天然生理活性色素的提取制备实验指导书.doc

天然生理活性色素的提取制备
实验指导书

【目的要求】
1. 了解葡萄皮中天然然生理活性色素的化学性质及用途。
2. 测定葡萄皮中的水分含量。
3.学习葡萄皮中天然然生理活性色素提取制备的原理及方法。
【原理】
天然色素是由天然资源获得的食用色素。主要从动物和植物组织及微生物（培养）中提取的色素，其中植物性着色剂占多数。天然色素不仅具有给食品着色的作用，而且，相当部分天然色素具有生理活性。 其中绝大多数植物色素无副作用，安全性高。植物色素大多为花青素类、类胡萝卜素类、黄酮类化合物，是一类生物活性物质，是植物药和保健食品中的功能性有效成分。比如番茄红素是目前在自然界的植物中被发现的最强抗氧化剂之一。清除自由基的功效远胜于其他类胡萝卜素和维生素E，其淬灭单线态氧速率常数是维生素E的100倍。它可以有效的防治因衰老，免疫力下降引起的各种疾病。β－胡萝卜素为维生素A的来源。
花青素(anthocyanidin)是一类广泛存在于植物中的水溶性色素，属于类黄酮化合物，也是植物的主要呈色物质。自然条件下游离的花青素极少见，而常与一个或多个葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖等通过糖苷键形成花色苷(anthocyanin)。花色苷中的糖苷基和羟基还可以与一个或几个分子的香豆酸、阿魏酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸等芳香酸和脂肪酸通过酯键形成酰基化的花色苷。
花青素及花色苷可作为天然食用色素，如葡萄皮中的天然红色素可广泛用于果酱、酸性饮料、果酒中。其色泽鲜艳，与合成色素相比，具有一定的营养和药理作用，且使用安全。但和其他天然色素一样，其染色力弱，使用剂量大，不稳定(易受pH、氧化剂、酶、金属离子、温度、光照等影响)，使其应用受到一定限制。葡萄皮中含有丰富的花青素与花色苷，是一种具有开发意义的天然色素之一。
花色苷最突出的作用就是使植物呈现五彩缤纷的颜色，同时花色苷也是一类具有保健功能的活性成分。研究表明：花色苷具有很强的抗氧化作用，可以清除体内的自由基。目前，许多证据表明自由基可导致脂肪、蛋白质和核酸的氧化损害，是一些疾病如癌症、心血管疾病和神经性疾病的重要病因。故花色苷的抗氧化活性对这些疾病的预防，可能起到非常重要的作用。
花青素能够有效缓解或消除因视觉疲劳而引起的视物模糊，眼球发胀、眼痛、畏光、眼干涩和眼球酸累感等症状。
除此之外，花色苷可有效地抑制突变，特别是酰基化的花色苷具有强烈的抗突变作用。花色苷还可用于治疗由毛细血管脆弱引起的微循环疾病，保持血管的正常透性，预防胆固醇引起的动脉粥样硬化，作为肿瘤抑制剂、辐射防护剂及抗发炎剂等。

花色素溶于水、甲醇、乙醇、丙二醇，不溶于油脂，色调随pH值而变化：酸性时呈红至紫红色，碱性时呈暗蓝色，铁离子存在下呈暗紫色。对光、热不稳定。从葡萄皮中分离出的花色素晶体多为针形，它的提取物浓缩物是红至暗紫色液状、块、粉末状或糊状物质，稍特臭。深色花色素有两个吸收波长范围，一个在可见光区，波长为465～560nm。另一个在紫外光区，波长为270～280nm。
【原料、试剂及器材】
实验原料：葡萄皮。选取深红色、色素含量高、含水量相近的优质酿酒葡萄去籽，去瓤。
试剂：蒸馏水、93.5%乙醇（19℃）
仪器：可见光分光光度计、电子天平、25ml量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、25ml具塞试管、干燥箱、移液管、洗耳球
【提取方法】
一、操作路线
葡萄皮去籽→破碎(至米粒大小) →称取葡萄皮→提取液提取→过滤→取溶有色素的提取液→测吸光度（530nm）
二、操作步骤
1）原料处理 将葡萄皮去籽后，破碎成米粒大小后分别称取3-4g和2g备用。
2）水分含量测定 将精确称量过的2g葡萄皮放入干燥皿中称其总重，90℃进行干燥，每隔30min拿出放入干燥皿中待冷却后称其总重，待干燥到连续两次称量重量之差小于0.3mg，干燥至恒重后再在100℃下干燥1h后再连续称重几次至到连续两次称量重量之差小于0.3mg，即为达到恒重。（根据中华人民共和国药典2010版凡例第四十一条精确度的第二项恒重标准测量）
3）提取 将3-4g精确称量过的葡萄皮放入25ml具塞试管中并依照下表加入不同浓度的乙醇提取剂，在1h，2h后在530nm处以以蒸馏水为空白溶液对照在波长530nm处测吸光度，记录数据并分析。

时
间
OD值

编
号
表1 不同浓度的乙醇作为溶剂提取葡萄中天然色素所得溶液的吸光度

1h

3h

5h

7h
1（40%）（10%）（10%或12%）

2（60%）（15%）（30%）

3（80%）（20%）（50%）

4（蒸馏水）

4）回收乙醇和色素 将实验中测定过的溶有色素的乙醇溶液收集起来用减压蒸馏装置70℃回收乙醇，并将乙醇回收后所剩的色素浓缩液倒入棕色的试剂瓶中。
【注意事项】
①色素的测定时间并不一定要按照表1中所列时间，若发现提取的溶液在某时间段内变化明显便可在530nm处测其吸光度。另外各组之间应将测量的时间错开，比如一组测量时间为1、3、5h，另一组可为2、4、6h或1h30min、2h30min、3h30min。
②测完吸光度后需将所测液体倒回具塞试管中，以便连续提取和测量。
③每次测量时取不同浓度的乙醇提取液时动作要迅速可多人同时取，以确保所测实验数值的准确性。
【思考题】
1.色素物质在日常生活中有哪些应用？
2．葡萄皮中含有那些色素？
3.天然色素有哪些生理功能？