（食品科学专业论文）玫瑰花红色素的提取与性能研究.pdf

独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得沈阳农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 研究生签名：翳书 时间：扬一6 年占月，p 日 立掳。 1 ，口o 0 关于论文使用授权的说明 本人完全了解沈阳农业大学有关保留：使用学位论文的规定，即：学校有权保留送 交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文。同意沈阳农业大学可以用刁i 同方式在不同媒体上二发表、传播学 位论文的内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：营棼4 知 时间：历。年g 月d 门 导师签名： 立重孝 时问：7 一年斫jf 。| 沈阳农业大学硕十学位论文 捅要 本文以玫瑰花瓣为原料，首先详细研究了天然玫瑰花红色素总含量的测定方法以及 溶剂法提取和大孔吸附树脂纯化的工艺，用颜色反应及红外光谱对它进行定性分析，晟 后研究了玫瑰花红色素作为抗氧化剂在猪油中的应用，及其在自由基反应体系中清除超 氧自由基负离子和羟自由基的能力，并讨论了玫瑰花红色素的稳定性，为玫瑰花在保健 食品和中药开发以及综合利用提供理论依据。结论如下： 玫瑰花红色素属于花色苷类物质，它在不同溶剂中最大吸收波长不同，在同一溶剂 中不同p h 值下最大吸光值不同，所以采用经典的p h 值示差法测定色素总含量。本实 验测定了缓冲液中玫瑰花红色素最大吸收波长，选择出合适的提取剂，由单因素试验， 正交试验得出最佳提取条件：在5 5 乙醇水溶液，p h 值1 5 ，料液比为1 9 ：3 5 m l 条件下， 浸提2 5 m i n ，提取两次。干玫瑰花中通过最佳提取条件得到的红色素粗品提取量是 2 5 3 2 m g 悖，提纯后提取量是1 0 7 6 m g 。 分离玫瑰花红色素的最佳树脂为d s 一4 0 l ，采用0 5 m “m m 的流速吸附，流速为 o 5 m l m i n 的p h 值为2 ，浓度为8 0 的乙醇洗脱得到较为纯净的玫瑰花红色素，树脂可 重复使用5 次以上。 利用红外光谱对色素进行分析，检验产品为花色苷类物质，用颜色反应证明，含有 天竺葵色素、矢车菊色素。 用多种方法对玫瑰花红色素的抗氧化性能进行研究。得出结论：玫瑰花红色素对猪 油具有较强的抗氧化作用，且具有剂量效应关系；柠檬酸、抗坏血酸对玫瑰花红色素的 抗氧化能力均有协同增效作用；玫瑰花红色素对超氧自由基负离子和羟基自由基都有良 好的清除能力，且随着玫瑰花红色素溶液浓度逐渐增大其清除能力逐渐增强；化学发光 法也证明玫瑰花红色素对以上两种自由基有较强的清除能力。 稳定性研究证明玫瑰花红色素酸性条件下，在不同贮藏环境中稳定性较好；在试验 添加量的范围内：适量亚硫酸钠可以提高玫瑰花红色素的稳定性，抗坏血酸则可降低它 的稳定性：纯化后的色素在一些常见离子中稳定性较强。 纯化后2 的玫瑰花红色素对金黄葡萄球菌有抑制作用，对大肠杆菌、艨黄八叠球 菌、枯草杆茼有一定抑制，对啤酒酵母没有抑制作用。 关键词：玫瑰花红色素，提取，纯化，抗氧化，稳定性，抑菌 英文摘要 a b s t r a c t i nt 1 1 i sp a p e r m s ep e t a l sw e r ei l s e da se x p e r i m e n t a lm a t e r i a l s t h ed e t e 衄i n a t i o nm e 山o d o fm et o t a lc o n t e r l to fn 删r e dp i g r n e n ti nr o s e sa i l dt l l et e c l u l o l o g yo fs o l v e n ta n d p i l r i f i c a t i o no fm a c r o p o r o l j sa b s o r p t i o nr e s i nw e r es t u d i e di nd e “1 1 1 1 eq u a l i t i t i v ea m l y s i s w a sm a d eb yc o l o rr e a c t i o na n di n m i r e ds p e 咖姗t h e 印p l i c a t i o no fr e dp i g m e n ti nr o s e sa s m ea n t i - 0 x i 出【t i o na g p n ti nl a r da i l dt or e m o v e0 2 觚d 0 hi r l 弁- r a d i c a lr e a c t i o ns y s t e ma i l d s t a b i l i t y 、c r ea l s 0e x p l o r e d 耵l ep u r p o s eo f t h ep 印e ri st op m v i d et h e o r e