黑布林色素的分离纯化工艺研究
目 录
1 引言 1
1.1 色素及天然色素 1
1.2 天然色素 1
1.3 花青素类色素研究进展 3
1.4 纯化方法 4
2 实验材料与方法 6
2.1 实验原料 6
2.2 主要试剂和材料 6
2.3 主要设备 7
2.4 黑布林色素的提取实验 7
2.5 黑布林色素的纯化实验设计 7
2.6 纯化后色素的基本性质比较 9
3 结果与分析 10
3.1 最大吸收波长的确定 10
3.2 大孔吸附树脂的筛选 10
3.3 静态吸附实验结果 11
3.4 动态吸附实验结果 13
3.5 纯化后色素性质比较结果 14
结 论 16
致 谢 17
参 考 文 献 18
1 2 引言
黑布林，是李子的一种，含有丰富的营养物，并且包含钾、钠、磷、蛋白质、硫胺素、尼可酸、钙、铁、镁、抗坏血酸以及多种糖、天门冬素、氨基酸等营养成分。据研究显示，它有显著的保健功能，可以起到气血津液、保肝护肝、清除淤毒、消渴引饮等作用。黑布林果皮中含有大量的花青素，而花青素是一种安全的可食用的天然色素[1]，也是一种有效的抗氧化剂[2]，能促进人体产生胶原蛋白等物质，具有促进血液凝固，延缓衰老，提高脑代谢，降低血脂，提高免疫接种等重要的生理功能[3]。
在食品工业中，利用黑布林加工果汁饮料、果酒等产品时，常常伴随着不少废渣弃物的产生，若直接丢弃，不可避免地会违背资源重复利用的理念，而从皮渣中提取花青素是一种较好的综合利用途径，也能降低企业的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
运营成本。本文对黑布林果皮中色素的分离纯化工艺进行了初步研究，以期得到品质较好的黑布林果皮色素产物。
1.1 色素及天然色素
食用色素按照来源可以分为两类，分别是人工合成和天然色素[4]。人工合成色素有许多天然色素不可比拟的优点，但是这些年来，国内外专家学者接连发现其对人体有毒害作用，危及人类的生命安全，它不仅具有一般毒性和致泻性等特点，还会使人类患癌的几率大大增加 [5-6]。天然色素通常存在于自然界的动植物细胞组织中，是一种天然着色物质。人们通过物理方法可以从中提纯得到天然食用色素，因此有关它的开发应用也成为一大研究热点[7-8]，势必会逐渐成为当今世界发展的新潮流。因为合成色素会存在一些安全性问题，所以开发更多种类的天然色素已成为一项重大课题。
1.2 天然色素
1.2.1 天然色素的呈色机理
在一些植物的花、叶子、皮和果实等部位往往会呈现出各种各样的颜色，究其原因是由植物自身内部的天然色素产生的。其机制是在阳光的照射下，植物内部的一些色素会吸收一定频率的有色光，使分子内的电子发生跃迁。因为它们不同的电子成键能力，需要不同的能量来使电子激发跃迁，所以对吸收光的频率的选择性也不同。因此，在大自然中，我们看到姹紫嫣红的美丽景色。
1.2.2 天然色素的种类介绍
天然色素不仅对人体无毒无害，相左的，对于人体还起到直接或者间接的保健作用。天然色素主要以下分为四类：1、胡萝卜素类色素2、黄酮类色素3、花色苷类色素4、叶绿素类色素。胡萝卜素中的类胡萝卜素可以防止生物膜的损害，保证人体细胞的内安全。叶黄素活性很强，可以去血液中的氧气发生氧化反应，还可以作为效果良好新型抗氧化剂，对于人体的抗衰老的具有重要意义。黄酮类色素可以吸收紫外线，在人体内形成天然的遮阳伞，可以有效的避免高强度紫外晒伤，可以预防紫外过度照射而导致的皮肤癌，阻止此类癌细胞的生长。叶绿素类色素功用与其他色素有相同的部分，可以延缓细胞的衰老，抑制癌细胞的产生和扩散 [9]。
