线叶金雀花色素的提取工艺研究【字数：8900】
本文主要是探索使用超声辅助浸提法对叶金雀花色素的最佳提取工艺，以线叶金雀花色素吸光度为指标，研究四个因素包括超声时间、乙醇浓度、提取温度、料液比对线叶金雀花色素吸光度值的影响。在得到最佳提取范围的基础上利用Design-expert软件，进行三因素包括乙醇浓度、提取温度、料液比的响应面优化设计。结果显示在提取温度为60℃的情况下，线叶金雀花色素的最佳提取条件为超声提取时间40min、乙醇体积分数49%、料液比1:42 g/mL。在此最佳条件下测得线叶金雀花色素的吸光度值为0.824，与理论预测值0.836相近。
目 录
1.引言 1
1.1线叶金雀花研究概况 1
1.1.1线叶金雀花概述 1
1.1.2线叶金雀花化学成分和药理作用的研究现状 1
1.2天然色素及其制备方法的研究概况 1
1.2.1天然色素概况 1
1.2.2 天然色素的制备方法的研究现状 2
1.3 本论文的研究目的和内容 3
1.3.1研究目的 3
1.3.2研究内容 3
2．材料与方法 5
2.1 材料 5
2.2 方法 5
2.2.1 线叶金雀花色素提取工艺 5
2.2.2 线叶金雀花色素光谱曲线的测定 5
2.2.3 线叶金雀花色素标准曲线的测定 5
2.2.4单因素试验 5
2.2.4.1提取时间的选择确定 5
2.2.4..2乙醇浓度的选择确定 6
2.2.4.3提取温度的选择确定 6
2.2.4.4料液比的选择确定 6
2.2.5响应面法优化线叶金雀花色素提取条件研究 6
3.结果讨论 8
3.1 线叶金雀花色素吸收光谱特征 8
3.2单因素试验的数据分析 9
3.2.1 提取时间对提取线叶金雀花色素的影响 9
3.2.2乙醇浓度对提取线叶金雀花色素的影响 10
3.2.3 提取温度对提取线叶金雀花色素的影响 10
3.2.4料液比对提取线叶金雀花 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
色素的影响 11
3.3响应面法与优化结果分析 11
3.3.1响应面优化设计表 12
3.3.2回归方差分析表 12
3.4各因素交互作用分析 13
3.5响应面优化的验证 15
参考文献 17
致谢 19
1.引言
1.1线叶金雀花研究概况
1.1.1线叶金雀花概述
豆科植物线叶金雀花是生长在南非200公里以北的赛德伯格地区的一种开花灌木植物，其作为茶或药用在国外已有300多年的，于2014年被我国卫计委批准为新食品原料，具有广泛的安全性[1]。因其制做的茶味道甜美、气味芬芳，不含咖啡因，鞭质很少，且含有丰富的抗氧剂，是目前最时尚的草本植物饮品[2]。近年来，随着科学家对线叶金雀花的深入研究，其对于预防和治疗慢性疾病的具有较强的作用，得到了人们越来越多的关注，具有较好的开发应用价值。
1.1.2线叶金雀花化学成分及药理作用的研究现状
近年来，线叶金雀花的研究主要集中在化学成份和药理作用的研究，马青等[3]对线叶金雀花化学成份研究结果显示，线叶金雀花的叶与小枝富含多酚类化合物以及特有的黄酮类成分，其中酚酸类成分大部分为羟基苯甲酸类和苯丙酸类。黄酮类成分包括槲皮素、芦丁、异槲皮苷、东方蓼黄素、异东方蓼黄素、木犀草素、牡荆素、异牡荆素等[2]。其枝叶富含的多酚类化合物和黄酮类化合物，具有自由基清除及抗氧化作用、心血管保护作用、脑血管保护作用、降血糖作用、抗癌抗诱变作用、抗炎作用、保肝作用、消化系统保护作用、脂肪代谢等一系列作用[3]。何春兰等[4]在对线叶金雀花的药用机制的研究中指出，线叶金雀花的乙醇提取物对患有糖尿病肾病的大鼠具有保护作用。
1.2天然色素及制备方法的研究进展
1.2.1天然色素概况
