APP下载

超声波辅助提取红枣枣皮红色素的工艺研究

2018-11-21刘红霞刘圆圆许美秋仝瑞建赵旭升

科技视界 2018年20期
关键词:提取超声波

刘红霞 刘圆圆 许美秋 仝瑞建 赵旭升

【摘 要】红枣作为我国的特产,被人们称赞为“天然的维生素丸”,属于药食同源食物。红枣枣皮红色素是天然色素,因其安全无毒副作用而成为国内科研人员的研究热点。本文以新疆和田红枣为原料,采用超声辅助碱提取法提取枣皮红色素,以0.2mol/L为提取剂,采用单因素试验确定提取最佳工艺。最佳工艺为:料液比为1:20,粒度40目,提取功率为最大功率950W的60%(570W),提取时间为60min,提取温度为60℃。本文较为系统的研究了红枣枣皮红色素的提取工艺,以期为红枣红色素的合理开发利用提供理论依据和参考。

【关键词】红枣枣皮红色素;提取;超声波

中图分类号: TS255.1 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2018)20-0105-002

DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.20.045

【Abstract】Jujube,as a specialty of China,has been praised as a "natural vitamin pill" and belongs to the homologous food of medicine and food.Jujube red pigment is a natural pigment, which has become a research hotspot for domestic researchers because of its safety,non-toxic side effects. In this paper, Xinjiang Hetian jujube was used as raw material to extract jujube red pigment by ultrasonic assisted alkali extraction method, and 0.2mol/L was used as extractant. The best extraction process was determined by single factor experiment. The optimum process is as follows: the ratio of material to liquid is 1:20,the particle size is 40 mesh, the extraction power is 60%(570W) of the maximum power of 950W,the extraction time is 60min,and the extraction temperature is 60°C.This paper systematically studied the extraction process of jujube red pigment from jujube,in order to provide theoretical basis and reference for the rational development and utilization of red jujube red pigment.

【Key words】Jujube red pigment;Extraction;Ultrasound

紅枣为鼠李科植物,枣的成熟果实与桃、李、栗、杏并称为我国古代五果。始载于本经,在我国已有4000年栽培史[1-4]。中国的草药书籍《本经》中记载到,红枣味甘性温,有补中益气、养血安神、缓和药性的功能,而现代的药理学研究表明,红枣含有蛋白质、糖类、有机酸、维生素A、维生素C、多种微量钙以及氨基酸等丰富的营养成分,具有镇静、催眠、降血压、保肝、抑癌、抗突变等作用[5]。红枣枣皮中的色素是一种天然色素,色泽鲜艳,可广泛应用于食品、医药与化妆品等行业,具有广阔的应用前景[6-7]。因此,从枣皮中提取红色素对研究红枣有重要的意义。大量研究表明,与溶剂提取相比,声波能产生高速、强烈的空化效应和搅拌作用,破坏植物细胞,使溶剂利于渗透到植物组织细胞中,增加有效成分在溶剂中的溶解度,缩短提取时间,提取效率更高[8-10],因此本文通过超声波辅助碱提取法提取红枣枣皮红色素,为工业化开发生产枣皮红色素提供理论依据。

1 材料与仪器

1.1 材料

新疆和田红枣;NaOH:分析纯

1.2 仪器

SYG-2数显恒温水浴锅:常州朗越仪器厂;FW-400A倾斜式高速万能粉碎机:北京中兴伟业仪器有限公司;BPG-9070A精密鼓风干燥箱:上海一恒科学仪器有限公司;SCIENTZ-ⅡD超声波细胞粉碎机:宁波新芝生物科技股份有限公司;UV-5100B紫外可见分光光度计:上海元析仪器有限公司;旋转蒸发仪;真空冷冻干燥机。

2 方法

2.1 原料的前处理

选择饱满完整的红枣,将枣用清水清洗干净,沸水煮5min,立即放入冷水中除去果肉,枣皮在40℃烘干至恒重,用粉碎机粉碎。

2.2 提取

以0.2mol/L的NaOH溶液为提取剂,将提取原液稀释100倍,以测定稀释提取液的吸光度为标准来逐步选择确定超声波提取的时间、功率、原料粒度和料液比。

2.2.1 提取时间的选择确定

称取红枣枣皮粉末,每份5g,粒度40目,固定超声波提取温度为60℃,0.2mol/LNaOH作提取剂,料液比为1:20,超声功率为60%,分别用超声波处理10min,20min,30min,40min,50min,60min,70min,80min,90min,考察超声波处理时间对提取效果的影响,将原液稀释10倍和100倍,测定其在340nm的吸光度,实验重复三次,取平均值。

2.2.2 超声功率的选择确定

称取红枣枣皮粉末,粒度40目,固定超声波提取温度为60℃,0.2mol/LNaOH作提取剂,料液比为1:20,超声时间60min,超声功率为10%,20%,40%,60%,80%,考察超声功率对提取效果的影响,将原液稀释100倍,测定其在340nm的吸光度,实验重复三次,取平均值。

2.2.3 原料粒度的选择确定

称取红枣枣皮粉末,原料粒度为20目,40目,60目,80目,固定超声波提取温度为60℃,0.2mol/LNaOH作提取剂,料液比为1:20,超声时间60min,超声功率为60%,考察原料粒度对提取效果的影响,将原液稀释100倍,测定其在340nm的吸光度,实验重复三次,取平均值。