1.2.3 天然色素的生理功能
1.2.3.1 清除自由基、防止氧化
花青素广泛存在于植物果实的组织中，它的主要作用是避免植物果实中的某些成分被氧化。在20世纪80年代，人们逐渐认识到要想达到提高营养水平、保持身体健康的目的，至关重要的一步就是清除人体内部的自由基、防止被氧化。在现代食品生产加工过程中，人们把花青素制成抗氧化剂。然而和其他抗氧化剂相比，它在清除自由基能力方面是最强的，有着无可比拟的优越性。
1.2.3.2 预防癌症发生
各项实验和研究表明，在人体内部，花青素都能够表现出突出的生理保健功能，抑制细胞病变，减少癌细胞增殖与扩散，从而降低人类患癌的风险。它可避免发生皮肤癌，抑制前列腺癌、乳腺癌等癌症进一步恶化。花青素具有强效的抗氧化能力，对环氧化酶起到抑制作用，这些能够促进细胞癌变，加快病变的发展进程 [10]。吕晓玲[11]等人研究了紫甘薯花色苷的抗氧化作用，建立了荧光化学发光法来进行分析。实验结果表明，紫甘薯中的花色苷可以有效地清除活性氧（ROS），这些ROS具有危害性，如O2-、-OH和H2O2等因子，会使人体内的细胞发生癌变，提高癌症的发病率。曹东旭[12]等人对紫甘薯花色苷的抗肿瘤活性进行了分析研究，以人肝癌细胞He *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
pG2建立起模型。研究结果表明，采用浓度为800μg/mL花色苷对肿瘤细胞进行72 h处理后，其生长速率缓慢，可以使肿瘤抑制率高达80%。
1.2.3.3 预防疾病
法国人喜欢吃一些含食物，这些食物中含有高饱和脂肪酸。在欧洲等许多发达国家，年龄大的人群中心脑血管发病率很高，然后法国人患病的机会很少。研究发现，法国人酷爱在饭桌上饮用红葡萄酒，然而红葡萄酒中有高含量的花青素，能促进人的身体健康，这就是著名的“法兰西悖论”。医学实验表明，导致动脉粥样硬化的主要元凶是人体内的超氧自由基和羟自由基[13]。花青素能有效的清除这两种物质，明显地防止血小板的凝集，并且抑制脂蛋白的氧化。花青素还有以下功能特点，比如：增进循环系统，增强毛细血管、静脉、动脉的机能[14]。
1.2.3.4 改善视力、预防近视
花青素能使动物和人在夜晚等较暗的情况下也能看得较清楚。一些富含花青素的植物水果，如黑醋栗和越橘能够提高人们在夜晚中的视力，使人们的眼睛有良好的适应性。研究证明存在于黑醋栗中的花青素能够刺激视网膜，并促进视网膜色素再生。蓝莓中的花青素可以清除存在于人体中的部分自由基，从而改善视力。原因是高含量的自由基会促使眼睛中晶状体的蛋白质氧化，进而产生浑浊，最终使年龄大的人患上白内障等眼部疾病。蓝莓的提取液对人体也有辅助治疗作用，如缓解视觉疲劳及弱视等。据日本中川和宏之，是一名著名的生物医学博士，经他研究发现，视网膜细胞中视紫质对人的视力影响很大。经证实存在于蓝莓中的花青素能够防止视网膜剥离，改善中度近视，促进视紫质生成，从而使人们的视力得到提高。因为花青素的种种功效，一些科研人员加大对花青素的开发，从一些植物水果中提取花色素，投入工业生产，制成各种保健品如眼药水等，并风靡世界各国。
花青素被认为是美容养颜的圣品，并且有以下的功能特点：（1）它可以降低毛细血管通透性，改善皮肤炎症；（2）合成丰富的胶原蛋白，并且清除自由基，防止晒黑；（3）牢牢锁住皮肤中的水分，减少水分的流失，从而起到保湿嫩肤的效果。[15]
3.3 主要设备
1 引言 1
1.1 色素及天然色素 1