天然食用色素就是直接从自然界中提取并通过精制而获得的产品，它作为一种食品添加剂，一般作为食品的着色剂，可以用于糕点、饮料、罐头、糖果等食品。除此之外，也可以应用于日常生活用品如牙膏，也可以使用在化妆品的着色上。在医学工业上，一般用作药片外衣的着色[5]。和天然色素相比，人工合成色素颜色更加丰富多彩，有较强的着色能力，生产成本低导致价格低廉，易大规模生产等优点。20世纪初，随着毒理学和生物学研究的不断深入，发现原先曾允许使用的人工合成食用色素中，大多数种类对人体都具有不同程度的伤害，尤其是偶氮化合物类合成色素更是具有致癌的作用[5]。天然色素来源于自然界的天然物，现在我国市场上所用的天然色素大部分都来源于植物性原料，绝大部分来自蔬菜与水果，如从红枣枣皮为中获取到枣皮红色素；从紫色马铃薯中提取紫色马铃薯花色苷等。植物天然色素安全性高，具有较高的生物活性，基本无毒副作用，甚至对人体还有一定的益处，例如玫瑰茄色素，其有较强的抗氧化能力[7]，因此在食品领域作为着色剂被使用[6]。植物天然色素不仅着色色调比较色泽自然，而且还拥有特别的香味，可以改善食品的色泽并且增强食品的风味[8]。但是植物色素的稳定性极差，在加工过程中极其容易受到食品添加剂和环境因素的影响，因为天然色素是从动植物中分离出来，常共存有其他成分，纯化难度大，提取纯化成本相对较高。处于生产成本的考虑，食品行业只能用合成色素取代天然色素进行相应的产品生产，亟待开发新的、稳定性高的天然色素。线叶金雀花作为一种开花灌木，具有较高的抗氧化性，从中提取植物天然色素作为着色剂具有较好的开发前景。
1.2.3 天然色素的制备方法
目前天然色素制备方法主要有：萃取法、超声提取法、微波辅助萃取法、微波超声协同提取法等。
1、萃取法：是一种较为常见和操作简便的方法，常用于提取醇溶性和水溶性色素[9]。该方法是根据待提取原料的理化性质，选择相应的溶剂作为提取剂，混合静置一段时间，使色素充分的在有机溶剂中溶解，然后离心、过滤，再将得到的色素粗提液进一步的浓缩干燥，得到色素产品。此方法对提取设备和提取工艺流程要求相对简易，但浸提时间过长，浸提产物存在纯度较低、容易有异味和溶剂残留等弊端。刘晶晶等[10]选择了乙醇做为提取剂，以鸭血糯为原料从中萃取鸭血糯色素，通过实验优化，确定了鸭血糯色素的最佳提取工艺：在pH为1的条件下，提取温度65℃、乙醇浓度75%、提取时间3h、料液比1:110(g/mL)。
目 录
1.引言 1
1.1线叶金雀花研究概况 1
1.1.1线叶金雀花概述 1
1.1.2线叶金雀花化学成分和药理作用的研究现状 1
1.2天然色素及其制备方法的研究概况 1
1.2.1天然色素概况 1
1.2.2 天然色素的制备方法的研究现状 2
1.3 本论文的研究目的和内容 3
1.3.1研究目的 3
1.3.2研究内容 3
2．材料与方法 5
2.1 材料 5
2.2 方法 5
2.2.1 线叶金雀花色素提取工艺 5
2.2.2 线叶金雀花色素光谱曲线的测定 5
2.2.3 线叶金雀花色素标准曲线的测定 5
2.2.4单因素试验 5
2.2.4.1提取时间的选择确定 5
2.2.4..2乙醇浓度的选择确定 6
2.2.4.3提取温度的选择确定 6
2.2.4.4料液比的选择确定 6
2.2.5响应面法优化线叶金雀花色素提取条件研究 6
3.结果讨论 8
3.1 线叶金雀花色素吸收光谱特征 8
3.2单因素试验的数据分析 9
3.2.1 提取时间对提取线叶金雀花色素的影响 9
3.2.2乙醇浓度对提取线叶金雀花色素的影响 10
3.2.3 提取温度对提取线叶金雀花色素的影响 10
3.2.4料液比对提取线叶金雀花 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
色素的影响 11
3.3响应面法与优化结果分析 11
3.3.1响应面优化设计表 12
3.3.2回归方差分析表 12
3.4各因素交互作用分析 13
3.5响应面优化的验证 15
参考文献 17
致谢 19
1.引言
1.1线叶金雀花研究概况
1.1.1线叶金雀花概述
