吸附树脂AB-8精制栀子黄色素的工艺研究.pdf

第 2 7卷第 1期 2 0 0 5年 3月 南 昌大 学学报 工 科版 J o u r n a l o f N a n c h a n g U n i v e r s i t y ( E n g i n e e r i n gT e c h n o l o g y ) Vo l _ 2 7 NO 1 Ma r 20 05 文章编号 ： 1 0 0 60 4 5 6 ( 2 0 0 5 ) 0 1 0 0 4 90 3 吸 附树脂 A B一8精 制栀 子黄色素 的工艺研 究 谢凤 霞，邱祖 民，涂盛辉 ，谢心亮 ( 南昌 大学 环境科 学与工 程 学院 ， 江 西 南 昌 3 3 0 0 2 9) 摘要 ： 采用大孔吸附树脂柱层析柱分离天然产物栀子黄 ， 以 A B一8大孔吸附树脂为研究对象， 探讨 了树脂对栀 子黄 的静 态吸 附率 和 吸附 流速 、 洗 脱流 速 、 流脱 方 式对树 脂 吸附 的影 响 ， 得 到 A B一 8树脂 吸 附栀子 黄较 为合 适 的工 艺 以 A B一8树 脂 为吸 附剂 ， 采用 超 声波 提取 法获 得 的色素 粗提 液 为吸 附液 ， 吸 附流 速 1 5 mL mi n ， 并 采用 梯 度洗 脱法 对柱 上色 素进 行 了洗 脱 ， 洗 脱 流 速 2 5 mL mi n 精 制 后 色 素 溶 液 A A 。 从 2 1 2降 到 0 6 4 ， 精 制 色 素 得率 8 9 2 7 ， 色 素色 价达 到 2 2 1 2 4 关键 词 ： 吸 附树 脂 ；栀 子黄 色素 ； 精 制 中 图分类 号 ： T S 2 0 2 3 文 献标 识码 ： A 栀子黄 色 素是 从 栀子 果 实 中提 取 得 到 的黄 色素 ， 常用来作 为一种天然 的食 品着色剂 其主要成 分是藏红花素 ， 一 般栀 子 中藏红 花素 的含 量大 约为 0 5 28 2 3 从栀子 中提取 的栀子黄色素还含有 大量 的栀子甙和其他杂 质 ， 而栀子 甙 的存 在会使 栀子 黄色素着色食 品发生绿 变 实践证 明， 若把 栀子 黄色素 中栀子甙 的合 量降低到 肉眼所不能见 到的绿 变为止那可有效地 防止绿变 的发 生 ， 并 非要将 栀子 甙全部 除尽 E t 本通 常采 用 O D值 作 为衡 量食 品绿 变程度 的指 标 ， O D值 为栀 子 黄色 素 中栀 子 甙 的最 大 吸光度与藏 花 素 的最 大吸 光度 的 比值 ， 当 O D值 比率小 于 0 4时即可避免绿变 的发生 因此 ， 对粗提 色 素进行精 制是很有必要 的 用吸附树脂精制色素是一种适 合于工业化生产 的方 法 ， 本文 主要是采 用 吸附树 脂法 对经 超声 波提 取 法从成熟 的栀子果实 中提取 出的栀子黄色素粗提 液进行精制 ， 获得最佳 的精制工艺条件 ， 进一步降低 栀子甙在栀子黄 色素 中 的含 量 ， 以提 高栀 子 黄色素 的纯度 1 实验部分 1 1 材 料 1 )实验材料 ： 江西恒信绿 色产业发展有 限责任 公 司在 2 0 0 3年秋天种植 的栀子果实 ， 其果 实为深黄 色 2 )主要 仪器 ： 5 3 Wu v v i s型 紫外 一可见 分光 光 度计 ， 上海市分析 仪器厂 生产 ； UV一2 2 0 0型 紫外 一 收稿 日期 ： 2 0 0 4一O 3 2 6 基金项 目 ： 南 昌大 学青 年基 金项 目( 2 0 0 3 0 4 6 ) 作者 简介 ： 谢 凤霞 ( 1 9 8 0一) ， 女 ， 硕 士研 究生 可见分光光度 计 ， 日本 岛津 ； R E 一5 2旋转蒸发器 ， 上 海亚荣生 化仪器厂生 产 ； HZ C一1型恒 温振 荡水 槽 ， 辽 阳市恒 温仪器厂制造 ； NC 2 0 2型电热恒温干燥器 ， 江西电热设 备厂制造 3 ) 主要 试 剂 ： 吸 附树 脂 ： A B 一8 ， Y WD 0 1 - 0 4 3， YW D03 - - 0 45，HPD- I O 0，HPD一 1 0 0A，HPD一 40 0， D 3 5 2 0 ， NK A， AD S 一8， x 一5 ； 其 它试剂均 为分析纯 1 2实 验 方 法 1 2 1 树脂静态 吸附实验 1 )树脂 的预处理 用 乙醇反 复浸泡洗 涤 ， 然后用 乙醇洗涤 ， 直至 乙 醇洗 出液透 明无 色 ， 再依 次 用体 积 分数 2 的盐 酸 和质量分数 5 的氢 氧化 钠 进行洗 涤 ， 最后 用蒸 馏 水洗 至中性 2 )静态吸 附实验 将处理好 的树脂 分 别称 取 1 g于锥 形瓶 中 ， 分 别 置于 2 5 0 mL的锥形 瓶 中 ， 再 量取 同体 