簡(jiǎn)介發(fā)現(xiàn)花青素與健康花青素的提取研究應(yīng)用 （一）概述 花青素(Anthocyanidin)，又稱(chēng)花色素，是自然界一類(lèi)廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，屬黃酮類(lèi)化合物。也是植物花瓣中的主要呈色物質(zhì)，水果、蔬菜、花卉等五彩繽紛的顏色大部分與之有關(guān)。在植物細(xì)胞液泡不同的pH值條件下，使花瓣呈現(xiàn)五彩繽紛的顏色。秋天可溶糖增多，細(xì)胞為酸性，在酸性條件下呈紅色，所以葉子呈紅色是花青素作用，其顏色的深淺與花青素的含量呈正相關(guān)性，可用分光光度計(jì)快速測(cè)定，在堿性條件下呈藍(lán)色?；ㄇ嗨氐念伾茉S多因子的影響，低溫、缺氧和缺磷等不良環(huán)境也會(huì)促進(jìn)花青素的形成和積累。 花青素的基本結(jié)構(gòu)單元是2一苯基苯并吡喃型陽(yáng)離子，即花色基元?，F(xiàn)已知的花青素有20多種，主要存在于植物中的有：天竺葵色素(Pelargonidin)、矢本菊色素或芙蓉花色素(Cyanidin)、翠雀素或飛燕草色素(Delphindin)、芍藥色素(Peonidin)、牽?；ㄉ?Petunidin)及錦葵色素(Malvidin)。自然條件下游離狀態(tài)的花青素極少見(jiàn)，主要以糖苷形式存在，花青素常與一個(gè)或多個(gè)葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖等通過(guò)糖苷鍵形成花色苷。已知天然存在的花色苷有250多種。 花青素屬于酚類(lèi)化合物中的類(lèi)黃酮類(lèi)(flavonoids)?；窘Y(jié)構(gòu)包含二個(gè)苯環(huán)，并由一3碳的單位連結(jié)(C6-C3-C6)?；ㄇ嗨亟?jīng)由苯基丙酸路徑和類(lèi)黃酮生合成途徑生成，由許多酵素調(diào)控催化。以天竺葵色素(pelargonidin)、矢車(chē)菊素(cyanidin)、花翠素(delphinidin)、芍藥花苷配基(peonidin)、矮牽牛苷配基(petunidin)及錦葵色素(malvidin)六種非配醣體(aglycone)為主?；ㄇ嗨匾蛩鶐Яu基數(shù)(-OH)、甲基化(methylation)、醣基化(glycosylation)數(shù)目、醣種類(lèi)和連接位置等因素而呈現(xiàn)不同顏色(范和邱， 1998)。顏色的表現(xiàn)因生化環(huán)境條件的改變，如受花青素濃度、共色作用、液胞中pH値的影響(Clifford, 2000)。橙色和黃色是胡蘿卜素的作用。1910年在胡蘿卜中發(fā)現(xiàn)了-胡蘿卜素，以后共發(fā)現(xiàn)另外2種胡蘿卜素異構(gòu)體，分別是：、三種異構(gòu)體。1958年-胡蘿卜素獲得專(zhuān)利（US2849495，1958年8月26日，專(zhuān)利權(quán)人：Hoffmann La Roche），目前主要從海洋中提取，也可人工合成。 花青素顏色隨PH值發(fā)生變化，從當(dāng)PH值為3時(shí)的覆盆子紅到當(dāng)PH值為5時(shí)的深藍(lán)莓紅。在大多數(shù)應(yīng)用中，這些色素具有良好的光、熱和PH穩(wěn)定性，并且能夠承受巴氏和UHT熱處理?；ㄇ嗨貜V泛地應(yīng)用在飲料、糖果、果凍和果醬中。紫甘薯花青素在不同PH值下的顏色變化見(jiàn)右下圖 紫甘薯花青素在不同PH值下的顏色變化 1928年，匈牙利偉大的科學(xué)家阿爾伯特在柑橘類(lèi)的水果中發(fā)現(xiàn)了維生素C，并因此而獲得諾貝爾獎(jiǎng)，他被世人尊稱(chēng)為維生素C之父。由于維生素C可針對(duì)性地治療壞血病，因而開(kāi)始含有花青素的黑豆時(shí)維生素C被形象地稱(chēng)為抗壞血酸。 