AB-8大孔樹脂對藍莓花青素的純化研究

孫浩然，孟慶彬，郭興

(1.伊春林業(yè)管理局，黑龍江伊春153000；2.伊春林業(yè)科學院，黑龍江 伊春153000)

AB-8大孔樹脂對藍莓花青素的純化研究

孫浩然1，孟慶彬2，郭興2

(1.伊春林業(yè)管理局，黑龍江伊春153000；2.伊春林業(yè)科學院，黑龍江 伊春153000)

摘要：通過試驗優(yōu)化得出AB-8樹脂純化藍莓花青素的最佳條件參數為：樹脂吸附花青素在140min即可吸附均衡，樣液pH在2.0，濃度為8g/L，速度在1.0mL/min，時吸附效果最好；洗脫液乙醇濃度為60%，流速在1.0mL/min時洗脫效果最好,在此條件下的純化效果最好。

關鍵詞：大孔樹脂；藍莓；花青素；純化

藍莓學名越橘(Vacciniumspp.)，俗稱藍漿果，屬杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(Vaccinium)植物，為多年生小漿果灌木果樹，果實多呈藍、暗藍、亮藍，英文名為Blueberry。越橘屬植物資源豐富，全世界約400多種，我國約有92個種，28個變種。常用越橘屬植物有北美藍莓，包括矮叢藍莓(V.angustifolium)、半高叢藍莓、北高叢藍莓(V.corymbosum)、南高叢藍莓(V.tenellum)、兔眼藍莓(V.ashei)；篤斯越橘(V.uliginosumL.)；紅豆越橘(V.vitis-idaeaL.)；歐洲越橘(V.mytillusL.)、蔓越橘(V.microcarpon)等。藍莓富含花青素，已被用作為一種天然食用色素即食品添加劑，具有一定營養(yǎng)和藥理作用(抗氧化、抗突變、抗肥胖、抗炎癥等)，在食品、化妝、醫(yī)藥等方面有著巨大的應用潛力。因此，開發(fā)和應用天然色素已成為世界食用色素發(fā)展的總趨勢[1]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

試驗所用藍莓為北陸；鹽酸、氫氧化鈉、乙醇、乙酸、甲醇等均為分析純；DS-1高速組織搗碎機：上海標本模型廠；JYD-650L超聲波細胞破碎儀：上海之信儀器有限公司。

1.2 粗花青素的提取

稱北陸鮮果5g，機械粉碎2min，再加100mL 50%乙醇溶液，200W超聲波處理20min[1]，后進行10min離心，沉淀再提取2次，將3次上清液合并，在真空壓為-0.08MPa、50℃旋轉濃縮提取液，最后獲得濃縮液。

1.3分離純化研究

1.3.1時間與吸附效果的關系[2]。取一定量的吸光度為0.967的粗提液, 倒入盛有1.00g AB-8樹脂的容器中,再將該容器放到搖床中30℃、140r/min進行震蕩,開始按下列時間依次檢測吸光度，0、5、10、15、20、40、60、80、100、120、140、160、180min。

1.3.2pH值與吸附效果的關系[3]。精確稱取4份0.50g樹脂，依次加入到盛有pH為1.0、2.0、3.0、4.0的粗提液容器中,并測得初始吸光度A1,在30℃、140r/min的搖床中振蕩24h。然后過濾測得吸光度A2,通過計算得到吸附率。

吸附率=(A1-A2)/A1×100%

1.3.3乙醇濃度與洗脫量的關系[4]。在裝有等量已經吸附飽和樹脂的容器中，加入濃度分別為50%、60%、70%、80%、90%的一定量乙醇溶液，搖床中振蕩24h,140r/min,30℃,然后測洗脫液的吸光度。

1.3.4樣液速度與吸附量的關系[5-6]。用pH=2.0的緩沖液配制一定濃度的花青素溶液,分別以流速0.5、1.0、1.5、2.0mL/min上樣,直至樹脂吸附花青素達到飽和,計算吸附交換量。

1.3.5樣液濃度與吸附量的關系[6]。用pH=2.0的緩沖液分別配制濃度為4、6、8、10g/L的花青素溶液，樣液速度在lmL/min，直至樹脂吸附花青素達到飽和,計算吸附交換量。

1.3.6乙醇流速與洗脫量的關系[7]。用濃度為60%的乙醇溶液,分別以流速0.5、1.0、1.5、2.0mL/min進行洗脫,用自動收集器每5mL收集一次,測吸光度。

1.4花青素含量檢測

1.4.1緩沖液的配置

pH1緩沖液：0.2mol/LKCl-0.2mol/LHCl(25∶67)

pH4.5緩沖液：1mol/LNaAc-1mol/LHCl-H2O(100∶60∶90)

1.4.2檢測波長的確定

在pH1和pH4.5的緩沖液中花青素最大吸收峰在520nm處，因此檢測波長為520nm。

1.4.3檢測方法

吸取1mL濃縮液加入25mL容量瓶中，再以上述兩種緩沖液定容至刻度。

C(mg/g)=(A1-A2)×V×n×M/(ε×m)(濕重)

