展的必然趨勢。花青素是一類廣泛存在于植物體中類黃酮類天然色素，一般以糖苷的形式積累于液泡內(nèi)?；ㄇ嗨夭粌H使花卉、水果和蔬菜呈現(xiàn)美麗的顏色，還賦予其更高的功能性，如抗紫外線、抗病、抗蟲等，而且還可以清除自由基，具有很強(qiáng)的抗氧化能力，在醫(yī)學(xué)上已證明對花青素對人類血液循環(huán)失調(diào)、肝機(jī)能障礙、心血管、癌癥和艾滋病等疾病具有一定的療效，因此日益受到重視。紫色小白菜是韓國應(yīng)用細(xì)胞質(zhì)雄性不育系育成的雜交Fl(中文名稱“紫羅蘭”)，2006年在國內(nèi)市場銷售，深受歡迎?！白狭_蘭” 個體生長速度較慢，葉片正面紫色，背面綠色，葉脈紫色，葉柄翠綠。在秋季栽培條件下，由于陽光充足，葉片的亮紫色表現(xiàn)尤為突出?！白狭_蘭”紫色小白菜葉色獨特，有必要對其紫色小白菜紫色成分花青素進(jìn)行研究?；ㄇ嗨厥且环N水溶性色素，易溶于極性溶劑，如水，甲醇，乙醇等。植物中花青素的提取方法比較成熟的主要有浸提法、超聲波法和微波法。超聲波法、微波法能夠提高提取率，縮短提取時間，但設(shè)備成本較高、工藝復(fù)雜、能耗較高等。浸提法設(shè)備簡單、操作簡便、工序簡單，是應(yīng)用時間最長，應(yīng)用范圍最廣的提取方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種從紫色小白菜葉片中提取花青素的方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過如下技術(shù)方案得以實現(xiàn)
一種從紫色小白菜葉片中提取花青素的方法，其特征在于，該方法以紫色小白菜葉片為原料，經(jīng)冷凍凍干粉并粉碎、乙酸溶液浸提，高速離心、過濾，得到高濃度的花青素提取液，具體包括下列步驟
步驟一，將紫色小白菜葉片在-40°C下進(jìn)行冷凍干燥，干燥后進(jìn)行粉碎并過40目篩，得到紫色小白菜葉片凍干粉；
步驟二，將紫色小白菜葉片凍干粉置于離心管中，以35%體積分?jǐn)?shù)的乙酸溶液作為提取溶劑，采用浸提法，在25°C環(huán)境下，提取2次，每次提取的料液比為1:10，提取時間Imin 左右；
步驟三，每次的提取液于HOOOrpm下離心lOmin，取上清液過0. 45 μ m濾膜，即得到高濃度的花青素提取液；
步驟四，兩次得到的花青素提取液，單獨或合并后進(jìn)行色素的濃縮和精制即得純品。本發(fā)明提供的從紫色小白菜中提取花青素的方法，其有益之處在于1)簡單該方法簡便易行，實驗條件溫和。2)省時提取時間短。3)高效提取液中花青素含量較高，且不含有干擾色素——葉綠素。4)成本低廉提取劑選用的乙酸，成本低廉；提取溫度25°C，即室溫環(huán)境，幾乎沒有能耗；提取液中花青素含量較高，而沒有傳統(tǒng)提取劑常見的葉綠素干擾現(xiàn)象，這就大大簡化了分離純化的步驟，降低了分離純化的成本。5)安全提取劑安全無毒，所提取色素可安全應(yīng)用于食品領(lǐng)域。


圖1是不同提取劑提取的花青素光譜； 圖2是不同溶液環(huán)境中的葉綠素光譜； 圖3是不同濃度乙酸提取的花青素光譜； 圖4是不同提取方法提取的花青素光譜； 圖5是不同提取次數(shù)提取的花青素光譜。以下結(jié)合實驗和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實施例方式本發(fā)明的從紫色小白菜葉片中提取花青素的方法，將紫色小白菜葉片在-40°C冷凍干燥，粉碎，將紫色小白菜葉片粉末置于離心管中，以35%體積分?jǐn)?shù)的乙酸為提取液，料液比為(g/mL)l 10，提取溫度25°C，提取時間Imin左右，共提取兩次，高速離心并過濾后得到較純的花青素提取液。