然而，阿爾伯特這位偉大的科學(xué)家卻在一個(gè)問(wèn)題上遭遇了尷尬一次，加拿大科學(xué)家成功地在實(shí)驗(yàn)室里合成出了100%純度的維生素C，而阿爾伯特博士的維生素C是從植物中提取的，是不純的“粗品”維生素C。人們想當(dāng)然地推斷：合成維生素C對(duì)壞血病的治療作用應(yīng)大大強(qiáng)于“粗品”維生素C。然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻正好相反，合成的純維生素C幾乎沒(méi)有抗壞血病的功效。 正由于這一結(jié)果，使阿爾伯特博士很尷尬，因此他堅(jiān)信他自己提取的維生素C中還含有一種神奇的物質(zhì)，該物質(zhì)與維生素C協(xié)同對(duì)抗壞血病。 二戰(zhàn)后，1947年的法國(guó)，物資極度匱乏。為了解決牲口的飼料問(wèn)題，法國(guó)農(nóng)業(yè)部決定將花生下腳料利用起來(lái)，這其中包括花生皮和花生仁的包衣。但法國(guó)農(nóng)民抱怨說(shuō)他們的牲畜并不喜歡吃這種飼料。農(nóng)業(yè)部的官員們想知道“法國(guó)的牲畜們?yōu)槭裁慈绱颂羰常欠袷且驗(yàn)榛ㄉせ蛉实陌轮泻惺裁从卸疚镔|(zhì)？”農(nóng)業(yè)部將這一研究課題委托給法國(guó)科學(xué)院，科學(xué)院將這一課題委托給法國(guó)波爾多大學(xué)（University of Bordeaux）研究生院，最后這一任務(wù)落在了一位才華橫溢的年輕人身上他就是當(dāng)時(shí)正在波爾多大學(xué)研究生院做博士論文的年僅25歲的馬斯魁勒。 馬斯魁勒出色地完成了任務(wù)，他首先證明這種飼料沒(méi)有任何毒性，然后推斷說(shuō)，牲畜們之所以不喜歡吃是因?yàn)樵诨ㄉ实陌轮泻幸环N味道非?？酀摹吧衩匚镔|(zhì)”，這種“神秘物質(zhì)”就是花青素。 花青素就是這樣被發(fā)現(xiàn)的。 （一）益處 花青素為人體帶來(lái)多種益處。從根本上講，花青素是一種強(qiáng)有力的抗氧化劑，它能夠保護(hù)人體免受一種叫做自由基的有害物質(zhì)的損傷。花青素還能夠增強(qiáng)血管彈性，改善循環(huán)系統(tǒng)和增進(jìn)皮膚的光滑度，抑制炎癥和過(guò)敏，改善關(guān)節(jié)的柔韌性。 另外也可用于化妝品，如紅色花青素做口紅。這些商品用色素(除葡萄皮色素外)共同特征是對(duì)光、熱、氧穩(wěn)定性好，對(duì)微生物穩(wěn)定一般溶于水和乙醇，不溶于植物油。 1有助于預(yù)防多種與自由基有關(guān)的疾病，包括癌癥、心臟病、過(guò)早衰老和關(guān)節(jié)炎 2通過(guò)防止應(yīng)激反應(yīng)和吸煙引起的血小板凝集來(lái)減少心臟病和中風(fēng)的發(fā)生； 3增強(qiáng)免疫系統(tǒng)能力來(lái)抵御致癌物質(zhì) 4降低感冒的次數(shù)和縮短持續(xù)時(shí)間； 5具有抗突變的功能從而減少致癌因子的形成 6具有抗炎功效，因而可以預(yù)防包括關(guān)節(jié)炎和腫脹在內(nèi)的炎癥； 7緩解花粉病和其它過(guò)敏癥 溶劑提取加壓溶劑萃取超高壓輔助提取微波輔助提取超聲波輔助提取高壓脈沖電場(chǎng)輔助提取亞臨界水提取技術(shù)超臨界流體輔助提取 已開(kāi)發(fā)的花青素葡萄皮色素是開(kāi)發(fā)最早且最豐富的花青素類(lèi)色素，由葡萄科果實(shí)的果皮或葡萄酒酒廠的廢料- 葡萄渣，以水或乙醇萃取，后經(jīng)精制、真空濃縮而得，主要成分有錦葵色素-3-葡糖啶、丁香啶、二甲翠雀素、甲基花青素、翠雀素等，廣泛用在飲料、冷飲、蛋糕、果醬等的生產(chǎn)上，用量0.002%0.3%。 