番茄红素提取工艺的优化

1、番茄红素提取工艺的优化谢放李建宏 张楠张泽（兰州交通大学化学与生物工程学院甘肃兰州）摘要： 本文对从番茄果实中提取番茄红素的传统工艺进行了改进，设计出了一整套提取检测工艺，并通过实验对新工艺和传统工艺进行了检测对比，结果显示：新工艺不仅能缩短工作时间，提高工作效率，而且能有效地除去样品中脂肪酸等杂质的干扰，使实验结果更准确。目的、方法、结果关键词：番茄，茄红素，提取工艺中图分类号： 番茄红素是一种重要的类胡萝卜素，主要存在于番茄、西瓜及红色葡萄中。在番茄及其制品中含量较高。在人体中，番茄红素主要分布在血清以及组织中，具有很强的抗氧化活性，当它在血液中循环时能阻止自由基损害细胞、脱氧核糖核酸和基

2、因，能消除过氧化自由基，具有抗衰老作用，对预防和治疗癌症有显著效果1。同时它还可以作为优良的天然食品着色剂，因而在食品化妆品以及医药领域有着广泛的应用前景2。因此，番茄红素含量是考察衡量加工番茄品质的一个很重要的指标，如何快速简便而又准确提取与测定番茄果实中的茄红素含量，一直是人们探索的目前，番茄红素的提取及测定是国内外的一个研究热点3。在实际生产中前人研究出的提取茄红素的常用溶剂主要有氯仿，二甲苯，石油醚，乙酸乙酯等有机溶剂 提取和酶反应法提取两种方法4，但都有存在提取效率低下，费时费力的缺点，目前国标法（GB/T1421593）以甲苯为提取剂，方法简便，工作效率高，但无法有效除去样品中脂肪

3、酸等杂质的干扰，因而结果不太准确。针对目前方法的缺点，本实验以氯仿为提取剂，设计出了一整套新的提取与测定流程提取测定方法，简化了工艺，大幅提高了工作效率，同时又通过在研磨时提前添加碳酸钠粉末、水洗除杂等方法，有效去除了脂肪酸等杂质的干扰，使检测结果的准确性有了很大的提高。为番茄的品质评价考察和番茄红素的工业化生产提供了科学依据和参考分析测定制定了新的方法。1 材料与方法1.1 实验材料新鲜加工番茄果实，采自甘肃靖远县，果实大小均匀，成熟充分，无病害及腐烂。1.2 仪器与试剂实验仪器：UV759型紫外可见分光光度计（上海精科），TGL-20M高速离心机（长沙平凡仪器厂），榨汁机，恒温水浴锅，电子

4、天平，分析天平，研钵，25ml棕色容量瓶，分液漏斗，铁架台，10ml离心管，移液器实验试剂：氯仿，甲醇，无水碳酸钠，石英砂，蒸馏水1.3 工艺流程1.3.1取样 挑选待测充分成熟的新鲜番茄果实样品3个，充分洗净，去皮去籽，放入榨汁机中将果肉充分榨打碎成酱，取四个样，在天平上称量各2g。1.3.2 研磨 将所取称好的果肉果酱放入研钵中，加入1.0克石英砂充分研磨，待研磨充分后（至看不见番茄果肉的红色颗粒），再加入1.5克无水碳酸钠粉末，继续研磨约一分钟。将粉末小心移入10ml离心管中。1.3.3 甲醇洗涤 在研钵中分两次加入甲醇2ml将其中剩余残渣洗涤后倒入离心管。再次加甲醇洗涤研钵研钵，将洗涤

5、液和残留固体移入离心管，将甲醇加到距管口1cm，盖紧盖子后将甲醇和粉末充分混合，以8000转分钟的转速离心2分钟，重复洗涤并离心，将上清液倒入回收瓶，再重复洗涤一次。1.3.4 氯仿浸提 在离心管中加入约6ml氯仿，玻璃棒搅起沉淀，盖紧盖子，用力摇动离心管，使粉末和氯仿充分混合。在45的水浴锅中加热3min。在8000转分钟离心2min，将上清液氯仿倒入25ml棕色容量瓶中，再重复再次浸提并两次后定容至25ml。（重复氯仿浸提3次）1.3.5 洗涤 （蒸馏水） 在分液漏斗中加入约30ml蒸馏水，盖紧盖子上下颠倒几次，使两种液体充分混合接触，静置3min，使液面分开。将提取液漏入25ml的棕色容

6、量瓶中。重复上述步骤1次。将提取液漏入25ml棕色容量瓶中。1.3.6 比色测量 用移液器从容量瓶中吸取0.4ml提取液，放入比色皿中，用另一个移液器吸取氯仿3.6ml放入比色皿中稀释。在485nm波长下测定吸光值，准确记录。 2 结果分析2.1 石英砂用量的确定等量称取果浆并置于准备好的7个研钵中，分别加入3.5g（对照）、3.0g、2.5g、2.0g、1.5g、1.0g、0.5g石英砂进行研磨，按1.3方法提取茄红素，用移液器从容量瓶中吸取0.2ml提取液放入比色皿中，再加入1.8ml氯仿进行稀释。以氯仿作为对照，在485nm波长下测定吸光值。结果如下： （要有表头！如：表1 不同石英砂添