t i c a lf o u n d a t i o nf o r t h ed e v e l o pr n c mo f m e d i c i n ea 1 1 dh e a l m yf o o da 1 1 dc o m p l e t eu t i l i z a t i o no fr e dp i g m e n t t h em a i nc o n c l u s i o n sw e r ea sf - 0 n o w s ： t h er o s er e dp i g m e n tb e l o n g st oa n t h o c y a n i n s ，w h o s e1 a r g e s ta b s o r p t i o nw a r el e n 舒h v a r i e s 、md i 行c r e n ts o l 她a n dp hv a l u e si nm es 锄es o l v e n t s om ep hv a l u ed i 疏r e t i a l m e t l l o dw 觞u s 。dt od e t e m 血峙t l l et o t a lc 0 咖no fr e dp i g m e n t t h el a 唱e s ta b s o r p t i o nw a v e l e n g mw a sm e a s u r e di nb 证f e r ，a n dt l l ep r o p e re x 舡a c t i o na g e mw 髂c h o s e n t h eo p t i m u m c o n d i t i o n sa r e ：8 0 a l c o h o ls o o n ，p hv a j u e 1 5 ，s o l i d l i q u i dr a t i ol ：3 5 ，t i i n e2 5m i n ， e x t r a c t i n gt 晰c e t h ey i e l do fm d er e dp i g m e mi s 2 5 3 2 m g ，a 1 1 d 10 7 6 m ga n e r p u r i f i c a t i o n t h eb e s tr e s i nt oi s o l a t er e dp i g m e n ti sd s 一4 0 1 p u r ep i 舯e n tw a so b t a i n e db yu s i n gp h v a l u e2 8 0 a i c o h o la tt h en o wm t eo f0 5m l m i n t h er e s i nc o u l db eo v c r5t i i n e s r e p e a t e d ly t h e p i g m e n t w a sc o n 行玎n e da s a i l t h o c 弹m i n sb y i n f a r e d s p e c t r u ma n a l y s i s p e r l a 毽o n i d i na n dc y a i l i d i 砌a yw e r ep m v e dt oe x i s tt h i o u 曲c 0 1 0 rr e a c t i o n s e v e r a lm e t h o d sw e r ea d o p t e dt o s t u d yt h e a n t i - o x i d a t i o no fr e d p i g m e ma n dt h e c o n c l u s i o n sw e r e ：r e dp i g m e n th a ds t r o n g e ra 1 1 t i o x i d a t i o na b i l i t yt ol a r d ，a n dt h ee 腩c th a sa d i r e c tr e l a t i o nw i t ht h ea g e n t 锄o u l l t ；n i t r i ca c i da n da s o r b i ca c i dc o n t r i b u t e dt ot h e a n t i - o x i d a t i o n a b i l i t y o fr e d p i g m e n t ； r e d p i g m e n th a dg o o dc a p a b i l i t y t or e m o v e 0 2 。