积 、 同浓度 的栀子粗提液 ， 加 入装 有树 脂的锥形瓶 中， 恒温振 荡 2 4 h达吸 附平 衡 ， 测 吸 附前 后 色 素 溶 液 在 4 4 0 n m ( 栀子 黄色素的最大吸收波 长 ) 处 的吸光度值 ， 并 计 算静态吸附率 1 2 2 树 脂动 态吸附实验 1 )动态吸 附实验 以 AB 一8为吸附树脂 ， 在室温下 以湿法将 1 0 g 预处理好 的 AB 一8树脂装 入 直径 为 0 9 5 c m 的吸 附柱 中， 分别采 用不 同 的流速将 色素 粗提 液上柱 吸 附 ， 分 时间断收集流 出液 ， 直 到流 出液 在 4 4 0 n m处 维普资讯 5 0 南 昌大 学学 报 工科 版 2 0 0 5正 的吸光度值 为粗提 液 的 1 0 时 ， 停止 吸 附 ， 以选择 适 宜的吸 附流速 2 )动态洗 脱实验 分 别用不同浓度 的乙醇水溶 液对吸附饱和 的吸 附柱进行洗脱 ， 测 定洗 脱液 在 4 4 0 n m 和 2 3 8 n m处 的吸光度值 ， 计算 色素 的洗 脱率 和洗脱 液 中栀 子甙 与色素 的 比值 ( 即 O D ：A ， 。 A 。 ， A ， 。 、 A 。 分 别 为 2 3 8 n r n与 4 4 0 n l n处 的吸光度 值 ， A ， 。 、 A 。 的大 小分 别反 映栀子甙与色 素含量 的高低 ) ， 确 定适 宜 的洗 脱溶 剂和洗脱方法 1 2 3 栀子黄色素精制前后 的吸收光谱 根据分 光光度 法 ， 将色 素 的粗 提液 和经树 脂 吸 附精 制后 的色素溶液在 1 9 98 0 0 n m区间进 行全波 段扫描 1 2 4栀子黄色素 的浓缩 与干燥 1 )真空蒸 发浓缩 采用旋转蒸发器将提取色 素溶 液 中所含的大量 乙醇与部分水分蒸发掉 ， 达到浓缩的 目的 2 )干 燥 将 浓缩 后 的色 素浓 缩液放 置烘箱 中干 燥 ， 温度 控制 在 5 0 ， 得 到粉末 状 的栀 子黄 色 素 测 定 产 品 的 O D值和色价 E ， 公式如下 ： A OD = E = ， l 4 4 0 ， n 式 中 ， A为 吸光 度 ； m 为 1 0 0 mL被 测溶 液 中所含 样 品的质量 ( g ) ； E 表示样 品浓度 1 ， 1 e m 比色皿 ， 在 4 4 0 n m下的吸光度值 2结 果 与讨 论 2 1 静态 吸附实验筛选 树脂 根据树脂对色素 的吸附容量大小来考察树脂 的 适用性 ， 不同树脂对色素 中不 同组分 的吸附量不 同， 这是树脂对物质具 有选 择性 吸 附的性 能 ， 也是 树脂 用于物质分离纯化 的原理 本 实验选 择了 1 0种 吸附 树脂对粗提色素进行 吸附 ， 静 态实验结果 如表 1 由表 1可知 ， Y WD 0 3 - - - - 0 4 5、 HP D - 1 0 0和 AB 一 8树 脂 对 吸附该栀 子粗 提 液 的吸附率 比较 高 ， 其 中 A B 一8最为 理想 所 以 ， 选 择 AB 一8树 脂 进行 后 续 的动态吸附实验 2 2 动态吸 附流速对 吸附效 果的影响 在不 同流速下 对 AB一8树脂 的吸 附 曲线 见 图 1 由图可见 ， 流速为 1 5 mL mi n时上柱吸附损失 的 栀子黄 的量少 ( 而又具有 一定 的处理能 力 ) ， 故采 用 1 5 mL mi n的流速进行 吸附 表 l 各种 树脂 对栀 子 黄色 素静 态吸 附效 果 的比较 注 ： 吸附 率 =1一 A 。 ( 吸附后 ) A ( 吸 附前 ) 0 1 l 0 1 0 0 0 9 0 0 8 0 0 7 0 0 6 0 0 5 0 0 4 0 o 3 0 0 2 0 0 l 2 3动态洗脱溶剂 与洗 脱方法的筛选 通过对 单一浓 度洗脱 法 与梯度 洗脱法 的 比较 ， 本 实验采用梯度洗 脱法进 行洗 脱 ， 通过 试探 性实 验 得 到 ， 当用 水 一3 0 的乙醇水溶液进行洗脱时 ， 既可 以基本洗尽栀子甙 ， 又可 以使栀子黄基本不损失 ， 再 用 4 0 一8 0 的乙醇水溶液进 行洗 脱 ， 可基 本洗脱 栀子黄色素 ， 洗脱 流速 以 2 5 mL m i n为宜 ， 之后 ， 对 洗脱液进行浓缩 、 干燥 ， 能得 到纯度较高 的栀子黄色 素 ； 在 较 佳 条 件 下 精 制 栀 子 黄 色 素 的 得 率 为 8 9 2 7 ， 色素色价可达到 2 2 1 2 4 2 4栀 子 黄 色 素 精 制 前 后 的 吸 收 光 谱 采 用分光 光度 法 ， 将 色 素的粗提 液和 经树脂 吸 附精 制后 的色素溶液在 1 9 98 0 0 n m区间进行全波 段 扫描 ， 扫描结果 如 图 2所示 从 图 中可 以看 出 ， 色 素精制后在 2 3 8 n m处 的吸收 峰 比精 制前 的要 小很 多 ， 说 明精 制过程除去 了大量 的栀 子甙杂 质 ， 同时精 维普资讯 第 1期 谢风霞等 ： 吸附树脂 A B一8精制栀子黄色素的工艺研究 5 1 制后 的 O D值 也大 大地 降低 了 ， 从 图中可 以算 出精 制后色素溶液 的 A ： ， 。 