5超滤膜分离纯化野蔷薇果皮色素Word文件下载.docx

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2.2仪器3

2.3实验方法3

2.3.1材料预处理3

2.3.2色素提取工业流程4

2.3.3野蔷薇果皮色素的光谱特性4

2.3.4提取液的离心分离纯化4

2.3.5超滤膜分离纯化野蔷薇果皮色素4

2.3.6标准品溶液的配制4

2.3.7酪蛋白的标准曲线4

2.3.8膜通量与色价5

3结果与讨论5

3.1浸提法最佳提取条件的确定5

3.2膜通量7

3.3蛋白质含量的测定9

3.4色价9

4结论9

参考文献10

致谢11

摘要：

采用正交试验对野蔷薇果皮色素的最佳超声提取提取条件进行了研究，并用膜分离法进行纯化，结果表明，在常温下采用70℅乙醇，以料液比为1:

10，超声时间为1h，超声次数为3次条件下色素产率最高；

应用膜分离技术纯化色素，从色素粗提液中分离出糖类、蛋白质等，其色价达107.8,为未经超滤提取色素色价的5倍。

关键词:

野蔷薇；

正交设计；

色素；

超声波提取；

膜分离

引言

1.1野蔷薇简述

野蔷薇（RosaSpp）为多年生灌木，抗性和适应性较强，好栽培、易成活。

生长在山间、林地、河谷、溪旁及林缘野蔷薇属于蔷薇科蔷薇属植物，又叫蔷薇科蔷薇属有200多种

1.1.1野蔷薇的分布

野蔷薇广布于北半球温带和亚热带地区中国有82种，约占世界种类40%，各地均有分布，新疆地域广大,野果资源丰富,分布广且较集中。

其中野蔷薇据初步调查,境内主要分布于北疆沿天山山麓阿勒泰、塔城、乌鲁木齐、伊梨地区的河谷、低山山坡较多[1]。

面积在666.67km2以上。

在新疆野蔷薇属植类27种，变种12种，变形34种。

被认为是既有开发利用价值的第三代水果［1］。

1.1.2野蔷薇的作用

新疆野蔷薇的果,根,籽,花都有利用价值，蔷薇果（又称刺玫果）多近球形或卵圆形，又聚合瘦果包藏于肉质或粉质的花托内形成。

野蔷薇果很久以来就是广泛应用于民间的营养食品和调味佳品，民间用其治疗白内障，消散粒状口疮，固精，止泻，通经，止疼，其果毛和果肉用于治疗咽喉炎;

中医常用于健脾理气、养血调经、医治消化不良、小儿食积、气滞腹泻等症。

研究还发现刺玫果有抗疲劳、抗衰老、耐缺氧、增强免疫功能，促进DNA，RNA及蛋白质合成的类似激素样作用。

上述特性是由于其含糖,酸,淀粉,蛋白质,果胶,单宁，抗氧化和抗腐的活性维生素等。

野蔷薇果中含有的氨基酸达16-17种之多,,基本上包含了人体必需又不能合成的氨基酸［2］,可为人体提供部分维持生命活动不可缺少的基质。

近年来随着各地对野生资源的不断深入研究,根据野蔷薇果含有保健功能特性及特有的风味成分,充分利

用当地丰富的野蔷薇果资源优势。

1.2色素

1.2.1天然色素的提取及应用

世界各国对化工色素食品的添加剂已逐步受到限制。

取而代之的是安全无毒的天然色素。

近年来，天然色素的开发有了较大的发展，除原来允许用于食品使用的姜黄，甜菜红，叶绿素铜钠盐，辣椒红，红曲米色素，胡萝卜素等外，最近又研究开发出玉米黄，高梁色素，萝卜红，玫瑰茄，栀子黄、茶色素、靛蓝、高梁红、黑米色素、红花色素等色素。

我国天然色素产业的发展已经初具规模，全国的天然色素总产量已达十余万吨，其中最具代表性的有焦糖色素（即糖色）、栀子黄、栀子蓝、姜黄、苋菜红、辣椒红、茶色素等等。

1.2.2天然色素开发应用发展

天然色素主要从各种植物中提取，其中很多品种均具有生理活性。

相对合成着色剂而言，天然食用色素更加安全，是国际上竞相开发的重点。

近十多年来，我国经国家批准使用的天然着色剂从20多种增加到47种，是目前世界上批准天然着色剂最多的国家。

在天然着色剂中，姜黄有抗癌作用，红花黄有降压作用，辣椒红有抗氧化作用，菊花黄有抗氧化作用，高粱红有抗氧化作用，玉米黄有抗氧化作用，红曲米有降血脂作用，沙棘黄有抗氧化作用，桑椹红有降血脂作用，葡萄皮红有调脂作用，紫草红有抗炎症作用，茶绿素有调血脂作用。