狮d o h ，w h i c hi m p f o v e dw i t ht h ei n c r e a s eo fc o n c e n t r a t i o no fr e dp i g m c n ta n dw a s a l s oe v i d e n c e db yac h e m i l u m i n e s c e n c ea s s a y s t u d yo ft h es t a b i l i t yo fr e dp i g m e n ti n d i c a t e dt h a tt h es t a b i l i t yw a sb e t t e ru n d e r l o w e r p hv a i u e s ；p r o p e ra i l l o u n to fs u l f h i t cc o u l de n h a n c et h es t a b i l 时w h i t ea s c o r b i ca c i dh a dt h e 2 沈阳农业大学硕士学位论文 o p p o s i t ee 疗、e c t t h ep i g m e n t 、v a sm o r e 曲如l ea f k r 叫f i c a t i o n i ns o m ei o n s r e dp i g n l e mr e s 仃a i 】c l s 丘o m & q ，幻怕c d c c “s ，r e s 砌n sc o m m o n l yf 如m 豇c e r f c 矗缸 s 矗比f 门口，”把口a f l d 上i d c f 盯z 博s “6 f f ，括，d o e sn o tr e s t m i n 行o m & ”c 日，d ，移嵋p sc p 形v 括蛔p k e yw o r d s ：r o s er e dp i 舯e n t ，e x 廿a c t i o n ，p u r i 黟，a n t i o x i d a t i o n ，s 诅b i l 咄a n t i m i c r o b i a l 3 前言 目u声 一、玫瑰花红色素的研究现状 ( 一) 花色素菅的分布与来源 花色素苷是人们最熟悉的水溶性天然食用色素，因为水果、蔬菜、花卉等五彩缤纷 的颜色大都与之有关，是它们构成了植物王国中绝大多数品种从红色到紫色、蓝色的花 色母体的色素，它一般溶于细胞液中，而其中也有咀花色素苷载体和单宁体成分存在的。 花色苷的来源十分丰富，如葡萄、红加仑、黑加仑、覆盆子、草莓、苹果、樱桃、红甘 蓝和茄皮紫等( 任乐林等1 9 9 5 ) 。 花色苷广泛存在与开花植物( 被子植物) 中，据初步统计，2 7 个科，7 3 个属植物 中古花青素( 刘志皋，1 9 9 9 ) 。花色苷的数量1 9 8 0 年时已发现2 5 6 种，现估计在4 0 0 种 以上。葡萄皮是花色苷类色素的主要原料，其它属于此类色素并已有丌发的有玫瑰茄红 色素( 木槿色素) 、高粱红色素、黑豆红色素、山楂红色素、仙人果红色素、火棘水溶 性红色素、牵牛花红色素、鸡冠花红色素、白苏红色素、越橘红色素等( 高爱红，2 0 0 1 ) 。 ( 二) 花色苷的基本结构与分类 黄酮类化合物是色原烷或色原酮的衍生物，泛指由两个芳香环a 和b 通过中央三 碳链相互连接而成的一系列化合物，基本骨架具有c 6 一c 3 一c 6 的特点( 裴凌鹏等， 2 ( ) 0 4 ) ： 滞滞”i 花色茁象其它黄酮类化合物一样，具有特征性很强的c 6 一c 3 一c 6 碳骨架和相同的 生化合成来源，因此人们也将花色苷视为黄酮类化合物。但花色营因强烈吸收t 町见光而 区别于其它天然黄酮类化台物，它的颜色与连接在母体核上的取代基和环境有关。天然 黄酮类化合物基本骨架的2 苯基色酮的a 和b 苯环的氧，部分被羟基或甲氧基取代。 类黄酮的种类出这些取代基的位置及数量= = 1 = = 同而不同。另外在天然状态h 类黄酮以糖 苷( g 1 y c o s ；d e ) 的形式存在。脱糖后的部分叫糖苷配基( a g l y c o n e ) ；根据与糖苷削璀 结合的糖的种类及结合位置等不同，类黄酮的种类就更多。 花色苷( a n t h o c y a n i n ) 是天然花色素的糖苷，除，3 一脱氧形式稳定的黄色花色素之 外，在植物组织中则很少存在游离形式的花色苷。根据其取代位置和糖苷数量，可将花 色营分为1 8 组，其中3 单糖、5 双糖、3 ，5 二糖苷、3 ，7 二糖苷是最常见的。 1 花色素 花色素( a n t h o c y a r i i d i n ) 又称“花青素”，均指不带有糖苷的母体，接上各种糖苷 花色素( a n t h o c y a r i i d i n ) 又称“花青素”，均指不带有糖苷的母体，接上各种糖：岢 4 鲨堕壅些奎兰堡主堂壁笙苎 基磊，裂穆为花毳素萤绒花色营，它怒芘色素静繇生兹，花色素爨经痰矮瑟成为花色素， 在自然界中所出现的万紫千红颜色，均是花色素静所致，而其生理作用则取决于母体花 色素。但花色素苷可提高花色素的溶解性。一般花色索苷进入胃之后分解成糖和花色素， 圈1 花色素结构通式 f 皓2b a 辅ls 拄v c 船豫o f a n 蜘蛳醚i n 图2 花色素的通常表两 f 培2 衄抽o 伽i d i n 进入脑屠w 重新结合成花色苷( 凌关庭，2 0 0 4 ) 。 花色索苷的糖苷配魑，即花色素是以3 ，5 ，7 ，三羟基2 一苯基苯( 并) 毗嘴锌( 3 ，5 ， 7 一t r m y d r o x y 一2 - p h e n y l b e n 舡o p y 拶l i u m ) ( 三羟基黄 羊盐抒m y d r o x y n a v y l i u m ) 。