玫瑰茄色素(玫瑰茄紅)，由錦葵科木槿屬一年生草本植物玫瑰茄的花萼提取精制而來(lái)，100g干花萼可制得1.5g總花色苷，主要成分有飛燕草素-3-接骨木二糖苷、矢車(chē)菊素-3-接骨木二糖苷和少量的飛燕草素-3-葡糖苷、矢車(chē)菊素-3-葡糖苷，玫瑰茄紅是食用紅色(至紫色)色素，適用于pH值在4以下，不需高溫加熱的食品，如糖漿、冷點(diǎn)、冰糕、果凍等，用量在0.1%0.5%。 高粱紅色素是取自紫黑色或紅棕色高粱種子的外果皮，主要成分是芹菜素和槲皮黃苷。高粱紅對(duì)光、熱穩(wěn)定，在酸性和堿性條件下均可呈紅棕色，染色力強(qiáng)，是食用紅棕色色素，因其性質(zhì)穩(wěn)定，故應(yīng)用廣泛。 另外國(guó)際上已開(kāi)發(fā)應(yīng)用的花青素類(lèi)色素花生衣紅色素、落葵紅、黑加侖紅、天然莧菜紅、紫玉米色素、桑葚紅色素、紅米紅(黑米紅)、紫蘇色素、紅球甘藍(lán)色素、藍(lán)錠果紅等?；ㄇ嗨仡?lèi)色素在酸性環(huán)境中呈現(xiàn)紅色，色澤亮麗，并且對(duì)光、熱、氧穩(wěn)定性好(葡萄皮色素除外)，是日用品調(diào)色的最佳天然色素之一。而國(guó)內(nèi)除紅球甘藍(lán)色素、紫蘇色素、藍(lán)錠果紅、紫玉米色素未得到批準(zhǔn)之外，其他的都得到了廣泛的應(yīng)用。 1、材料與方法： 1.1儀器與材料 主要儀器：榨汁機(jī),旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,超聲波細(xì)胞破碎儀, 722型可見(jiàn)分光光度計(jì)，電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱材料：葡萄 1.2葡萄花青素的提取 1.2.1葡萄花青素的主要提取流程 葡萄鮮果烘干加70的乙醇榨汁離心超聲破碎30培養(yǎng)15min測(cè)吸光度（500nm）旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)定容（加90ml 70的乙醇）測(cè)吸光度 （500nm）1.2.2葡萄花青素提取最佳條件 為了尋找葡萄花青素的最佳提取條件，本實(shí)驗(yàn)按照不同超聲波功率、提取時(shí)間和占空比條件設(shè)置好超聲波處理程序后進(jìn)行提取, 提取結(jié)束后,將提取液離心、定容后測(cè)定，見(jiàn)表。 瓶號(hào)1 2 3 4 5 6兒茶素濃度(mg/L ) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 取0.5ml 取0.5ml 取0.5ml 取0.5ml 取0.5ml 取0.5ml3%香草醛甲醇溶液( mL) 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 30% H 2 SO4 (mL ) 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.530 反應(yīng)15m in后, 在500nm 處比色測(cè)定吸光值。 類(lèi)別第一次測(cè)吸光度值第二次測(cè)吸光度值提取率葡萄皮1.163 0.0338 3.399葡萄籽2.798 0.0951 2.906 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)論證, 超聲波提取原花青素的最佳工藝參數(shù)：乙醇濃度為70%, 液料比為18 1,超聲波功率達(dá)到600W, 提取時(shí)間為50m in, 占空比達(dá)到5 /5, 提取溫度為70 , 此時(shí)原花青素的最佳得率為3.424% ; 通過(guò)不同提取方法的比較實(shí)驗(yàn), 可得出超聲波輔助提取葡萄籽中原花青素具有效率高, 省時(shí)省材料, 低耗能等優(yōu)勢(shì)。 謝 謝 觀 看