1.3膜分离技术

1.3.1膜分离技术与特点

膜分离技术是本世纪90年代发展起来的新兴分离技术，研究与应用事实表明，膜分离技术在简化发酵生产工艺，提高产品质量，开发新产品与综合利用方面都显示了巨大的优越性，膜分离与传统的过滤，萃取，蒸发，脱色，吸附，离心等分离方法相比，具有节能，减少污染，无相变，在常温下操作，浓缩和纯化可同步完成等优点。

在膜分离技术出现之前，已经有很多的分离技术在生产中得到广泛应用，如：

蒸馏，萃取，吸附，吸收等分离技术，与这些传统的分离技术相比，膜分离具有以下的特点：

第一膜分离技术常是一个高效的分离过程。

第二膜分离过程的能耗通常比较低。

第三多数膜分离过程的工作温度在室温附近，特别适用于对热过敏物质的处理。

第四操作十分简便，很少需要维修，可靠度高，得产品的时间段，适合频繁启动雨停下工作。

1.3.2膜的分类

表1实验室膜分离装置于膜

分类

推动力

载留分子

微滤（MF）

压力差

0.02-10um粒子4

超滤（UF）

120nm大分子溶质3

纳滤（NF）

1nm以上溶质2

反渗透（RO）

0.1-1nm小分子溶质1

2材料与方法

2.1实验材料

野蔷薇果皮（颜色为红色）无水乙醇，95℅乙醇，试剂均为分析纯。

酪蛋白（对照品）。

2.2仪器

UV-2000紫外分光光度计（龙尼柯上海仪器有限公司），B2200S-T超声波（上海仪器有限公司），MC-酒精计（河间市双塔仪表有限公司），电光分析天平（梅特勒-托利多仪器有限公司），实验室膜分离装置（上海摩速器材有限公司）（超滤PS-2，HPS-10，HPS-50，纳滤NF-200，NF-500，NF-600-800）R8-10离心机。

2.3实验方法

2.3.1材料预处理

将野蔷薇果实中去掉种子及种毛，然后洗净晾干，磨碎变成粉末.

2.3.2色素提取工业流程

野蔷薇果实皮粉末→浸提→超声→过滤→离心→超滤过滤→粗色素→纳滤浓缩→精致纯化→成品

2.3.3野蔷薇果皮色素的光谱特性

根据文献野蔷薇在425nm处显示最高峰，根据这个测定其他特征吸收光谱。

2.3.4提取液的离心分离纯化

野蔷薇果皮色素初提液通过离心（4000r/min,15min），取上清液，进行初步的分离纯化。

2.3.5超滤膜分离纯化野蔷薇果皮色素

初步的分离纯化的样品液经超滤膜分离处理后，浓缩液回到原样品存器中，透过液则在压力条件下从膜分离出外空的出口端流出，如此反复循环至分离和浓缩为止。

2.3.6标准品溶液的配制

准确的称上酪蛋白标准品100mg，用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠来湿润（少量）配置100ml溶液，浓度为1mg/ml。

把准确量取浓度为1ml/mg溶液1ml，稀释到10ml，用紫外分光光度计，最大吸收波长为288nm。

2.3.7酪蛋白的标准曲线

正确称取酪蛋白标准品0.006g，用少量0.5mol/L的氢氧化钠溶液来湿润，然后加水稀释到10ml，（浓度0.6mg/ml）配成酪蛋白标准溶液，酪蛋白最大吸收波长为288nm。

正确量取配制好的酪蛋白标准溶液（浓度为0.6mg/ml）1mL，加水稀释至浓度为0.54mg/mL，0.42mg/mL，0.3mg/mL，0.18mg/mL，0.06mg/mL的五种溶液，分别在测出288nm处测吸光度，图1为标准曲线。