已知自然界 存在豹兹魏素共有1 8 耱，其结捧遴式麴鎏l ，菸缝褥绩猛霆袭l 。 袭1 自然界存在的花色素 t a b l el a 1 1 t h o c ya f i i d i ni nn 砒u 他 堂? 中文名 简称英文名 甜对r 6r ，r 5 呈色 e o d 嚣c 量l i n e s cn 搬c 舳b r e ￥ a t i 棚翻i 曲n 嘲ec o l o r l 芹菜索apa p g e n 两d n ho h 毛o hh h橙黄 2 术樨黄素 l l l m e o n n i d i n ho hho ho h h橙 3 量粒小麦黄素 t r t 订c d j n i d i nho hho ho 红 4 _ 灭竺饔色素 跨p e i a 毽o n i d 洒 o h o hho hhh 橙 5橙琶蓬素a u a u f 蠲t 轴i d 濠。珏o 鞋o 娃o 耋 |橙 6 艇车菊色素c yc y 皿i d i no ho t “o ho h h红紫 7 5 w 甲罐矢乍菊色索 一5 m e t h v l c y a n i d i n o ho m eho ho hh 红紫 8 6 凝摧矢卞菊色素 一 6 。h v d r o x v c v a n i d ；no ho ho io ho hh红 9 棼药氇囊p np c | l o n i d 弦0 ho l ho ho 醚e 红裴 l o 蔷藏色索 r s r o s i n 谢i no ho ho m eo m eh红 l l 弋燕革色素 d p d e i p h _ n n o h0 hh( ) l o h o h紫 1 2 6 * 醺堆飞燕草色素一6 一h y d r o x y c v a n i d i no h o h0 ho h( ) ho h紫 1 3 牵牛托毡豢 p l p 托l n i d i n0 h o hi o lo m co h紫 1 4 荚黼天a 垂素 p l p u l e h e 翻浦。鞋( ) m eho h0 ho | l鼗 1 5 锦葵也素m vm a i v i i i no f lo hho 【l( ) m eo m c紫 1 6 撤存也素h si i r s u t i d i n0 h0 h l i o m eo m 口o m e紫 1 7 欧天荇色豢f u e u r o 口i n d i n o h ( ) m e1 1o l o m e0 i 紫 l 客 ，j 、公鸡基素e pc 鼯o | l s 纽 d 遍0 珏0 e l ( ) l o m eo m e紫 一 、 。颤。禽 冬甲 擎 。p 段 了羚 。f 7 d ，。k 莲 前言 花色素的种类虽然很多，但花色素化学结构的基本骨架是由母核苯环( b 环) 中的 取代基、羟基和甲氧基的数量及位置决定。最常见的花色素主要有6 种( 见图3 ) ，分别 是天竺葵色素、矢车菊色素、芍药色素、飞燕草素、牵牛花素和锦葵色素( 凌关庭，2 0 0 4 ) 。 其中矢车菊色素约占自然界总花色素的3 1 ，天竺葵色素约1 8 ，飞燕草色素约为1 5 ， 芍药色素约11 ，锦葵色素约1 0 ，牵牛花色素约8 。 f 川 ， ( ) i 、矿y 遗，上。人。川 、州 f ) l 皂矗嵇避 d c l b m l l ? l ( 1 、 ( i ，o o o ，、y 一- ，k 、o ( 人八川； ( ) 巧筠包累 譬牛范笆鬟梅玛一# 二 ( c o n l d ，( p c l “n i d l n ) 、 “| 、h l 图36 种常见的花色素结构式 f i g 3s 衄i 咖r c 、o fs i xu s u a la n t l l o c y 毗 花色素的结构式通常盐酸盐的形式表示( 图2 ) ，这是因为花色素( 或花色素苷) 的 提取、提取提纯等是在盐酸酸化的条件下进行的。但是，难以认为花色素天然状态下是 以盐酸盐存在。可能是以花瓣中固有的苹果酸、柠檬酸等酸类的盐存在，或者是以s a i t o ( 1 9 6 4 ) 和1 钛e d a 等( 1 9 6 8 ) 所发现的真花色素苷的状态存在。 2 糖苷型 花色素的羟基与糖以糖苷键结合成为花色素苷，由于糖的结合方式( 结合的位霄、 数量、糖的种类) 彳i 同，花色苷的种类也各不相同。常见的糖基是葡萄糖，同时还有其 它几种单糖( 如鼠李糖、半乳糖、木糖或阿拉伯糖) 和二糖( 主要是芸香糖和2 葡糖一8 一 葡糖苷，而龙胆二糖和昆靠二糖则较少见) ，三糖有时也可与花色素形成糖苷。 只结合1 个糖时( 葡萄糖时为单葡糖苷) ，一般结合于花色素骨架的3 位上。2 个耱 分别结合于不同位置时( 二葡糖苷) ，则一般结合3 位和5 位的羟基处。其中也有的住3 位和7 位结合。 结合糖苷为单糖类称为单糖营，若为二糖类则称为二糖苷，若为王糖类则称为三糖 苷。在3 位结合的糖可为单糖苷，也可为二糖苷，三糖苷，但在5 位或7 位结合的糖 般为单糖苷。 