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桑椹洗水中花青素的提取及品質(zhì)測評
引言
桑椹所含花青素色價(jià)高、抗氧化能力強(qiáng)，是一種理想的營養(yǎng)強(qiáng)化劑和著色劑[1]。桑椹最大加工品為桑椹汁。為了去除生長過程和收獲環(huán)節(jié)原料沾帶的雜質(zhì)及微生物，桑椹汁加工前需對原料進(jìn)行有效清洗。花青素易極溶于水，更易溶于乙醇等親水有機(jī)溶劑，因此，桑椹清洗水呈濃重的紫黑色，表明桑椹果實(shí)中的一部分花青素已溶于清洗水。在以往的研究中發(fā)現(xiàn)，鹽酸、檸檬酸等溶液對花青素具有一定的保護(hù)作用[2]。由于桑椹汁加工中原料需經(jīng)歷滅酶、濃縮、殺菌等諸多強(qiáng)熱處理以及冗長的加工過程，產(chǎn)品中的花青素?fù)p失、劣化嚴(yán)重。如能在熱處理以前的清洗過程提取分離出部分花青素，既避免了有效成分的破壞，又可獲得高品質(zhì)的副產(chǎn)品，使桑椹資源合理、充分地利用。為此，依據(jù)桑椹汁加工流程，設(shè)想在不影響主產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的前提下，通過選擇對桑椹花青素溶出效率高的浸提介質(zhì)和對原料整體性破壞較小清洗方法，在桑椹汁加工前分離出部分高品質(zhì)花青素。
1 實(shí)驗(yàn)材料、流程及檢測方法
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
桑椹為北京大興區(qū)產(chǎn)，品種為黑珍珠。采集完熟果實(shí)并剔除爛果及雜質(zhì)，低溫貯藏。
1.2 實(shí)驗(yàn)試劑和主要儀器
無水乙醇、鹽酸、氫氧化鈉、檸檬酸、檸檬酸鈉購于北京化學(xué)試劑公司；AB-8 大孔樹脂購于南開大學(xué)化工廠；ZFQ85A 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海醫(yī)械專機(jī)廠；SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長城科工貿(mào)有限公司；JA1003N 電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；GZX-9023MBE 數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；PHS-25 型酸度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司紫外—可見分光光度計(jì)，北京普析儀器有限公司。高效液相色譜，安捷倫科技有限公司
1.3 實(shí)驗(yàn)流程
依據(jù)主要產(chǎn)品為桑椹濃縮汁的加工流程，在清洗水中提取桑椹花青素的試驗(yàn)工藝流程確定為：桑椹果實(shí)——強(qiáng)化清洗——洗水精濾——上柱吸附——解吸——濃縮脫溶——干燥——花青素粗提物為了保持桑椹鮮果的完整性，避免因破損造成的糖和酸的溶出損失，增加花青素浸提量，提高浸提液中花青素含量，降低果膠等膠體物質(zhì)進(jìn)入，清洗過程將采用對原料損傷較輕的模擬移動(dòng)床逆流淋浸原理，以階段浸泡、逆流階段浸泡、逆流淋洗為浸提單元組合浸提流程。
并嘗試使用蒸餾水及對花青素具有良好溶出和保護(hù)效果，且對主產(chǎn)品生產(chǎn)無明顯不利影響的檸檬酸和乙醇溶液為浸提介質(zhì)。在吸附分離工序?qū)⒈容^、優(yōu)選分離花青素常用的AB-8、D101、NKA、X-5 中的優(yōu)者為吸附介質(zhì)[3]。
1.4 實(shí)驗(yàn)方法
清洗介質(zhì)：5%檸檬酸溶液、5%乙醇溶液、蒸餾水。
清洗方法：以1:1 料水比循環(huán)噴淋5min、浸泡2min、逆流淋浸（3 級以上，2min/級）。
精濾介質(zhì)：0.45μm 微濾膜。
吸附介質(zhì)：大孔樹脂AB-8、D101、NKA、X-5。
吸附解吸參數(shù)：上樣流量2BV/h，0.1%HCL 的80%乙醇洗脫[4]。