式中:A1—是pH1時520nm處花青素的吸光度值；A2—是pH4.5時520nm處花青素的吸光度值；V—提取液總體積，mL；n—稀釋倍數；M—矢車菊-3-葡萄糖苷的分子量(449)；ε—矢車菊-3-葡萄糖苷的消光系數(29600)；m—樣品的質量，g。

2 結果

2.1時間與吸附效果的關系

由圖1可知，在0～20min時吸附率變化較快，表現出吸附率隨著時間的延長而增大，在20～180min時吸附率逐漸趨于平穩(wěn)，140min時吸附率達到最大值44.5%。

圖1　吸附動力學曲線

2.2pH值與吸附效果的關系

圖2　 pH值與吸附效果的關系

由圖2可知，當pH為2.0時吸附率達到最大值為70.4%，在pH為2.0～3.0時吸附率有所降低。因此pH值為2.0時對吸附效果最好。

2.3乙醇濃度與洗脫量的關系

圖3　 乙醉濃度與洗脫量的關系

由圖3可知，洗脫液的吸光度逐漸降低，60%的乙醇溶液洗脫量最大，因此60%的乙醇作為洗脫液效果最好。

2.4樣液速度與吸附量的關系

由表1可知，大孔樹脂吸附分離純化藍莓花青素，流速過快，不利于花青素分子與樹脂間接觸、吸附；反之，速度慢導致效率低。綜合分析，速度為1.0mL/min最好。

表1　 樣液速度與吸附量的關系

2.5樣液濃度與吸附量的關系

表2　樣液濃度與吸附量的關系

由表2可知，樣液濃度為8g/L時對吸附量最大。當吸附質以相同流速、吸附樹脂相同質量下，原液濃度越高，達到總吸附交換量的時間越短，總吸附交換量越高。

2.6乙醇流速與洗脫量的關系

圖4 　 乙醇流速與洗脫量的關系

由圖4可知，在流速較低時，乙醇與樹脂接觸充分，可以充分洗脫，但是洗脫時間過長，洗脫量增大，不利于濾液的收集和下一步的濃縮。反之，流速較高時，導致乙醇來不及將大孔樹脂上的花青素洗下。因此，本試驗選擇1.0mL/min進行洗脫。

3 結論

通過試驗優(yōu)化得出AB-8樹脂純化藍莓花青素的最佳條件參數為：樹脂吸附花青素在140min即可吸附均衡，樣液pH在2.0，濃度為8g/L，速度在1.0mL/min，時吸附效果最好；洗脫液乙醇濃度為60%，流速在1.0mL/min時洗脫效果最好,在此條件下的純化效果最好。

參考文獻

[1]常徽.葡萄籽原花青素抗輻射損傷作用的實驗研究[D].上海：中國科學院上海冶金研究所,2000.

[2] 李佳春,梁華正.大孔樹脂分離純化桅子蘭色素的研究[J].食品科技,2005,(7):50-53.

[3] 陳效蘭,周方欽.大孔吸附樹脂濃縮分離紫菜蔓色素的研究[J].食品科學,2001,22(9):27-30.

[4] 王振宇,田福.大孔樹脂吸附純化藍靛果紅色素的研究[J].食品研究與開發(fā),2008，29(8):184-187.

[5] 黨蕊葉,權清轉.大孔吸附樹脂純化矮牽牛花紅色素[J].西北農業(yè)學報,2005,14(3):145-147.

[6] 朱洪梅,韓永斌.大孔樹脂對紫甘薯色素的吸附與解吸特性研究[J].農業(yè)工程學報,2006,22(5):153-156.

[7] 麻明友,麻成金,等.大孔樹脂吸附分離番茄紅色素的研究[J].食品研究與開發(fā),2006,127(6):189-191.

AB-8 Macroporous Resin for the Purification of Anthocyanins from Blueberry

Sun Haoran1，Meng Qingbin2，Guo Xing2

(1. Forestry Administration Bureau.Yichun,Heilongjiang 153000；2.Academy of Forestry. Yichun, Heilongjiang 153000)

Abstract:Are optimized through experiment that AB-8 resin to purify the optimum condition parameters of blueberry anthocyanins: resin adsorption anthocyanins in 140 min equilibrium adsorption, pH of sample in 2.0 concentration was 8g / L, speed in 1.0 mL / min, the adsorption effect is best; eluent ethanol concentration was 60%, flow rate at 1.0 mL / min, the elution effect is the best, under these conditions, the best purification effect.

Key words:Macroporous resin；Blueberry；Anthocyanin；Purification

收稿日期：2016-01-21

基金項目：黑龍江省森林工業(yè)總局應用研究項目(sgzjY2011020)

作者簡介：孫浩然(1963-)，男，碩士，高級工程師，E-mail:guoheike@163.com。

中圖分類號:TS264.4

文獻標識碼:A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2016.03.007