提取液定量稀釋后在可見光區(qū)進(jìn)行光譜掃描，以確定花青素的特征吸收峰位及峰值，并檢驗有無葉綠素的干擾。兩次得到的花青素提取液，單獨或合并后進(jìn)行色素的濃縮和精制即得純品。本發(fā)明的從紫色小白菜葉片中提取花青素的方法，使用乙酸/水的混合溶劑，在一定溫度下進(jìn)行提取，可以高效率、高純度地獲得花青素提取液。避免了傳統(tǒng)提取方法的大量葉綠素析出現(xiàn)象，是相對較純的提取液，減少了精制工序。本發(fā)明的方法是根據(jù)相似相溶的原理進(jìn)行的。其過程的實質(zhì)是花青素從細(xì)胞內(nèi)部向溶劑轉(zhuǎn)移的傳質(zhì)過程溶劑分子從溶劑主體傳遞到粉狀顆粒的表面，細(xì)胞中的成分由于擴(kuò)散作用迅速進(jìn)入溶劑中。最終花青素從粉狀顆粒溶解于溶劑主體中。其中，花青素在所選溶劑中溶解度的大小以及向溶劑擴(kuò)散的難易程度是影響提取率的兩個主要因素。而花青素在所選溶劑中的擴(kuò)散速度又取決于固體顆粒大小、料液比、提取溫度等因素?；ㄇ嗨赝ǔΥ嬗谥参锛?xì)胞的液泡內(nèi)，而液泡膜和細(xì)胞膜產(chǎn)生的擴(kuò)散阻力使得其浸提速率比較小。對原料進(jìn)行諸如干燥或粉碎之類的預(yù)處理，有助于植物細(xì)胞膜的破裂，溶劑也容易進(jìn)入植物細(xì)胞內(nèi)部直接溶解花青素，從而可以提高提取效率。在發(fā)明人給出的實驗中，以下參考文獻(xiàn)被引用
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北京好地種子有限公司銷售的“紫羅蘭”小白菜種子，其個體生長速度較慢，葉片正面紫色，背面綠色，葉脈紫色，葉柄翠綠。溫室中栽培，商品采收期采收葉片，-40°C下冷凍干燥，磨碎后過40目篩，于密閉、干燥、避光環(huán)境中保存?zhèn)溆谩?. 2試驗方法
1. 2. 1花青素的提取
提取工藝的優(yōu)化采用單因素試驗。單因素及其水平為 提取溫度(°C) :25、35、45、55、65、75 ； 料液比(g/mL) :1:5、1:10、1:20、1:30、1:40、1:50 ； 提取時間(min) 1 min、5 min、15 min、30 min、45 min、60min ； 提取次數(shù)1、2、3、4次。經(jīng)過不同的提取工藝提取后，離心(14000rpm, IOmin),取上清液過0. 45 μ m濾膜并定量稀釋后上樣測定。1. 2. 2光譜掃描確定花青素的特征峰位及峰值
測定液用島津UV-2550紫外-可見分光光度計進(jìn)行光譜掃描?；ㄇ嗨貙嶋H吸光度由以下公式(1)、(2)視情況擇一進(jìn)行換算，提取液濃度由公式 (3)進(jìn)行計算:
A= (Aa-Acn) -0. 1 (Acp-Acn)(1)
A=Aa-HiAcp(2)
提取液濃度(mg/mL) =AXMWXDf/ ( ε XL) (3)
式中A 花青素實際吸光度·Α 花青素特征吸收峰值；Am 葉綠素特征吸收谷值；Α。ρ 葉綠素特征吸收峰值；m 干擾系數(shù)，即葉綠素在花青素特征吸收峰處的峰值與其本身的特征吸收峰值之比；麗矢車菊素-3-葡萄糖苷的分子量，449. 2 ；DF 稀釋倍數(shù)；ε 矢車菊素-3-葡萄糖苷的摩爾消光系數(shù)，26900 ；L 比色皿光程，Icm0公式(1)在測定液中葉綠素含量較少時采用，公式(2)在測定液中葉綠素含量較多時采用[8_9]。每個處理3次重復(fù)，用鄧肯新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。2結(jié)果與分析 2. 1提取劑的篩選
