茼蒿色素的提取工艺、稳定性研究及土壤镉污染对色素品质的影响

论文摘要

本研究通过对茼蒿（Chrysanthemum cornarium L.）色素提取工艺的研究,发现水为最佳提取溶剂。对水提取茼蒿色素的温度、pH值、料液比和时间四个条件进行单因子试验与正交设计试验,确定最佳提取工艺条件为pH5.0,温度50℃,料液比1:20,提取时间5小时。采用大孔吸附树脂吸附法精制茼蒿色素,在供试的7种吸附树脂中,HZ818型大孔吸附树脂吸附效果最好,吸附量达到26.1AV/g,在洗脱剂的选择中,90%乙醇的洗脱率最高,达到97.9%。茼蒿色素经大孔吸附树脂精制后,色价达到78.6,比粗制色素提高了11倍。通过薄板层析（Thin Layer Chromatography, TLC）方法对提取色素进行分离和初步鉴定,显示茼蒿色素中含有与标准品槲皮素和芦丁Rf值相同的物质,表明茼蒿色素中含有黄酮类物质。通过对色素提取液中总黄酮的含量测定结果表明,茼蒿色素提取液中总黄酮含量达到750.7±8.7 mg/g,经换算,茼蒿干花中总黄酮含量为37.5mg/g。茼蒿色素稳定性研究表明,随着温度的升高,色素颜色加深,吸光度也相应增加,说明适当时间的高温对茼蒿色素有一定增色效应。碱性条件下色素颜色变成棕色偏红,酸性条件下色素颜色均为黄色,此变化是可逆变化。自然光照条件下,随着时间的增加,色素的吸光度减少,光照导致色素一定程度的降解。持续光照下色素降解速度加快。茼蒿色素作为食用色素,本研究还对一些食品添加剂对该色素稳定性的影响进行了研究,Na+、Ca2+、K+离子对茼蒿色素均有不同程度的减色效应,但影响程度不大。Fe3+、Al3+、Mg2+离子对色素有增色效应。柠檬酸对色素溶液有增色作用,但浓度的影响规律不规则。蔗糖和麦芽糖对色素溶液稳定性有较明显的影响,浓度越高色素吸光度越低。氧化剂与还原剂对色素溶液稳定性有较大影响,随着氧化、还原剂浓度增加,色素吸光度显著下降,说明茼蒿色素抗氧化还原能力较差。为研究综合因素对茼蒿色素稳定性的影响,测定了茼蒿色素在pH3.0和5.0下的热稳定性和光稳定性。pH为3.0时,色素在50oC和90oC下加热8小时后的色素保存度为91.3%和73.1%。pH为5.0时此数据变为79.2%和65.3%,说明pH越低色素的热稳定性越好。光照对色素稳定性有显著影响（P<0.01）, 30天持续光照后,色素保存度在pH3.0和5.0下分别是53.6%和45.5%。土壤镉污染对茼蒿色素品质的影响试验结果表明,茼蒿色素镉含量随土壤镉含量增加而增加,但整体含量偏低,均低于0.5mg/kg。当土壤镉含量为0-1.0mg/kg时,茼蒿色素镉含量变化不大。土壤镉含量增加至10mg/kg时,茼蒿色素镉含量才有明显增加,但仍处于较低水平。土壤镉含量对茼蒿色素的色价没有直接影响。综上所述,针对茼蒿色素的提取工艺、稳定性及土壤铬污染的影响等研究结果均对该色素的进一步被利用提供了科学的理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 天然食用色素的研究概况
• 1.1.1 天然食用色素的分类
• 1.1.2 天然食用色素的化学结构与性质
• 1.1.3 天然食用色素的应用现状
• 1.2 天然食用色素提取工艺的研究概况
• 1.2.1 天然食用色素的提取方法
• 1.2.2 天然食用色素的精制
• 1.3 天然食用色素稳定性的研究概况
• 1.3.1 国内外研究进展
• 1.3.2 提高天然食用色素稳定性的方法
• 1.4 茼蒿的研究概况
• 1.4.1 茼蒿的生物学特性
• 1.4.2 茼蒿中化学成分的研究进展
• 1.4.3 茼蒿生物学活性研究进展
• 1.5 土壤镉污染的研究概况
• 1.5.1 我国土壤镉污染现状
• 1.5.2 镉污染的危害
• 1.5.3 土壤镉污染的防治方法