豆科植物线叶金雀花是生长在南非200公里以北的赛德伯格地区的一种开花灌木植物，其作为茶或药用在国外已有300多年的，于2014年被我国卫计委批准为新食品原料，具有广泛的安全性[1]。因其制做的茶味道甜美、气味芬芳，不含咖啡因，鞭质很少，且含有丰富的抗氧剂，是目前最时尚的草本植物饮品[2]。近年来，随着科学家对线叶金雀花的深入研究，其对于预防和治疗慢性疾病的具有较强的作用，得到了人们越来越多的关注，具有较好的开发应用价值。
1.1.2线叶金雀花化学成分及药理作用的研究现状
近年来，线叶金雀花的研究主要集中在化学成份和药理作用的研究，马青等[3]对线叶金雀花化学成份研究结果显示，线叶金雀花的叶与小枝富含多酚类化合物以及特有的黄酮类成分，其中酚酸类成分大部分为羟基苯甲酸类和苯丙酸类。黄酮类成分包括槲皮素、芦丁、异槲皮苷、东方蓼黄素、异东方蓼黄素、木犀草素、牡荆素、异牡荆素等[2]。其枝叶富含的多酚类化合物和黄酮类化合物，具有自由基清除及抗氧化作用、心血管保护作用、脑血管保护作用、降血糖作用、抗癌抗诱变作用、抗炎作用、保肝作用、消化系统保护作用、脂肪代谢等一系列作用[3]。何春兰等[4]在对线叶金雀花的药用机制的研究中指出，线叶金雀花的乙醇提取物对患有糖尿病肾病的大鼠具有保护作用。
1.2天然色素及制备方法的研究进展
1.2.1天然色素概况
天然食用色素就是直接从自然界中提取并通过精制而获得的产品，它作为一种食品添加剂，一般作为食品的着色剂，可以用于糕点、饮料、罐头、糖果等食品。除此之外，也可以应用于日常生活用品如牙膏，也可以使用在化妆品的着色上。在医学工业上，一般用作药片外衣的着色[5]。和天然色素相比，人工合成色素颜色更加丰富多彩，有较强的着色能力，生产成本低导致价格低廉，易大规模生产等优点。20世纪初，随着毒理学和生物学研究的不断深入，发现原先曾允许使用的人工合成食用色素中，大多数种类对人体都具有不同程度的伤害，尤其是偶氮化合物类合成色素更是具有致癌的作用[5]。天然色素来源于自然界的天然物，现在我国市场上所用的天然色素大部分都来源于植物性原料，绝大部分来自蔬菜与水果，如从红枣枣皮为中获取到枣皮红色素；从紫色马铃薯中提取紫色马铃薯花色苷等。植物天然色素安全性高，具有较高的生物活性，基本无毒副作用，甚至对人体还有一定的益处，例如玫瑰茄色素，其有较强的抗氧化能力[7]，因此在食品领域作为着色剂被使用[6]。植物天然色素不仅着色色调比较色泽自然，而且还拥有特别的香味，可以改善食品的色泽并且增强食品的风味[8]。但是植物色素的稳定性极差，在加工过程中极其容易受到食品添加剂和环境因素的影响，因为天然色素是从动植物中分离出来，常共存有其他成分，纯化难度大，提取纯化成本相对较高。处于生产成本的考虑，食品行业只能用合成色素取代天然色素进行相应的产品生产，亟待开发新的、稳定性高的天然色素。线叶金雀花作为一种开花灌木，具有较高的抗氧化性，从中提取植物天然色素作为着色剂具有较好的开发前景。
1.2.3 天然色素的制备方法
目前天然色素制备方法主要有：萃取法、超声提取法、微波辅助萃取法、微波超声协同提取法等。
1、萃取法：是一种较为常见和操作简便的方法，常用于提取醇溶性和水溶性色素[9]。该方法是根据待提取原料的理化性质，选择相应的溶剂作为提取剂，混合静置一段时间，使色素充分的在有机溶剂中溶解，然后离心、过滤，再将得到的色素粗提液进一步的浓缩干燥，得到色素产品。此方法对提取设备和提取工艺流程要求相对简易，但浸提时间过长，浸提产物存在纯度较低、容易有异味和溶剂残留等弊端。刘晶晶等[10]选择了乙醇做为提取剂，以鸭血糯为原料从中萃取鸭血糯色素，通过实验优化，确定了鸭血糯色素的最佳提取工艺：在pH为1的条件下，提取温度65℃、乙醇浓度75%、提取时间3h、料液比1:110(g/mL)。
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