以10%濃度(體積分?jǐn)?shù)，下同)的乙酸水、1%濃度的HCl-甲醇、1%濃度的HCl-乙醇和1% 濃度的HCl-丙酮為提取劑，25°C下浸提30min。提取的花青素光譜掃描結(jié)果如圖1所示，葉綠素在不同溶劑環(huán)境中的光譜如圖2所示，花青素實際吸光度如表1所示。表1 不同提取劑的花青素提取效果比較
飄·霞急___芘奮豪禱λ A子tt系數(shù)j A ι L................................................. 一-“I 纖？？ 爾水驗紅—0. 254XSHCl-Φ 653 1 0.5040. 226530 b I 0.5290.415iVKi-乙 B 紅S654 [ 0,4560. 22453 .n I 0.3840. 262ifflci-WR麵654 0. S0. 245.529, C 1 0,18 0.035
由圖1可以看出，4種提取劑只有10%濃度的乙酸水的提取液中沒有葉綠素的析出。通過提純紫色小白菜中的葉綠素，得出了葉綠素在1%濃度的HCl-甲醇、1%濃度的HCl-乙醇、 1%濃度的HCl-丙酮中的干擾系數(shù)，利用公式(2)計算得出花青素的實際吸光度。在表1中， 不考慮測定環(huán)境的差異，以1%濃度的HCl-甲醇的特征峰值為最高，以1%濃度的HCl-丙酮的特征峰值為最低，幾乎為0?？紤]到甲醇的毒性對該色素在食用天然色素方面的應(yīng)用有很大限制，并且其葉綠素提取量太高，增加了進(jìn)一步色素提純和精制的工作量，所以選擇10% 濃度的乙酸水作為提取劑。
2.2乙酸提取濃度的篩選
在 25°C下，設(shè)置 11 個乙酸濃度的梯度(％) :5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55 ；25°C 下分別提取30min，離心并過濾后取上清液，定量稀釋同時調(diào)整乙酸濃度統(tǒng)一為10%，平衡 2h后上樣測定。提取的花青素光譜掃描結(jié)果如圖3所示，花青素實際吸光度如表2所示。
表2 不同濃度乙酸的花青素提取效果比較
權(quán)利要求
1. 一種從紫色小白菜葉片中提取花青素的方法，其特征在于，該方法以紫色小白菜葉片為原料，經(jīng)冷凍干燥并粉碎，乙酸溶液萃取，高速離心，過濾，得到花青素提取液，具體包括下列步驟步驟一，將紫色小白菜葉片在-40°C下進(jìn)行冷凍干燥，干燥后粉碎并過40目篩，得到紫色小白菜葉片凍干粉；步驟二，將紫色小白菜葉片凍干粉置于離心管中，以35%體積分?jǐn)?shù)的乙酸溶液作為提取溶劑，在25°C環(huán)境下，浸提2次，每次提取的料液比為1:10，提取時間lmin;步驟三，每次的提取液于HOOOrpm下離心lOmin，取上清液過0. 45 μ m濾膜，即得到高濃度的花青素提取液；步驟四，兩次的花青素提取液單獨或合并后進(jìn)行色素的濃縮和精制，即得純品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從紫色小白菜葉片中提取花青素的方法，該方法以紫色小白菜葉片為原料，經(jīng)冷凍干燥并粉碎，以35%體積分?jǐn)?shù)的乙酸為提取劑，25℃浸提兩次，能夠較充分的提出花青素。本發(fā)明提供的方法簡便易行，試驗條件無毒、溫和、能耗低；提取時間短；提取液花青素濃度高；提取劑篩選過程中充分考慮了紫色小白菜葉綠素高的特點，有效避開了葉綠素析出對花青素的干擾，光譜掃描中沒有發(fā)現(xiàn)葉綠素的特征峰。用于提取的溶劑安全無毒，有利于環(huán)境保護(hù)和色素在食品領(lǐng)域的推廣。
文檔編號C09B61/00GK102167691SQ20111006065
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者張魯剛, 李長新 申請人:西北農(nóng)林科技大學(xué)