2.2.4 料液比的选择确定

称取红枣枣皮粉末,粒度40目,固定超声波提取温度为60℃,0.2mol/LNaOH作提取剂,料液比为1:10,1:20,1:30,1:40,1:50,超声时间60min,超声功率为60%,考察超声功率对提取效果的影响,将原液稀释100倍,测定其在340nm的吸光度,实验重复三次,取平均值。

3 结果与分析

3.1 超声波处理时间对提取效果的影响

准确称取过40目红枣枣皮粉末5g,以0.2mol/LNaOH作提取剂,料液比为1:20,超声功率为60%,超声温度为60℃,超声波提取0-90min,试验结果如图1,提取时间在60min前,吸光度随着提取时间的延长而升高,之后随着提取时间的延长而降低。根据朗伯-比尔定律[11-12]可知,吸光度与吸光物质的浓度成正比,由此可见,超声提取枣皮红色素的最佳超声提取时间为60min,其OD值为0.941。

3.2 超声功率对提取效果的影响

称取过40目红枣枣皮粉末5g,以0.2mol/LNaOH作提取剂,料液比为1:20,在超声功率为10%,20%,40%,60%,80%下提取60min,试验结果如图2所示,当超声功率为60%时,其吸光值最大,OD值达到1.373,由此表明,最佳超声功率为60%。

3.3 原料粒度对提取效果的影响

将红枣枣皮粉末分别20目、40目、60目、80目,并取不同粒度粉末各5g,以0.2mol/LNaOH作提取剂,料液比为1:20,超声波提取温度60℃,超声时间60min,超声功率为60%,测定不同粒度下,对枣皮红色素提取效率的影响。试验结果如图4所示,随着目数增加,其吸光度值不断升高,当粒度为40目时,其吸光值最大,当高于40目时,其吸光值不断降低。表明当粒度为40目,其OD值最高,达到0.968,此时枣皮红色素提取效率最高。

3.4 料液比对提取效果的影响

准确称取过40目枣皮粉末5g,分别加入不同体积的0.2mol/LNaOH作提取剂,使其料液比分别为1:10,1:20,1:30,1:40,1:50,在超声功率为60%下,60℃超声60min,测定不同料液比下,对枣皮红色素提取效率的影响。试验结果如图4,当料液比为1:20时,其吸光值最大,达到1.026,表明1:20为其最佳的料液比,此时枣皮红色素提取效率最高。

4 结论与讨论

本试验采用超声波辅助碱提取法提取枣皮红色素,研究了不同超声波处理时间、超声波功率、超声波温度、料液比对提取效果的影响,并采用单因素试验确定了枣皮红色素提取的最佳工艺条件。枣皮红色素提取最佳工艺为:以0.2mol/LNaOH作提取剂,料液比1:20,粒度40目,提取功率为最大功率950W的60%(570W),提取时间60min。利用超声波辅助提取法耗时少,而且它能强化浸取过程,降低能源、溶剂的消耗以及废物的产生,同时可以提高产率和提取物的纯度,符合当今绿色发展的要求,是一种有良好发展前途的新工艺。进而推动整个红枣产品步入健康、高速、高效的良性发展轨道。

【参考文献】

[1]田建華.本草纲目彩色图集:精编珍藏版[M].河北科学技术出版社,2007.

[2]Li J W,Fan L P,Ding S D,et al.Nutritional composition of five cultivars of chinese jujube[J].Food Chemistry,2007,103(2):454-460.

[3]Chi A,Kang C,Yan Z,et al.Immunomodulating and antioxidant effects of polysaccharide conjugates from the fruits of Ziziphus Jujube,on Chronic Fatigue Syndrome rats[J].Carbohydrate Polymers,2015,122:189-196.

[4]陈贻金,唐云龙,陈谟林等.枣树实用新技术[M].北京:中国科学技术出版社,1993.

[5]陈海华,李海萍,王星明.微波辅助提取红枣红色素及其稳定性的研究[J].食品研究与开发,2009,30(7):181-185.

[6]游凤,黄立新,张彩虹,等.红枣红色素的研究进展[J].中国食品添加剂,2012(4):223-230.

[7]Zheng A R, Shao P L, Guo X D, et al. Structure preliminary identification and antioxidant activity of red pigment from jujube peel[J]. Food Science and Technology, 2016.

[8]付凯卿,曹艳萍.枣皮红色素的提取及稳定性研究[J].中国乳业, 2001(1):9-11.

[9]孙灵霞.木枣枣皮红色素的提取工艺及其稳定性研究[D].陕西师范大学, 2005.

[10]吴绍武,刘章武,唐婧苗,等.微波辅助提取红枣红色素的研究[J].食品研究与开发,2010,31(5):54-57.

[11]苏海霞,张朝晖,赵小燕,等.太赫兹谱定量测试中朗伯比尔定律表征形式分析[J].光谱学与光谱分析,2013,33(12):3180-3186.

[12]包东东,张燕.利用微波超声波技术提取红枣红色素的工艺研究[J].科技创新与应用2012,6.

猜你喜欢

提取超声波
基于Niosll高精度超声波流量计的研究
现场勘查中物证的提取及应用
基于手机准超声波控制的智能灯
浅析城市老街巷景观本土设计元素的提取与置换
蝙蝠的超声波
超声波流量计的研究
超声波流量计在兰干渠上的应用