沈阳农业大学硕士学位论文 h a r b o m e 根据花色素上结合糖的种类，结合的位置将花色素苷的糖苷分为6 种类型 见表2 。 表2 花色素苷的糖苷类型 1 曲l c2i n d i c 卸l y p c so f 柚1 1 l o c y 鲫i n 糖甘类型 i n d i c 柚t y p c s 糖的种类 g l v c o s i d ck i n d s 3 单糖苷 3 二耱苷 3 糖苷 3 单糖苷5 葡糖苷 3 二糖苷5 葡糖苷 3 二糖廿7 葡糖苷 葡萄糖半乳糖鼠李糖阿拉伯糖 接骨术二糖千金二帖糖芸香二糖龙胆二糖槐_ 二糖 葡糖基、葡糖基葡萄糖2 0 木糖基芸香二糖2 g - 葡糖荣芸香二糖 鼠李糖葡萄糖 芸香二糖接骨术：糖槐二糖 槐二糖 3 酰化花色素苷 花色素苷中有被肉桂酸( c i 皿锄i ca c i d ) 、p 香豆酸( c o u m a r i ca c i d ) 、咖啡酸( c a 仃e i c a c i d ) 、阿魏酸( f e r u l i ca c i d ) 等有机酸酰化的物质，这种物质称为酰化花色素苷( a c y l a t e d a 1 1 m o c v a l l i n ) ，在花瓣中经常发现。有些有机酸一般结合于花色素的3 位糖上，也有的 在3 位和5 位糖上结合2 个酸( 安田齐，1 9 8 0 ) 。 ( 三) 影响花色苷颜色和稳定性的因素 同其它天然色素一样，花色苷也很不稳定。了解控制花色苷的因素和有关降解机理 的知识对于有效地提取、纯化花色苷以及将之用于食物着色是至关重要的。大量报道表 明，影响花色苷稳定性的主要因素有花色苷的结构、p h 值、温度和氧、酶降解以及花色 苷与食物中其他成分( 如抗坏血酸、金属离子、糖辅色素) 的相互作用也是十分重要的 ( g m a z z aa i l dr b o u i l l a r d ，1 9 8 7 ) 。 1 结构 在酸性条件下，非酰化和单酰化的花色苷的颜色在很大程度上取决于连在糖许配基 b 一环e 的取代基。羟基越多，颜色越向紫移，而甲氧基化却导致红移e 因此主要有天竺 葵色素和( 或) 矢车菊色素的糖苷显橙红色，含有芍药色素的糖苷显深红色，而含有飞 燕草素、牵牛花素和( 或) 锦葵色素的糖苷则显蓝红色。花色苷的糖基化和酰基化一般 都具有紫移效应。 由于花色苷结构的多样性，它们对各种试剂毒害作用的抵御并一i 一样。 。般说来， 随着糖苷配基羟基化程度的增强，花色苷的稳定性呈下降趋势；而甲氧基化程度的增强 则使花色营的稳定性呈上升趋势。同甲氧基化的效应类似，游离羟基的糖髓：化将增加仡 色苷的稳定性。这可能是出于糖苷化阻滞了羟基的活性。 2 p h 值 刖再 在溶液介质中，花色苷会随p h 而有几种结构的转换。对一个给定的p h 值，在花色苷 的4 种结构之间存在着平衡：蓝色的醌式( 脱水) 碱( a ) 、红色的黄锌正离子( a h + ) 、 无色的甲醇甲碱( b ) 和查耳酮( c ) ，见图4 。在中性或弱酸性条件下，花色苷主要以 无色形式存在。但具有两个或两个以上酰基的花色苷在整个p h 范围内都表现出了相当好 的颜色稳定性。另外，酰化部分的性质对花色苷的稳定性也有影响。 ，i o o h l l o “ 0 o h r ， h o + h + r o i l r x r h r o r ! o h r j 围4 花色晋的结构转换 f i g4c 0 n v e r s i o no f 狮t h o c y 锄i ns v c t u r c 3 酶 在花色苷氧化退色的过程中，涉及到植物组织中内生的几种酶，这些酶一般称作花 色素酶，根据它们的活性，可分为两组： ( 1 ) 糖苷酶( g l y c o s i d a s e ) ，它能水解花色苷得到游离的糖和配糖物，配糖物的生色团 不稳定，可自发转换成无色衍生物。 ( 2 ) 多酚氧化酶( p p 0 ) ，它通过偶合氧化机理作用于存在邻一二酚羟基的花色 ：。加 工贮藏和包装之前的初步蒸汽漂白对水果中内生的花色素酶的活性可起到破坏和抑制 作用。葡萄糖、葡糖酸和葡糖酸一6 一内酯是糖苷酶的竞争性抑制剂。在各种含花色苷的 浸提物中，p p 0 的活性可有效地被s 0 2 、亚硫酸氢赫、苯肼、半胱氩酸j 乖【 卡占丹宁所抑制。 ( 四) 花色苷的提取与天然色素的精制 i 提取方法 花色苷的提取方法的选择取决于提取的f i 的和色素本身的组成。鱼果提取f 5 来的色 8 沈刚农业大学硕士学位论文 素睫磊还簧进嚣定缝或定蹩努辑，簸瘦该逸择一耱嫒色素冬霹筏楚予天然浚念熬爨敬方 法。如果摄取出来的色素用于食物潜色，那么就要同时关注色素的最大产率、着色能力 帮稳定性以及提取秘滇洗避程是否楚攀、寮露、低戏本馁玉抟等，1 9 9 5 ) 。 花色督在中性藏弱碱性溶液中不太稳定，因此，提取过程通常要采用敝性溶剂。酸 性滚剡在破坏檀貔纲您膜的同薅溶解承溶救色素。最零用筑溶裁怒擎醇，稳考虑到它熬 毒性，最好还是采用酸化己醇，虽然它的提取率不是很商，而且由于它的沸点较高而不 易浓缩。髑盐酸酸化可以绦持低站l 傻，但熊改变复杂色素的原始形态。匿烧为获褥受接 近予天然状态的花甑苷，建议采用中性溶剂做初步提取，可采用的中性溶剂主要有6 0 甲醇、正丁醇、乙二醇、藤二醇、冷丙酮、丽酮，甲醇承混台物和水。