图1吸光度与浓度的标准曲线

2.3.8膜通量与色价

膜通量=溶液体积（mL）／膜面积（m2）×

溶液透过时间（min）

F=V/A.T

式中：

溶液体积为1500mL膜面积为0.2m2

色价=吸光度／色素溶液质量百分数（℅）×

比色皿厚度（㎝）

E=A/CL

3结果与讨论

3.1浸提法最佳提取条件的确定

为了选择最佳条件，找出主要影响因素，提取时间，提取浓度，料液比，提取次数，按以上确定条件，采用正交试验，表1所示的是正交试验因素水平表，做四个因素的正交试验，采用直观分析法，确定野蔷薇果皮色素的提取的最佳条件，表1为个因素水平值。

表2因素水平

水平

A时间/min

B提取次数

C乙醇浓度/%

D料液比/（g/ml）

1

10

1

50

1:

5

2

20

60

1：

3

30

70

15

4

40

100

表3正交试验设计及结果

试验号

时间A

提取次数B

浓度C

料液比D

吸光度

0.135

0.316

0.339

0.626

0.115

6

0.532

7

0.420

8

0.589

9

0.346

0.666

11

0.655

12

0.448

13

0.224

14

0.177

0.230

16

0.130

K1

0.205

0.354

K2

0.423

0.413

0.414

0.422

K3

0.528

0.411

K4

0.190

0.473

R

0.243

0.338

0.268

根据实验结果，C＞D＞A＝B野蔷薇果皮色素的最佳提取条件为A2B3C3D2提取时间为1h，提取次数为3，提取浓度为70℅（乙醇浓度），料液比为1：

10乙醇作为浸提剂，无毒，提取率较高，易回收。

3.2膜通量

按上面的正交试验，用70℅乙醇，正确称取30g野蔷薇溶解在300ml乙醇（料液比为1:

10）,调整提取时间为1h，提取次数为3，得到粗色素提取液，设计正交试验，用超滤膜过滤。

表4因素水平

A温度/℃

B压力/pa

C流速/（h/L）

0.1

2.5

0.18

0.24

3.5

表5正交试验设计及结果

温度/℃

压力/pa

流速（h/L）

时间/s

膜通量

91s

82

107s

70.75

135s

55.55

118s

63.5

55.15

185s

40.55

195s

38.45

225s

33.25

263s

28.25

图2膜通量与时间的关系

本实验所用的是压力差为推动力的超滤膜与纳滤膜。

膜通量计算公式

F=V/A.T

溶液透过时间（min）

溶液体积1500mL，膜面积0.2m2

3.3蛋白质含量的测定

提取液通过超滤膜后，用紫外分光光度计上测定288nm处得吸光度。

比较没通过膜之前的蛋白质含量，按标准曲线来计算蛋白质的含量，计算公式为Y=1.3658X+0.0253

R2=0.9944

公式里y：

吸光度，x：

浓度R：

斜率

3.4色价

通过超滤膜后的提液干燥后，正确称取1g，配制成质量分数为1℅溶液，测定吸光度，通过色价的计算公式来计算色价与比较粗色素的色价。

色价计算公式

E=A/CLC色素溶液质量百分数（℅）

L比色皿厚度，A吸光度

4结论

1.正交试验结果表明，乙醇提取野蔷薇果皮色素的最佳条件为提取浓度70℅，料液比为1：

10，提取时间为1h，提取次数为3。

C＞D＞A＝B提取浓度是最显著性的因素。

2.用膜分离法纯化色素，条件为30℃，操作压力为0.1到0.28Mpa，色价达到107.8，为未经超滤提取色素色价的3.5倍。

3.从图2可知随时间的延长，膜通量逐渐变小，表明随之时间的延长滤过液流速变小，原因是随之过滤的进行，小分子物质被滤出，大分子物质被再留，使得母液浓度越来越大，过滤速度变小。

4.通过膜之前蛋白质的含量为0.05℅，通过膜以后的蛋白质含量为0.0042℅；

通过膜后的色价也提高了，达到了纯化色素的目的。

参考文献

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[10]史晓博.热合满.艾拉。

膜膜分离技术纯化潘茄皮色素提取液的研[J].2010,33（3）:

240～243

致谢

本研究及学位论文是在我的导师迪丽努尔副教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。

他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。

从课题的选择到项目的最终完成，迪丽努尔老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。

在此，我还要感谢本组同学，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!