基本信息
- 项目名称：
- 大枣果皮花青素提取工艺及稳定性研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 以山西吕梁大枣为原料，设计不同的提取条件，对木枣果皮花青素提取工艺及稳定性进行了研究。结果显示大枣花青素是一种理想的天然色素资源，适用于功能食品添加、着色，保健药物与化妆品研发。
- 详细介绍：
- 针对山西吕梁大枣加工企业生产中产生的大量果皮遗弃物和因梅雨致使大枣裂果后产生大量枣果废弃物的现象，通过从大枣果皮遗弃物中提取花青素，能有效地解决当前枣果采摘及加工过程中废物利用，变废为宝及保护农村生态环境的问题。 以山西吕梁木枣果皮为原料，通过设计不同提取条件，对木枣果皮花青素提取工艺及稳定性进行了探究。结果显示：以水作为提取剂，在温度为35℃，PH值为6.2，固液比为1:35，纤维素酶用量为9.2mg•g-1，提取时间为120min的提取条件下，木枣果皮花青素提取率为31.37%。木枣果皮花青素对热、亚硫酸钠、蔗糖、苯甲酸钠以及部分金属离子比较稳定，对光、过氧化氢不稳定。结论：以水作提取剂，用酶解法提取木枣果皮花青素，方法简便，易于操作，且绿色环保。为食品添加、着色与保健药物研发寻求到了一种稳定性较好的优质天然花青素资源。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 针对山西吕梁大枣加工企业生产过程中产生的大量果皮遗弃物和当地因梅雨致使大枣裂果后产生大量枣果废弃物的现象，设计了以酶解法从大枣果皮遗弃物中提取花青素的试验方案，该方案的实施将有效地解决当前枣果采摘及加工过程中废物利用，变废为宝及保护农村生态环境的问题。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性与先进性：利用纤维素酶破坏细胞壁结构，把藏匿在各分子间的花青素分子全部释放出来；采用柠檬酸缓冲液来维持酸性微环境；加适量的抗坏血酸来防止花青素分子被氧化；用冷冻离心机来防止离心过程中高温对花青素分子结构的破坏；用真空干燥箱在常温下进行浓缩以确保花青素分子结构的稳定。 创新点：通过优化设计提取条件，采用酶解法从木枣果皮中提取花青素，寻求到了一种稳定性较好的优质天然花青素资源
应用价值和现实意义
- 吕梁是全国最大的大枣生产基地，但是，大枣在成熟期遇到连阴雨天会发生很严重的果实裂果现象，同时随意堆放的已经霉烂变质的大枣严重地污染了当地环境。另外，一些大枣加工企业每年产生大量大枣果皮遗弃物。 该研究以大枣果皮废弃物为原料提取花青素。旨在为食品添加、着色、保健药物与其化妆品研发寻求一种稳定性较好的优质天然花青素资源；同时也将有效地解决当前枣果采摘及加工过程中废物利用。
学术论文摘要
- 以山西吕梁木枣为原料，设计不同的提取条件，对木枣果皮花青素提取工艺及稳定性进行了研究。结果显示：以水作为提取剂， 在温度为35℃，PH值为 6.2 ，固液比为 1:35 ，纤维素酶用量为 9.2mg•g-1，提取时间为120min的提取条件下，木枣果皮花青素提取率高达21.37% ；木枣果皮花青素对热、亚硫酸钠、蔗糖、苯甲酸钠以及部分金属离子比较稳定，对光和过氧化氢很不稳定。该木枣果皮花青素提取方法简便，易于操作，绿色环保；且稳定性也较好。是一种理想的天然色素资源，适用于功能食品添加、着色，保健药物与化妆品研发。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 以水为提取剂，在温度为35℃，PH值为 6.2 ，固液比为 1:35 ，纤维素酶用量为 9.2mg•g-1，提取时间为120min。提取方法简便，绿色环保；且稳定性也较好。是一种理想的天然色素资源。
参考文献
- [1] 樊君,吕磊,尚红伟,等. 大枣的研究与开发进展[J]. 食品科学, 2003, 24 (4) : 161-163. [2] 杨俊强,王宝明,王小原.裂果研究进展[J].山西农业科学,2009,7(3):86-89. [3] 周家化,杨辉荣,黎碧娜,等.食品添加剂[M].北京:化学工业出版社,2001. 83-84. [4] 凌关庭. 天然食品添加剂手册[M].北京:化学工业出版社,2000.214. [5] 周立国.食用天然色素及其应用[M].济南:山东科学技术出版社,1993.122-125. [6] 徐雅琴,于泽源,邵铁华.草莓红色素稳定性的研究[J].食品与发酵工业,2000,26 (4):13-16. [7] 张渔夫,刘惠荣,张光达,等.农业化学常用分析方法[M].西安:陕西科学技术出版社,1980,372. [8] 膏愿君.中国野生资源开发与加工作用[M].北京:中国轻工业出版社,1995. 416-420. [9] 孟洁,杭瑚.虎杖黄色素的稳定性及抗氧化作用的研究[J].食品与发酵工业,2000,26(5):28-32. [10] 袁月连,史美丽,米金峰,等.酸枣皮色素提取及其理化性质研究[J].烟台师范学院学报,2002,18(1):38-41.
同类课题研究水平概述
- 花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性色素，属于类黄酮化合物。是一种理想的天然色素资源，其色泽鲜艳，含量丰富，安全无毒，具有特定的药理药效功能，可广泛地用于食品、医药及化妆品着色，具有广阔的开发应用前景。查阅有关专业资料表明：在植物中常见的花青素有6种，即天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和锦葵色素。自然条件下游离的花青素极少见，常与一个或多个葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖等通过糖苷键形成花色苷，花色苷中的糖苷基和羟基还可以与一个或几个分子的香豆酸、阿魏酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸等芳香酸和脂肪酸通过酯键形成酰基化的花色苷。已知天然存在的花色苷有300多种，存在于27个科、73个属的植物中。同时也得知：花青素葡萄皮色素是开发最早且最丰富的花青素类色素，由葡萄科果实的果皮或葡萄酒酒厂的废料--葡萄渣，以水或乙醇萃取，后经精制、真空浓缩而得，主要成分有锦葵色素-3-葡糖啶、丁香啶、二甲翠雀素、甲基花青素、翠雀素等，广泛用在饮料、冷饮、蛋糕、果酱等的生产上，用量0.002%-0.3%。 王桐等（2006）、陈小全等（2009）与吴宇宽等（2008）以3%NaOH提取枣皮花青素效果最好；祖丽皮亚•玉努斯等（2006）以50%乙醇提取效果最好。李晓等（2009）用pH 值梯度萃取分离技术认定枣皮红色素中具有两个游离态羰基的被吸电子基团取代的蒽醌类化合物；常世敏等（2004）认定色素提取物至少含有黄酮类和花色苷类两种色素化合物。夏敦岭等（2006）用紫外可见光谱分析后判断红色素的组成为类黄酮、花色素苷类。张琼等（2010）用HPLC-MS技术检测到了8种黄烷醇类物质，4~5种黄酮醇类物质。课题组在枣皮花青素提取过程中先利用纤维素酶破坏细胞组织结构，把藏匿在各分子间的花青素分子释放出来。经过优化提取条件，以水作提取剂提取花青素，获得了较高的提取率。