A 。 从 2 1 2降到 了 0 6 4 6 5 4 3 2 l O 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 o n m 图 2 栀 子黄 色素 粗提 液精 制前 后 的吸 收光 谱 1一色素 粗提 液 的吸 收光谱 ； 2一精制色素溶液的吸收光谱 3 小 结 通过静态吸附实验选 择 A B 一8树脂 为吸 附剂 ， 通过 动 态 吸 附 实 验 确 定 最 佳 工 艺 条 件 ： 吸 附 流速 1 5 mL mi n ； 并 采用梯度 洗脱 法对 柱上 色素进 行 洗 脱 ， 洗 脱流速 2 5 mL mi n； 精制后色素溶液 A ： ， 。 A 从 2 1 2降到 0 6 4， 精制 色 素得 率 8 9 2 7 ， 色 素 色 价达到 2 2 1 2 4 工业 化 生 产 时可 结合 实 际 情况 ， 合 理地选择更切 实际的工艺条件 参考文献 ： 1 刘本 皋 食 品添加 剂 基 础 M 北 京 ： 中 国轻 工 业 出版 社 1 9 9 4 2 王春 芬 ， 鲁 静 高 效 液 相 色 谱 法 测 定 栀 子 中藏 红 花 素 的含 量 J 药 物分 析杂 志 ， 1 9 9 7， 1 7 ( 5 ) ： 3 2 1 3 朱振家， 钱之 玉， 陆莉华 ， 等 栀子提取物京 尼平苷 和 西红 花 苷利胆 作 用 的研 究 J 中 草药 ， 1 9 9 9 ， 3 0 ( 1 1 ) ： 8418 43 4 施 琴 国 外 栀 子 蓝 色 素 的 开 发 现 状 J 食 品 工 业 ， 1 9 9 2， ( 1 )： 3 13 2 5 叶杭 菊 栀 子 黄色 素 的绿 变原 因及 防 止法 J 食 品科 学 ， 1 9 8 8 ， ( 4 )： 1 61 8 Te c hn i c a l I n v e s t i g a t i o n o f a n Abs o r be n t AB 8 i n Re fining o f Ga r de nia Ye l l o w Pi g me n t XI E F e n gx i a ， QI U Z umi n，T U S h e n gh u i ，X I E Xi nl i a n g ( S c h o o l o f E n v i r o n me n t a l S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g， N a n c h a n g U n i v e r s i t y ， N a n c h a n g 3 3 0 0 2 9， C h i n a ) Abs t r a c t ： Th e s e pa r a t i o n r e s ul t o f t he c r o c i n wi t h ma c r o po r o u s a b s o r p t i o n r e s i ns c o l u mn c h r o ma t o g r a p h y wa s s t u d i e d Re g a r d i n g AB一8 ma c r o p o r o u s a d s o r p t i o n r e s i n a s t h e r e s e a r c h o b j e c t ， t h e e x p e r i me n t s o n s t a t i c a d s o r p t i o n r a t e o f t he r e s i n f o r c r o c i n t he flo w r a t e o n a bs o r pt i o n t h e flo w r a t e o n de s o r p t i o n a n d t h e s o l v e n t o f d e s o r pt i o n o n t he b e h a v i o r o f t he r e s i n a ds o r pt i o n we r e ma d e a n d t h e o p t i mu m pa r a me t er s we r