另铃也可以使用 弱的有机酸，如甲馥、乙酸、柠檬酸、酒* 石酸等。 2 精制方法 采用一般的萃取工艺缀浓缩得到的液体产品或由此经干燥得到的固体产品都是粗 锩4 天然色索。由于没有经过精制，产品色价低、杂质台量鼹，有蛉还具有原料本身带有 的特殊异炱、异味或者强烈吸水，无法使稍。这些都直接影响到天然色素的稳定饿、染 着性，限制了它的应用范围( 徐怀镍，2 0 0 0 ) 。所以国外的天然色素进一步镄4 成精制品， 这样改善了食用天然色素髋能，并扩大了它的应孺范围。掰前国肉外所采掰的精制方法 有以下几种。 ( 4 ) 酶法 酶是具有专一憔的高效催化剂，近代酶制剂工业的进展可利用生物台成的酶经物 瑾、诧学方法分离提取出酶翻鑫。酶鹣灌豫作焉奁常温、近中毪豹条件下瓣能进行，这 就特别适合耐热性不强的天然色素的精制。酶法精制就是利用酶的催化作用，使天然色 素耱裁瑟中麓杂霞_ i 夔过酶爱应磊除去，达弱鞲镄豹蟊戆。 r 本专利报道，从蚕沙中提取叶绿素作为食用天然色索，未精制的提取产品会带有 菜糖巽襻气噻，暴热酶法耱翱荬色素霹 譬垩l 饶矮时绿素。逐瘦建予臻剩凌予黄雹素。 ( 2 ) 超滤法 爨翦睨学工业以生产出许多多嚣蛙微我薄膜，葵孔径小到霹强有选择憋毽盘滚滚中 较丈浴质分子通过，这种特殊微孔薄膜就是超滤膜。超滤膜孔径一般不人ro 4 u m ，有时 把l 弘m 以下褥也称 乍超滤膜。天然食露色素 ：业可选用邋当益径灼超滤袋，矮东分甚 至小分子杂质通过趣滤膜，而使溶液中有效成分被阻留，从而达到茫种程艘的纯化和高 倍数浓缩的目的，王晓等( 2 0 0 3 ) 糖制虞美人色素时采用趣滤除去大邦分鬃胶、纤维索 等得到的透明色素液后，长期放置不生霉臌，然后通过大孔树脂( a b 8 胶联聚苯己烯 树脂) 。国外已经使用超滤膜精制天然色素，我国也已有工q k 化实例，如糕制甜n 菊莳 等，僵硐于天然食阕色素j ：、韭，币在进行试验。 ( 3 ) 吸附、解吸法精制 根据不弱色素鞠性质选择不嗣甑素特定的吸附嗣，_ 鬻缴附、解吸法精制色素。意大 9 黯蠢 利曾有吸附剂精制葡萄汁色素的报道，可除去葡葡汁中的果胺质及某些重众属离子，所 制得的精制品作为高级葡萄酒和饮料的若色剂。选用的吸附剂可以再生，吸附容量无明 显交纯，霹爱复嫒您，基本主没蠢援失。董爱文簿2 0 0 4 ) 瘸 p d 一6 0 0 转藤暖辫，甲 醇洗脱分离爬山虎色索，其产品质好，色价高。 ( 4 ) 离予交换树脂法 选麓适宣的离子交换树艚对糕制色素溶液遴褥褰子交揆处理，可以达剿分离其中黪 杂质，辩糖、有税酸、无视盆等，逮到净纯提纯鞠嚣兹。铡弼荚匿曾将麓旃受色素浸撬 浓缩液用硫酸型阳离子交换树脂进行纯化，可除去其中的糖和有机酸，经过如此提纯后 的葡萄皮红色素稳定性有所提高( 徐怀德，2 0 0 0 ) 。 ( 五) 芘爨营豹撬氧纯捧弱 1 黄酮类化合物抗氧化机理 自凼基是人体组织中许多生化葳应的中间代谢产物。在j 下常情况下，人体内的自由 基是处予不叛产生孝珏不鹱漕除静动态平餐中。鲡爨出基产奎三过多或清除过少，裁会造成 对组织的伤害。在纯学结梅上，爨南基是指未醚对电子的基鞠、分子或原予。耱色苷的 芳环上的共轭双键使电子在分子中得到稳定，成为氢原子的鼹好给予体，因而具有抗氧 化作用。向脂质过氧化自由基提供个氢，使之成海稳定的过瓶化鼹质( 1 ) ，丽龟 身羯或为黪鬟鑫垂基域箕露系秘( 藏色素营震予多酚类蘩震，多酸类静抗裁像逑程觅鞠 5 ) 。花青素是羟基供体，伺时也怒一种自由基清除剂，它能和礞白质结台防止过氧化， 再生v c ，从而再生v e ( h o w a r dm m e r i k e n ，2 0 0 0 ) ，也能淬灭单线态氧。税青素能与念 羼离子黎会或形藏蕊毒素金麟c u v c 复会兹( 恕嘲蝴ud s 蝴a ，1 9 9 7 丽5 多酚类的基本抗氧亿作用 f 埝s8 鑫s 酿翻l l o x i 鼬i 鞠甜 v 毋。秘y 由o x y 阮n z e n o e c w r o b e r t _ 2 0 0 1 ) 。 2 + 花色索幂口花色素营的抗氧化作用魄较 奁主簧戆花色素审，出于飞蒸孳色素在b 环= 鸯3 个弪鏊，因筵抗载纯活往援强， 0 诧 、 、 o ! 、 。、r 。 ：， ， k ， 虬 l h ，r： 、 、 ，。； k r _ r o：弋。o 。一 鼬 一 、 o ；r甲o 黜 沈阳农业大学硕士学位论文 矢车菊色素有2 个羟基，活性次之，天竺葵色素只有1 个羟基，其作用最弱，而在b 环 上接有甲基后，比之未接甲基的要弱，结构见表3 ( t t s u d a ，e ta l ，1 9 9 4 ) 。 表36 种主要花色素的t e c 值 1 曲l c3t e a co f s i xp r i m a r ya n t i i o c y 孤i d i n s 有人用部分花色素苷比较对自由基诱发d p p h 所产生的自由基的半数抑制能力 ( i c 5 0 ) ，比较结果也可以看出，不同花色素和花色素萤对自由基的消除能力不尽相同， 但同一种花色素却因接上糖苷基成为花色素营后的消除能力明显低于不接有糖苷基的 花色素。 