1.2 天然色素 1
1.3 花青素类色素研究进展 3
1.4 纯化方法 4
2 实验材料与方法 6
2.1 实验原料 6
2.2 主要试剂和材料 6
2.3 主要设备 7
2.4 黑布林色素的提取实验 7
2.5 黑布林色素的纯化实验设计 7
2.6 纯化后色素的基本性质比较 9
3 结果与分析 10
3.1 最大吸收波长的确定 10
3.2 大孔吸附树脂的筛选 10
3.3 静态吸附实验结果 11
3.4 动态吸附实验结果 13
3.5 纯化后色素性质比较结果 14
结 论 16
致 谢 17
参 考 文 献 18
1 2 引言
黑布林，是李子的一种，含有丰富的营养物，并且包含钾、钠、磷、蛋白质、硫胺素、尼可酸、钙、铁、镁、抗坏血酸以及多种糖、天门冬素、氨基酸等营养成分。据研究显示，它有显著的保健功能，可以起到气血津液、保肝护肝、清除淤毒、消渴引饮等作用。黑布林果皮中含有大量的花青素，而花青素是一种安全的可食用的天然色素[1]，也是一种有效的抗氧化剂[2]，能促进人体产生胶原蛋白等物质，具有促进血液凝固，延缓衰老，提高脑代谢，降低血脂，提高免疫接种等重要的生理功能[3]。
在食品工业中，利用黑布林加工果汁饮料、果酒等产品时，常常伴随着不少废渣弃物的产生，若直接丢弃，不可避免地会违背资源重复利用的理念，而从皮渣中提取花青素是一种较好的综合利用途径，也能降低企业的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
运营成本。本文对黑布林果皮中色素的分离纯化工艺进行了初步研究，以期得到品质较好的黑布林果皮色素产物。
1.1 色素及天然色素
食用色素按照来源可以分为两类，分别是人工合成和天然色素[4]。人工合成色素有许多天然色素不可比拟的优点，但是这些年来，国内外专家学者接连发现其对人体有毒害作用，危及人类的生命安全，它不仅具有一般毒性和致泻性等特点，还会使人类患癌的几率大大增加 [5-6]。天然色素通常存在于自然界的动植物细胞组织中，是一种天然着色物质。人们通过物理方法可以从中提纯得到天然食用色素，因此有关它的开发应用也成为一大研究热点[7-8]，势必会逐渐成为当今世界发展的新潮流。因为合成色素会存在一些安全性问题，所以开发更多种类的天然色素已成为一项重大课题。
1.2 天然色素
1.2.1 天然色素的呈色机理
在一些植物的花、叶子、皮和果实等部位往往会呈现出各种各样的颜色，究其原因是由植物自身内部的天然色素产生的。其机制是在阳光的照射下，植物内部的一些色素会吸收一定频率的有色光，使分子内的电子发生跃迁。因为它们不同的电子成键能力，需要不同的能量来使电子激发跃迁，所以对吸收光的频率的选择性也不同。因此，在大自然中，我们看到姹紫嫣红的美丽景色。
1.2.2 天然色素的种类介绍
天然色素不仅对人体无毒无害，相左的，对于人体还起到直接或者间接的保健作用。天然色素主要以下分为四类：1、胡萝卜素类色素2、黄酮类色素3、花色苷类色素4、叶绿素类色素。胡萝卜素中的类胡萝卜素可以防止生物膜的损害，保证人体细胞的内安全。叶黄素活性很强，可以去血液中的氧气发生氧化反应，还可以作为效果良好新型抗氧化剂，对于人体的抗衰老的具有重要意义。黄酮类色素可以吸收紫外线，在人体内形成天然的遮阳伞，可以有效的避免高强度紫外晒伤，可以预防紫外过度照射而导致的皮肤癌，阻止此类癌细胞的生长。叶绿素类色素功用与其他色素有相同的部分，可以延缓细胞的衰老，抑制癌细胞的产生和扩散 [9]。
1.2.3 天然色素的生理功能