色價(jià)的測定[5]：用分光光度計(jì)測定10g/L 色素溶液在最大吸收波長處的吸光值后，依據(jù)郎伯—比爾定律計(jì)算色價(jià)。桑椹色素的色價(jià)E1cm1%（λmax）為：E1cm1%（λmax）=色素溶液的濃度A×稀釋倍數(shù)/色素重量（g）總花色苷的測定[6]：pH 示差法：A = (A510– A700)pH 1.0 – (A510 – A700)pH 4.5。總花色苷(mg/100g 鮮桑椹)：TAC = (A × MW × DF×1000 )/ε 其中，MW 為分子量，以矢車菊-葡萄糖苷計(jì)算，449.2g/mol。DF 為稀釋倍數(shù)。ε 為 摩爾吸收率為26900。1 為比色皿光程為1cm。
花青素檢測方法：高效液相色譜法。色譜柱：安捷倫C18（4.6×250mm），填料5μm。
HPLC 分析條件：流動(dòng)相A 為5%甲酸，流動(dòng)相B 為甲醇。流速是1mL/min，柱溫30℃，檢測波長520nm，進(jìn)樣量10μL。洗脫梯度為0-4 min，3-7.5% B；4-13 min，7.5-12.5% B；13-20min，12.5-25%B；20-35 min，25-30% B；35-40 min，30-40% B；40-60 min，40-100% B。
2 結(jié)果與討論
2.1 桑椹花青素的吸光光譜圖
由圖可知，桑椹花青素在可見光區(qū)的最大吸收波長為520nm，故選用520nm 為檢測桑椹花青素的檢測波長。
2.2 吸附樹脂的試驗(yàn)選擇
由可知，在試驗(yàn)測試的4 種樹脂中， AB-8 大孔樹脂對桑椹花青素的吸附效果最好，其吸附率達(dá)到70.67%。所以，選定AB-8 大孔樹脂為分離桑椹花青素的吸附介質(zhì)。
2.3 桑椹的強(qiáng)化清洗流程的確定
分別測定噴淋、浸泡和逆流淋浸洗水的吸光度后發(fā)現(xiàn)，逆流淋浸得到洗水的吸光度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他兩種清洗流程。5%檸檬酸浸提效率優(yōu)于另外兩種介質(zhì)，且對花青素有一定保護(hù)作用，盡管清洗后桑椹表面殘留少量檸檬酸，但對隨后進(jìn)行的主產(chǎn)品生產(chǎn)無不利影響。對逆流淋浸浸次數(shù)及浸泡時(shí)間試驗(yàn)比較后，選定了以5%檸檬酸為介質(zhì)的3 級逆流淋浸強(qiáng)化清洗流程。洗水中花青素可達(dá)含量0.455g/L。
2.4 原料成分變化
以 5%檸檬酸為介質(zhì)對完整桑椹鮮果進(jìn)行3 級逆流淋浸后，果穗完整，顏色無可感察到的變化，由于果穗表面檸檬酸殘留，酸度增加＜1%，糖度無變化。由于集中采收會造成部分鮮果的開放性損傷，清洗后總酸、總糖下降在＜2%左右。
2.5 產(chǎn)物品質(zhì)分析
采用本次試驗(yàn)選定提取分離方法，正在桑椹洗水中分離出桑椹質(zhì)量 ‰花青素粗提物，其中花色苷含量為14.37%，色價(jià)為156。
以前進(jìn)行的研究認(rèn)為[5]，桑椹花青素的主要成分為矢車菊-3-葡萄糖苷Ｃ3Ｇ和矢車菊-3-蕓香苷Ｃ3Ｙ。桑椹花青素粗提物HPLC 譜圖。可見譜圖只有兩個(gè)非常突出的峰，比照標(biāo)準(zhǔn)品譜圖可知，本次試驗(yàn)得到的桑椹花青素粗提物的兩種主要成分也為矢車菊-3-葡萄糖苷Ｃ3Ｇ和矢車菊-3-蕓香苷Ｃ3Ｙ。
3 結(jié)論
1．對桑椹汁加工前進(jìn)行強(qiáng)化清洗，可兼顧桑椹汁的正常生產(chǎn)和洗水中數(shù)量可觀的花青素的回收。
2．以5%檸檬酸為清洗介質(zhì)對桑椹進(jìn)行3 級逆流淋浸可在洗水中回收桑椹質(zhì)量 ‰的花青素粗提物，其色價(jià)為156，花色苷含量為14.37%，花色苷主要為矢車菊-3-葡萄糖苷Ｃ3Ｇ和矢車菊-3-蕓香苷Ｃ3Ｙ。
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參考文獻(xiàn)
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