2 花色素和花色素苷的抗氧化能力与其结构之间的关系 用统一以“t m l o x 当量抗氧化活性( t e a c ) ”的测定值来比较花色素和花色素苷 的抗氧化活性与其结构之间的关系，可得如下概念，见图6 。其结构式下为t e a c 值 ( c i u c e e v e n s e ta 1 1 9 9 5 ) 。 i o 天麓葵色素 ( ) l o 矢笨蓊 c h j4m 1 2锦婪包豢j 篱傅静 铸癸煎索( 1 m e f 、 o ( ) f 叫e ( j h( ) h 2 1 0 0 9i3 0 0 2 图66 种花色素的t e c 值与其结构之间的关系 f i 舀6r e i a t i o no f t e a co fs i xp r i m a r ya n t h o c y 加i d i n sa 1 1 d 鳓c t u r e 0 f i m t ( l 刖晶 ( 1 ) 儿b 环上有邻羟基结构的，其抗氧化活力比没有的强，如矢车菊色素的活性( 4 4 0 1 2 ) 强于只有一个羟基的天竺葵色素( 1 3 o 1 ) ，但略弱于槲皮素( 4 7 0 1 ) ， 因其c 环4 位上没有酮基。 ( 2 )即使在b 环上有邻羟基结构，但其羟基已被甲基取代，其抗氧化活性因之下降， 如锦葵色素( 2 1 0 0 0 9 ) 低于矢车菊色素的活性( 4 4 0 1 2 ) 。如在3 o h 上有糖苷基 取代( 如锦葵色素一3 葡萄糖苷) ，则其抗氧化活性就更低( 仅1 1 8 o 0 2 ) 。 ( 3 ) 在b 环上同样有邻羟基的结构，在c 环3 位上的羟基已被糖苷基取代其抗氧化 能力也相应下降，如矢车菊色素鼠李葡萄糖苷( 3 2 0 1 0 ) 低于矢车菊色素( 4 4 0 1 2 ) 。 ( 4 ) 此外，凡c 3 位羟基被糖苷基取代后，其对自由基和超氧阴离子的捕获能力就下 降，同时，其能力也与b 环上的羟基数有关，羟基越多，捕获h 0 和0 2 的能力就越 强。 二、玫瑰花的研究概况 ( 一) 概述 玫瑰( r o 阳r 唧s 口劢姗6 ) 是蔷薇科蔷薇属植物，多年生常绿或落叶灌木，有丛生 性，其枝条粗壮，直立性较强，茎节的表皮上满生刺瘤。叶片属于具有托叶的羽状复叶， 表面有光泽，叶幅在5 c m 1 0 c m ，叶长为8 c m 2 0 锄。花蕾为顶生单花，花色有白、 黄、橙、粉、红、紫、复色等多种。花朵为重瓣花，花型为杯状，花瓣为高芯剑瓣或半 剑，花茎为1 5 c m 2 0 c m 。原产中国，在我国栽培历史久远，目前全国各地均有种植， 同本、朝鲜及欧美各国也有大量栽培( 郭志刚等，1 9 9 8 ) 。 玫瑰花在中药和中药学中被称之谓君子药。中医认为，玫瑰花味甘微苦，性温，无 毒，入肝脾二经。本草再新云：“舒肝胆之郁气，健脾降火”。本草正义记载：“香 气最浓，清而不浊，和而不猛，柔肝醒胃，疏气活血，宣通窒滞而绝无辛温刚燥之弊， 断无其匹”。玫瑰花可杀菌、消炎、预防流感、气管炎、咽炎( 顾奎琴，2 0 0 2 ) ，l 卜血， 治疗关节炎( 邓来送等，1 9 8 9 ) 煎剂能解除口服锑剂的毒性，清热解毒，理气解郁、活 血敞瘀、调经功能，对肝胆气痛、月经不调、肿毒、跌打损伤、消化不良有独特疗效， 而且还有润血l j 二便、敛肤、健脾、镇静安神之功效( 赵晓峰等，2 0 0 4 ) 。现代药理研究 表明，玫瑰花对金黄色葡萄菌、肝炎恢复期及胆囊炎、胆结石症发作期、食少呕恶、伤 寒杆菌及结核杆菌均有抑制保健作用。 玫瑰花不仅可以入药，还可用于食品。食玫瑰花可清热解渴，理气活血，宦气养颜 ( 顾奎琴，2 0 0 2 ) 。玫瑰入肴的魅力主要是花，花乃植株之精华，它所含的养分比茎叶耍 多出许多倍，这些养分被人体吸收后，促进新陈代谢，补充能量，调节生理机能。食 物本草谓其“食之芳香甘美，令人神爽”。据梦梁录记载，宋人曾用玫瑰制饼。攻 瑰花可以做为蜜饯、糕点等食品的配料，具有为食品提香增色、去腻增鲜的独特效果。 还可制成玫瑰花酱、玫瑰花饮料、玫瑰花酒、玫瑰花条、及用玫瑰花渣制成玫瑰凿油。 沈阳农业大学硕士学位论文 早在两千年前的古罗马人就嚼食鲜花，如今欧洲、美国一些地区也直接食用。 ( 二) 玫瑰花的化学成分 据现代药理分析，玫瑰花含有挥发油、酯类、苯乙醇、橙花醇、有机酸、红色素、 黄色素、蜡质、胡萝h 素等几十种对人体有益的成分。 鲜玫瑰花蕾约含有o 0 3 的挥发精油，精油的主要成分为香茅醇，甲基异丁子香酚， 其次为香叶醇，橙花醇，苯乙醇等4 0 多种成分。它含有的皮甙、鞣质、脂肪油等为入 药成分。玫瑰花富含蛋白质、脂肪、淀粉、多种氨基酸及维生素，还有丰富的常量元素 和微量元素等人体必不可少的多种营养成分，具有一定的药用价值和保健功能。野生玫 瑰花含有1 7 种人体所需要的氨基酸，其中有七种是人体必需的：含有1 0 种是人体必需 的微量元素，铁含量最高，可调节神经，增强体质。氨基酸含量见表4 ，微量元素含量 见表5 ( 张素琴等，1 9 9 7 ) 。 