7、加量所得测定结果）组号对照1号2号3号4号5号6号石英砂/g3.532.521.510.5吸光值0.3372 0.3361 0.3372 0.3299 0.3231 0.3341 研磨困难，离心效果不佳0.3321 0.3401 0.3199 0.3345 0.3459 0.3327 0.3291 0.3332 0.3442 0.3319 0.3333 0.3300 平均值0.3328 0.3365 0.3338 0.3321 0.3341 0.3323 /由以上数据可得出：在研磨充分的情况下，石英砂的用量不影响实验结果，但量太少，研磨困难，故石英砂用量以1克为最适。2.2 石英砂与碳酸钠比例

8、的确定等量称取果肉并置于准备好的7个加入1.0g石英砂研钵中，分别加入3.5g、3.0g、2.5g、2.0g、1.5g、1.0g、0.5g、0g（对照）碳酸钠进行研磨，按1.4方法于485nm波长下测定吸光值。在石英砂用量为1克的情况下，在研磨时加入不同量的碳酸钠粉末，结果如下：（表头？）组号对照1号2号3号4号5号6号7号碳酸钠g3.532.521.510.5吸光值0.2977加液体后离心管溶剂不够加液体后离心管溶剂不够0.29210.29120.2956扫描曲线不规则扫描曲线严重不规则0.29810.29290.29170.29320.29320.29150.29860.2900平均值0.

9、29630.29220.29380.2929/碳酸钠用量实验表明：在研磨时加入的碳酸钠粉末过多，加液体后离心管容积不足，无法进行实验，但碳酸钠的用量过少，无法充分除去果肉中的脂肪酸，会对吸光值造成干扰，使实验结果不准确，因此，碳酸钠粉末的最佳用量为1.5克。2.3 结果验证（建议放到2.2碳酸钠除杂的效果比较）取新鲜的番茄果实洗净取、去皮去籽，用榨汁机打碎，一组在石英砂研磨时不加无水碳酸钠粉末，在氯仿浸提后不用蒸馏水洗液，直接定容并扫描其光吸收曲线，其余步骤按1.3中所述工艺流程操作，结果如图1所示。另一组完全按照1.3中的工艺流程操作，即在石英砂研磨时加入1.5克无水碳酸钠粉末，并在氯仿浸提

10、后将浸提液用蒸馏水洗液两次，然后定容并测其光吸收曲线，结果如图2所示：图1（要有图名）图2从图1可以看出：在不加碳酸钠、不水洗的情况下，番茄红素氯仿提取液的光吸收曲线不规则，在510nm波长以后曲线呈散乱的波形，分析其原因可能是样品中脂肪酸等杂质的干扰，番茄红素本身是一种脂类物质，其许多物理性质和大多数脂类物质相近，都易溶于氯仿等有机溶剂，而不同的物质其吸光值是有差别的，因而，如果提取液中的脂肪酸等杂质不加以除去，将会严重影响其吸光值，会使得试验结果不准确。图2的曲线较图1的曲线明显规则，可以在图中看出番茄红素的氯仿提取液在485nm和520nm处有两个明显的吸收峰，而485nm处是其最大吸收

11、峰。分析其原因是：碳酸钠可与脂肪酸发生皂化反应，使脂肪酸转变为可溶于水的脂肪酸盐，加入蒸馏水洗涤可除去生成的脂肪酸盐，达到消除脂肪酸干扰的目的。使得实验结果更为准确，因而光吸收曲线也更为规则。3.讨论（主要讨论不能确定的方面，或与前人不一致的地方） 番茄果实中除含有番茄红素外，通常还含有叶黄素和脂肪酸等物质，它们物理性质与番茄红素相近，都能溶于氯仿中，但是，它们的吸光值与番茄红素相比却又较大的差别，因此，如果在测定番茄红素含量时不将它们除去，就会严重影响测量结果的准确性。叶黄素可以很好的溶解与甲醇中，而样品中的番茄红素却不能溶于甲醇，因而用甲醇洗涤，即可除去甲醇。脂肪酸可与碳酸钠发生皂化反应，生成可溶于水的脂肪酸盐，再通过蒸馏水洗涤并分液就可以除去脂肪酸盐，得到较为理想的实验结果。实验表明，在研磨时，先加入1.0克石英砂研磨，待研磨充分后（至看不见番茄果肉的红色颗粒），再加入1.5克无水碳酸钠粉末，研磨约一分钟，移入10ml离心管中，再用甲醇洗涤除去叶黄素。然后用氯仿浸提番茄红素，并用蒸馏水洗涤以除去脂肪酸盐，再定容测吸光值。该方案研磨容易，充分，离心效果良好，能充分消除样品中脂肪酸对结果的影响，省时省力，且节省药品，符合经济原则。参考文献1 陆瑞芳、吴岷.番茄红素的