紫胶红色素提取技术及理化性质研究

摘要

紫胶红色素是从紫胶虫的分泌物——紫胶树脂中提取而制得的一种蒽醌类羧酸的混合物。紫胶红色素凭借其良好的着色能力、鲜艳的色调、良好的稳定性及纯天然、无毒副作用的特性而广泛应用在了食品、医药、化妆品、印染等行业。本论文对紫胶红色素展开了系统的研究，包括了紫胶红色素中总蒽醌含量的检测；紫胶红色素的超声波辅助提取、盐析提取；紫胶红色素的大孔吸附树脂精制；紫胶红色素各组分相对含量的检测及结构鉴定；紫胶红色素稳定性研究；紫胶红色素抗氧化性能研究等。主要研究结果如下：　　（1）建立了紫外分光光度计测定紫胶红色素中总蒽醌含量的方法，以0.5%Mg(Ac)2-CH3OH溶液为显色剂，在540nm检测波长、胭脂红酸浓度为5~50μg/mL范围内测定紫胶红色素中总蒽醌的含量，测得紫胶红色素中总蒽醌的含量为82.13%，平均回收率为97.80%，RSD为1.31%。　　（2）超声波辅助浸提法最佳工艺条件：频率20kHz，料液比1:5，超声波on/off时间（9s，12s），超声波处理时间18min，超声波功率为1400W，合适的提取次数为5次，浸提率85.15%，色素提取得率达0.44%。影响超声波辅助法从原胶中提取紫胶红色素效率的最主要因子是料液比，其次为超声波on/off时间和超声波作用时间，而超声波功率影响较小。　　（3）盐析法从紫胶溶液中提取紫胶红色素的最佳工艺条件：氯化钠加入量9.6364g、转速800rpm、盐析温度34.5℃、盐析时间25min、碱液浓度0.188mol/L，R2=0.9862和R2Adj=0.9612，拟合度良好。对得到的紫胶色素盐析溶液，研究了酸化沉降、钙盐沉降方法对紫胶红色素产品的析出效果，结果表明：酸化沉降pH值＜3.119时，紫胶红色素即析出完全，提取率达到94.47%，析出色素产品的蒽醌含量为12.72%，pH值为3.761；钙盐沉降中，氯化钙用量为3g/L时，提取率即达95.42%，蒽醌含量达到31.28%，pH值为3.633。　　（4）7种大孔吸附树脂的静态吸附/解吸特性研究表明，AB-8大孔吸附树脂对紫胶红色素吸附量大、解吸率高，提高温度有利于AB-8大孔吸附树脂对紫胶红色素的吸附；而pH值为7的20%乙醇水溶液对紫胶红色素解吸效果最好。AB-8大孔吸附树脂动态吸附/解吸特性研究表明，当流量为0.5mL/min时，AB-8大孔吸附树脂对紫胶红色素的吸附量和吸附率最高；0.01%的HCl水溶液洗脱除杂后，以pH值为7、流量为3mL/min的20%乙醇水溶液对AB-8大孔吸附树脂进行解吸，效果良好，解吸率大于90%。通过AB-8大孔吸附树脂吸附/解吸紫胶红色素处理液，紫胶红色素中总蒽醌含量由紫胶红色素初产品的31.28%提高至85.22%，纯度为原液的2.72倍，可见大孔吸附树脂对紫胶红色素的精制效果良好。　　（5）通过采用超高压液相-质谱联用分离检测所精制的紫胶红色素样品，共检测出8种蒽醌类成分，除紫胶色酸A、B、C、E外，发现了4种新化合物，并分别命名为紫胶色酸F、G、H、I，未检测到文献中提及的紫胶色酸D。采用二级质谱与核磁共振确证了紫胶色酸A和C的分子结构，并在此基础上推断出了紫胶色酸G和H可能的分子结构，并以二级质谱碎片对另外两种化合物紫胶色酸F和I可能的结构进行了推测。应用液相色谱以峰面积归一法测得紫胶色酸A、B、C、E、F、G、H和I的相对含量分别为63.09%、23.51%、8.76%、0.50%、2.15%、0.61%、0.49%和0.90%，紫胶色酸A和B为紫胶红色素的主要成分。　　（6）紫胶红色素对光照稳定，即使在室外阳光直射下，28天保存率仍在95%以上；紫胶红色素对温度稳定，在低温和高温下均有较高的保存率。紫胶红色素有较强的抗氧化性，而还原剂浓度高于2.0%时可使紫胶红色素稳定性略有下降。常用的食品添加剂对紫胶红色素有增色和护色效益。Fe3+、Fe2+、Ca2+和Sn2+等离子破坏紫胶红色素水溶液稳定性并造成红色素损失，其它金属离子对紫胶红色素稳定性影响不显著。紫胶红色素水溶液随pH值的的增加而由橙色变为紫红色，最佳使用范围在pH值6以下。　　（7）紫胶红色素具有较强的清除ABTS+?的能力，当紫胶红色素浓度达到3.75μg/mL时，能够清除溶液中87%的ABTS+?，其清除ABTS+?的能力约为抗坏血酸的4.17倍。紫胶红色素对DPPH?同样具有一定的清除活性，当紫胶红色素浓度达到25.00μg/mL时，对溶液中DPPH?的清除率可以达到68%左右，其清除DPPH?的能力约为抗坏血酸的1/4左右。但紫胶红色素不具有清除O2ˉ?的能力。

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