1.2.3.1 清除自由基、防止氧化
花青素广泛存在于植物果实的组织中，它的主要作用是避免植物果实中的某些成分被氧化。在20世纪80年代，人们逐渐认识到要想达到提高营养水平、保持身体健康的目的，至关重要的一步就是清除人体内部的自由基、防止被氧化。在现代食品生产加工过程中，人们把花青素制成抗氧化剂。然而和其他抗氧化剂相比，它在清除自由基能力方面是最强的，有着无可比拟的优越性。
1.2.3.2 预防癌症发生
各项实验和研究表明，在人体内部，花青素都能够表现出突出的生理保健功能，抑制细胞病变，减少癌细胞增殖与扩散，从而降低人类患癌的风险。它可避免发生皮肤癌，抑制前列腺癌、乳腺癌等癌症进一步恶化。花青素具有强效的抗氧化能力，对环氧化酶起到抑制作用，这些能够促进细胞癌变，加快病变的发展进程 [10]。吕晓玲[11]等人研究了紫甘薯花色苷的抗氧化作用，建立了荧光化学发光法来进行分析。实验结果表明，紫甘薯中的花色苷可以有效地清除活性氧（ROS），这些ROS具有危害性，如O2-、-OH和H2O2等因子，会使人体内的细胞发生癌变，提高癌症的发病率。曹东旭[12]等人对紫甘薯花色苷的抗肿瘤活性进行了分析研究，以人肝癌细胞He *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
pG2建立起模型。研究结果表明，采用浓度为800μg/mL花色苷对肿瘤细胞进行72 h处理后，其生长速率缓慢，可以使肿瘤抑制率高达80%。
1.2.3.3 预防疾病
法国人喜欢吃一些含食物，这些食物中含有高饱和脂肪酸。在欧洲等许多发达国家，年龄大的人群中心脑血管发病率很高，然后法国人患病的机会很少。研究发现，法国人酷爱在饭桌上饮用红葡萄酒，然而红葡萄酒中有高含量的花青素，能促进人的身体健康，这就是著名的“法兰西悖论”。医学实验表明，导致动脉粥样硬化的主要元凶是人体内的超氧自由基和羟自由基[13]。花青素能有效的清除这两种物质，明显地防止血小板的凝集，并且抑制脂蛋白的氧化。花青素还有以下功能特点，比如：增进循环系统，增强毛细血管、静脉、动脉的机能[14]。
1.2.3.4 改善视力、预防近视
花青素能使动物和人在夜晚等较暗的情况下也能看得较清楚。一些富含花青素的植物水果，如黑醋栗和越橘能够提高人们在夜晚中的视力，使人们的眼睛有良好的适应性。研究证明存在于黑醋栗中的花青素能够刺激视网膜，并促进视网膜色素再生。蓝莓中的花青素可以清除存在于人体中的部分自由基，从而改善视力。原因是高含量的自由基会促使眼睛中晶状体的蛋白质氧化，进而产生浑浊，最终使年龄大的人患上白内障等眼部疾病。蓝莓的提取液对人体也有辅助治疗作用，如缓解视觉疲劳及弱视等。据日本中川和宏之，是一名著名的生物医学博士，经他研究发现，视网膜细胞中视紫质对人的视力影响很大。经证实存在于蓝莓中的花青素能够防止视网膜剥离，改善中度近视，促进视紫质生成，从而使人们的视力得到提高。因为花青素的种种功效，一些科研人员加大对花青素的开发，从一些植物水果中提取花色素，投入工业生产，制成各种保健品如眼药水等，并风靡世界各国。
花青素被认为是美容养颜的圣品，并且有以下的功能特点：（1）它可以降低毛细血管通透性，改善皮肤炎症；（2）合成丰富的胶原蛋白，并且清除自由基，防止晒黑；（3）牢牢锁住皮肤中的水分，减少水分的流失，从而起到保湿嫩肤的效果。[15]
3.3 主要设备
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