• 1.6 本研究的目的和意义
• 第二章 茼蒿色素的提取及精制工艺研究
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 供试植物材料
• 2.1.2 主要试剂与仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 茼蒿色素最佳提取工艺的确定
• 2.2.2 大孔吸附树脂精制茼蒿色素
• 2.2.3 茼蒿粗制及精制色素产品色价测定
• 2.2.4 数据处理及分析
• 2.3 实验结果与分析
• 2.3.1 茼蒿色素最佳提取工艺研究实验结果
• 2.3.2 大孔吸附树脂精制茼蒿色素实验结果
• 2.3.3 茼蒿粗制及精制色素色价的测定
• 第三章 茼蒿色素提取液中黄酮类化合物的鉴定及定量分析
• 3.1 实验材料
• 3.1.1 供试植物材料
• 3.1.2 主要试剂与仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 茼蒿精制色素提取液制备
• 3.2.2 茼蒿色素的硅胶板薄层层析（TLC）
• 3.2.3 茼蒿色素中总黄酮含量测定
• 3.2.4 数据处理及分析
• 3.3 实验结果与分析
• 3.3.1 茼蒿色素的硅胶板薄层层析（TLC）分析结果
• 3.3.2 茼蒿色素总黄酮含量测定结果
• 第四章 茼蒿色素稳定性研究
• 4.1 实验材料
• 4.1.1 供试植物材料
• 4.1.2 主要试剂与仪器
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 茼蒿精制色素提取液制备
• 4.2.2 pH 值对茼蒿色素稳定性的影响
• 4.2.3 温度对茼蒿色素稳定性的影响
• 4.2.4 光照对茼蒿色素稳定性的影响
• 4.2.5 金属离子对茼蒿色素稳定性的影响
• 4.2.6 食品添加剂对茼蒿色素稳定性的影响
• 4.2.7 氧化还原剂对茼蒿色素稳定性的影响
• 4.2.8 综合因素对茼蒿色素热稳定性和光稳定性的影响
• 4.2.9 计算公式及数据处理分析
• 4.3 实验结果与分析
• 4.3.1 pH 值对茼蒿色素稳定性的影响
• 4.3.2 温度对茼蒿色素稳定性的影响
• 4.3.3 光照对茼蒿色素稳定性的影响
• 4.3.4 金属离子对茼蒿色素稳定性的影响
• 4.3.5 食品添加剂对茼蒿色素稳定性的影响
• 4.3.6 氧化还原剂对茼蒿色素稳定性的影响
• 4.3.7 综合因素对茼蒿色素热稳定性和光稳定性的影响
• 第五章 土壤镉污染对茼蒿色素品质的影响
• 5.1 实验材料
• 5.1.1 供试植物材料
• 5.1.2 供试土壤
• 5.1.3 主要试剂与仪器
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 供试土壤理化性质测定
• 5.2.2 不同镉浓度盆栽试验方案
• 5.2.3 盆栽茼蒿色素提取液的制备
• 5.2.4 茼蒿色素提取液中镉含量测定
• 5.2.5 茼蒿色素的色价测定
• 5.2.6 数据处理及分析
• 5.3 实验结果与分析
• 5.3.1 供试土壤理化性质测定结果
• 5.3.2 茼蒿色素提取液镉含量测定结果
• 5.3.3 茼蒿色素色价测定结果
• 第六章 结论
• 第七章 讨论
• 7.1 茼蒿色素最佳提取工艺的确定
• 7.2 黄酮类化合物的生理功能
• 7.2.1 对心血管系统的作用
• 7.2.2 抗肿瘤、抗癌作用
• 7.2.3 降血糖作用
• 7.2.4 抗氧化作用
• 7.3 茼蒿色素的稳定性
• 7.4 土壤镉污染对茼蒿色素品质的影响
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录