表4 玫瑰花游离氨基酸的含量( 单位：m i o o r n l ) 1 曲l e 4c o n t e n t o f d i s s o c i a t i v e a a o f r o s e ( 三) 玫瑰花红色素的研究现状 1 分离技术 色素是指从植物、动物或矿物中获得的有色物质。一般用来染色食品的称为食品色 素。从自然界中得到的色素又叫天然色素，天然色素中从花卉中得到的色素叫化卉色素 ( 徐怀德，2 0 0 0 ) 。玫瑰花红色素是一种花卉色素，分离手段因目的不同向- 有所差片。 ( i ) 结构分析只要分离少量的物质，植物化学研究只用有限植物材料，所以薄层层析、 葡聚糖凝胶、气液一层析、纸层析等小规模方法应用较多。初步提取足将切碎的花瓣在 0 1 的豁酸化q 1 醇浸泡1 2 h 得红色提取液，向提取液加3 5 倍乙醚( 不含氧化物) ，充 分振荡后置于冰箱，花色苷以糖浆状或无色结晶的粗色素沉淀，重复几次上述操作，得 日廿晶 到初步提纯的粉末，用铅盐或苦昧酸盐提纯后再用层析法进一步分离各种成分( 安田齐， 1 9 8 0 ) 。 ( 2 ) 玫瑰色素作为食用色素，多采用溶剂萃取法提取。不同研究者所选择的提取剂不同， 主要有三种：6 0 乙醇，p h l o 的7 0 乙醇，5 l o 的柠檬酸水溶液( 杨万政等，2 0 0 3 ； 许莹堂，2 0 0 3 ：牛家淑：1 9 9 6 ) 。 玫瑰花红色素的纯化研究现状如下： 对于初步纯化，杨万政等( 2 0 0 3 ) 把玫瑰色素用石油醚、氯仿萃取，以除去脂溶性 物质。 彭永芳等( 2 0 0 0 ) 用树脂吸附，乙醇洗脱分离玫瑰花红色素( 云南昆明地区种植的 红衣主教r d s ac v sc a r d i n a l ) ，但是对树脂类型和各项参数均末说明。 下面例举一种提取工艺：鲜玫瑰花花瓣一酸水浸泡( p h = 2 ) 一离心取清液一树脂吸附一 乙醇洗脱一精制液一减压浓缩一真空干燥一色素。 近年来，超滤、反渗透、电渗等膜分离技术，大网络树脂吸附，凝胶色谱技术的发 展和应用成为精制天然色素的有效方法，在玫瑰色素的精制提纯上应用的研究还未见报 道。 2 结构分析 刘纪正等( 1 9 9 3 ) 对从玫瑰花废渣提取的色素进行显色实验，并对它的薄层分析物 进行紫外分光光度法测定( 根据加入各种试剂使色素紫外光谱产生结构上的重要位移) ， 判定该色素是以二氢黄酮为主体的物质，由于是以提取挥发油后玫瑰花的残渣为研究对 象( 提油后的残渣中带有大量花梗，花萼，甚至还有花叶) ，所以其主要成分与鲜花中 提取的色素有所不同。 胡小姜等( 1 9 9 3 ) 对玫瑰花和月季花进行薄层色谱、紫外光谱分析，从化学成分角 度鉴定玫瑰花药材质量。 牛家淑等( 1 9 9 6 ) 测得柠檬酸体系中玫瑰色素两个吸收峰在3 8 0 n m 、5 2 0 n m ，推测 它为花青甙类。 彭子模等( 1 9 9 8 ) 对玫瑰花色素通过纸色谱法、分光光度法、化学反应定性法( 陵 碱反应、氯化亚铁显色反应、盐酸镁粉反应、中性醋酸铅沉淀反应等) 初步鉴定其化学 成分和作为天然色素的可行性。 s a s e n ( 1 9 8 2 ) 用高压液相色谱( h p l c ) 分析三个品种玫瑰“w h i t em a s t e r p i e c e ”、 “b r i d 甜p i n k ”、“s 锄a r i t i a ”的花瓣色素成分研究表明，玫瑰色素足黄酮类化合物，j ： 得出它由域非醇和栎皮酮的3 一糖苷( 糖苷配基分别是葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖 等) 以及花青素苷( 矢车菊和花葵素的3 ，5 葡糖苷和痕量3 一葡糖葑) 组成，肥料施片j 比 率和同照不同影响黄酮类化合物浓度，但各成分的相对比率保持不变。研究者用分析黄 酮类化合物的标识物的数量方法进行品种鉴定。 y s v e l i o g l u 和g m a z z a ( 1 9 9 1 ) 用光谱和h p l c 的研究表明香水攻瑰j r 如m 酗c p n “花 1 4 沈刚农业大学硕士学位论文 瓣含有花色苷和其它黄酮类化合物，总花色苷浓度为2 8 5 m g ，k g 新鲜花瓣，其它黄酮类 化合物是堪非醇和栎皮酮的糖苷。 pb i o l l e y 等( 1 9 9 3 ) 对1 5 种现代月季用高效液相色谱分析，测得干花瓣中花色苷 含量4 1 0 9 m g 总黄酮醇糖苷含量8 1 3 6 m g 。 j e a n p h i l i p p eb i o l l e y 等( 1 9 9 4 ) 对10 0 种月。阳x h 加r f 出用分光光计和h p l c 研究 表明只有纯的矢车菊色素含量超过6 0 m g 干花瓣。 还有一些其它方法对其结构进行分析：如郭托等用快速原子轰击质谱( f a b m s ) 精确测定花色菅分子量。还有文献报道用红外光谱，但它提供的信息十分有限。 3 玫瑰花色素性能 绝大部分的天然色素着色自然，能更好地模仿天然物颜色，并且具有特殊的芳香气 味，添加到食品中会带来愉悦的感觉，更能引起消费者的注意。关于玫瑰色素性能研究 现状如下： ( 1 ) 玫瑰花色素酸性条件下稳定，碱性条件下不稳定，在柠檬酸、蔗糖、