黑果枸杞设计改进研究
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本文作者：王丽玲 孙育 白红进 张丽莉 单位：塔里木大学生命科学学院 塔里木大学塔里木盆地生物资源保护利用兵团重点实验室
黑果枸杞（LyciumruthenicumMurr.）是一种荒漠植物，属茄科（Solanaceae）枸杞属（LyciumL.）[1]的多年生落叶灌木，是我国西北地区特有的耐盐、抗寒之物，其果实中含有丰富的天然紫红素，色泽鲜艳自然，无异味。近年来，有关黑果枸杞色素的提取、精制、抗氧化活性等方面的研究报道较多[2-3]，但精制优化工艺研究报道较少，本研究将采用均匀设计方法优化黑果枸杞色素的大孔树脂纯化工艺，为工业化生产黑果枸杞色素奠定基础。
1材料与方法
1.1主要试验材料黑果枸杞，采自新疆塔里木盆地。
1.1.2试剂无水乙醇、盐酸、氢氧化钠、葡萄糖、蒽酮试剂、芦丁、磷酸氢二钠、柠檬酸、氯化铝等，均为分析纯。
1.1.3主要试验仪器与设备756紫外可见分光光度计：上海光谱仪器有限公司；pH211C哈纳台式酸度计：上海亚荣生化仪器厂；RE52-201DA旋转蒸发仪：河南巩义予华艺仪器有限公司。
1.2试验方法
1.2.1黑果枸杞色素纯化工艺流程黑果枸杞风干处理加浸提剂色素提取液离心减压浓缩色素浓缩液稀释树脂吸附蒸馏水洗脱酸性乙醇解析色素纯化液
1.2.2树脂吸附能力的测定准确称取经预处理后的树脂1g，分别置于150mL锥形瓶中，加入50mL用柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液（pH3.0）配置的色素稀释液，以140r/min的速度于恒温振荡器上吸附饱和后过滤，用公式(1)计算吸附率（Qra）[4]。处的吸光度。
1.2.3A1为吸附后色素液在λmax525nm处的吸光度；
1.2.4黄酮含量的测定[5]利用比色法测定。
1.2.5糖含量的测定[6]利用蒽酮比色法测定。
1.2.6总酸的测定[6]利用NaOH滴定法测定。
1.2.7色价的测定精确称取色素样品0.1g，溶于100mL柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液（pH3.0）中，再吸取10mL，用pH为3.0的缓冲液稀释至100mL，在525nm处测定其Abs值，用公式(2)计算色价。E1cm10%=A×r/m（2）式中：A，吸光度；m，样品的质量，g；r，测定吸光度时所吸取样品的稀释倍数[7]。
2结果与分析
2.1最佳树脂的确定比较了AB-8，D101两种大孔树脂对黑果枸杞色素吸附、解吸性能，由图1可知，AB-8大孔树脂对色素有较好的选择吸附/解析性能，因此，确定AB-8大孔树脂为纯化黑果枸杞色素的最佳树脂。
2.2黑果枸杞色素纯化工艺的优化
2.2.1动态吸附均匀设计试验结果对影响大孔树脂吸附色素的树脂径高比、料液浓度和pH三因素选取U5(53)均匀设计表进行均匀试验设计，试验结果见表1根据回归方程可知，因素对指标的影响大小依次为B＞A＞C，由综合所得的回归方程可以看出：树脂对色素的吸附率与径高比和浓度成负相关，与吸附液pH成正相关。根据回归方程并结合实际条件，预测D101大孔树脂动态吸附色素的最佳条件为：原料液的浓度（以吸光度计）为0.307A，径高比1:25，pH3.0，依均匀设计试验的最优方案进行验证性试验，得其吸附率为44.44mg/mL，高于现行实验结果，因此确定树脂动态吸附最佳条件为：原料液的浓度（以吸光度计）为0.307，径高比1:25，pH3.0。
2.2.2动态解析均匀设计试验结果对影响大孔树脂解析色素的洗脱剂速度、乙醇浓度、pH三因素选取U5(53)均匀设计表进行均匀试验设计，试验结果见表2。将试验所得数据进行回归分析，得到的回归方程为：Y=0.6347+0.042622A+0.176748B-0.14109C，R2=0.9927，P=0.01。根据回归方程可知，因素对指标的影响大小依次为B＞C＞A，即解析液浓度＞解析液的流速＞解析液的pH。由综合所得的回归方程可以看出：解析液对色素的解析率与解析液的流速成负相关，与解析液的浓度和解析液的pH成正相关，根据回归方程并结合实际条件，预测D101大孔树脂动态解析色素的最佳条件为：解析液（乙醇）的pH取4.0，解析液的浓度取95%，解析液的流速为0.76mL/min。依均匀设计实验的最优方案进行验证性实验，得到其解析液的吸光度为0.870，高于现行试验结果，因此确定树脂动态解析最佳条件为：解析液（乙醇）的pH取4.0，解析液的浓度取95%，解析液的流速为0.76mL/min。
2.3纯化效果的比较色素在最佳条件下纯化前后总糖含量、总黄酮含量、总酸含量和色价（E1cm10%）的变化见表3。由表3可知，纯化后糖含量由26.40%降低到2.30%，总酸含量由0.72%降低到0.18%，这主要是由于树脂吸附饱合后先经蒸馏水淋洗，把大部分的糖、酸解吸而除去。纯化后，黄酮含量由6.20%升高到29.90%，这主要是由于AB-8大孔树脂对黑果枸杞色素具有选择性吸附的能力。色素在纯化后，色价提高了56.6倍，这与李进[7-8]等报道的用X-5非极性离子交换树脂精制黑果枸杞色素的色价仅提高了8倍比较有显著的增加，但纯化后色素的色价较李进等报道的低，这可能与纯化前所用的黑果枸杞色素浓度较低有关。
3小结
黑果枸杞色素是一种天然植物提取物，作为天然食品添加剂使用，具有很大的开发潜能，本研究采用AB-8大孔树脂对黑果枸杞色素进行纯化，并采用均匀设计优化工艺参数，结果表明：AB-8大孔树脂对黑果枸杞色素具有良好的吸附分离性能，其动态吸附最佳条件为：原料液的浓度（以吸光度计）为0.307A，径高比取1:25，pH取3.0，动态解析最佳条件为：解析液（乙醇）的pH取4.0，解析液的浓度取95%，解析液的流速为0.76mL/min。在此工艺条件下纯化的黑果枸杞色素，糖含量由26.40%降低到2.30%，总酸含量由0.72%降低到0.18%，黄酮含量由6.20%升高到29.90%，产品的色阶为23.2，证明AB-8大孔树脂在优化后的工艺条件下能较好的纯化黑果枸杞色素。