AB-8大孔树脂对蓝莓花青素的纯化研究

孙浩然，孟庆彬，郭兴

(1.伊春林业管理局，黑龙江伊春153000；2.伊春林业科学院，黑龙江 伊春153000)

AB-8大孔树脂对蓝莓花青素的纯化研究

孙浩然1，孟庆彬2，郭兴2

(1.伊春林业管理局，黑龙江伊春153000；2.伊春林业科学院，黑龙江 伊春153000)

摘要：通过试验优化得出AB-8树脂纯化蓝莓花青素的最佳条件参数为：树脂吸附花青素在140min即可吸附均衡，样液pH在2.0，浓度为8g/L，速度在1.0mL/min，时吸附效果最好；洗脱液乙醇浓度为60%，流速在1.0mL/min时洗脱效果最好,在此条件下的纯化效果最好。

关键词：大孔树脂；蓝莓；花青素；纯化

蓝莓学名越橘(Vacciniumspp.)，俗称蓝浆果，属杜鹃花科(Ericaceae)越橘属(Vaccinium)植物，为多年生小浆果灌木果树，果实多呈蓝、暗蓝、亮蓝，英文名为Blueberry。越橘属植物资源丰富，全世界约400多种，我国约有92个种，28个变种。常用越橘属植物有北美蓝莓，包括矮丛蓝莓(V.angustifolium)、半高丛蓝莓、北高丛蓝莓(V.corymbosum)、南高丛蓝莓(V.tenellum)、兔眼蓝莓(V.ashei)；笃斯越橘(V.uliginosumL.)；红豆越橘(V.vitis-idaeaL.)；欧洲越橘(V.mytillusL.)、蔓越橘(V.microcarpon)等。蓝莓富含花青素，已被用作为一种天然食用色素即食品添加剂，具有一定营养和药理作用(抗氧化、抗突变、抗肥胖、抗炎症等)，在食品、化妆、医药等方面有着巨大的应用潜力。因此，开发和应用天然色素已成为世界食用色素发展的总趋势[1]。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

试验所用蓝莓为北陆；盐酸、氢氧化钠、乙醇、乙酸、甲醇等均为分析纯；DS-1高速组织捣碎机：上海标本模型厂；JYD-650L超声波细胞破碎仪：上海之信仪器有限公司。

1.2 粗花青素的提取

称北陆鲜果5g，机械粉碎2min，再加100mL 50%乙醇溶液，200W超声波处理20min[1]，后进行10min离心，沉淀再提取2次，将3次上清液合并，在真空压为-0.08MPa、50℃旋转浓缩提取液，最后获得浓缩液。

1.3分离纯化研究

1.3.1时间与吸附效果的关系[2]。取一定量的吸光度为0.967的粗提液, 倒入盛有1.00g AB-8树脂的容器中,再将该容器放到摇床中30℃、140r/min进行震荡,开始按下列时间依次检测吸光度，0、5、10、15、20、40、60、80、100、120、140、160、180min。

1.3.2pH值与吸附效果的关系[3]。精确称取4份0.50g树脂，依次加入到盛有pH为1.0、2.0、3.0、4.0的粗提液容器中,并测得初始吸光度A1,在30℃、140r/min的摇床中振荡24h。然后过滤测得吸光度A2,通过计算得到吸附率。

吸附率=(A1-A2)/A1×100%

1.3.3乙醇浓度与洗脱量的关系[4]。在装有等量已经吸附饱和树脂的容器中，加入浓度分别为50%、60%、70%、80%、90%的一定量乙醇溶液，摇床中振荡24h,140r/min,30℃,然后测洗脱液的吸光度。

1.3.4样液速度与吸附量的关系[5-6]。用pH=2.0的缓冲液配制一定浓度的花青素溶液,分别以流速0.5、1.0、1.5、2.0mL/min上样,直至树脂吸附花青素达到饱和,计算吸附交换量。

1.3.5样液浓度与吸附量的关系[6]。用pH=2.0的缓冲液分别配制浓度为4、6、8、10g/L的花青素溶液，样液速度在lmL/min，直至树脂吸附花青素达到饱和,计算吸附交换量。

1.3.6乙醇流速与洗脱量的关系[7]。用浓度为60%的乙醇溶液,分别以流速0.5、1.0、1.5、2.0mL/min进行洗脱,用自动收集器每5mL收集一次,测吸光度。

1.4花青素含量检测

1.4.1缓冲液的配置

pH1缓冲液：0.2mol/LKCl-0.2mol/LHCl(25∶67)

pH4.5缓冲液：1mol/LNaAc-1mol/LHCl-H2O(100∶60∶90)

1.4.2检测波长的确定

在pH1和pH4.5的缓冲液中花青素最大吸收峰在520nm处，因此检测波长为520nm。

1.4.3检测方法

吸取1mL浓缩液加入25mL容量瓶中，再以上述两种缓冲液定容至刻度。

C(mg/g)=(A1-A2)×V×n×M/(ε×m)(湿重)

式中:A1—是pH1时520nm处花青素的吸光度值；A2—是pH4.5时520nm处花青素的吸光度值；V—提取液总体积，mL；n—稀释倍数；M—矢车菊-3-葡萄糖苷的分子量(449)；ε—矢车菊-3-葡萄糖苷的消光系数(29600)；m—样品的质量，g。

2 结果

2.1时间与吸附效果的关系

由图1可知，在0～20min时吸附率变化较快，表现出吸附率随着时间的延长而增大，在20～180min时吸附率逐渐趋于平稳，140min时吸附率达到最大值44.5%。

图1　吸附动力学曲线

2.2pH值与吸附效果的关系

图2　 pH值与吸附效果的关系

由图2可知，当pH为2.0时吸附率达到最大值为70.4%，在pH为2.0～3.0时吸附率有所降低。因此pH值为2.0时对吸附效果最好。

2.3乙醇浓度与洗脱量的关系

图3　 乙醉浓度与洗脱量的关系

由图3可知，洗脱液的吸光度逐渐降低，60%的乙醇溶液洗脱量最大，因此60%的乙醇作为洗脱液效果最好。

2.4样液速度与吸附量的关系

由表1可知，大孔树脂吸附分离纯化蓝莓花青素，流速过快，不利于花青素分子与树脂间接触、吸附；反之，速度慢导致效率低。综合分析，速度为1.0mL/min最好。

表1　 样液速度与吸附量的关系

2.5样液浓度与吸附量的关系

表2　样液浓度与吸附量的关系

由表2可知，样液浓度为8g/L时对吸附量最大。当吸附质以相同流速、吸附树脂相同质量下，原液浓度越高，达到总吸附交换量的时间越短，总吸附交换量越高。

2.6乙醇流速与洗脱量的关系

图4 　 乙醇流速与洗脱量的关系

由图4可知，在流速较低时，乙醇与树脂接触充分，可以充分洗脱，但是洗脱时间过长，洗脱量增大，不利于滤液的收集和下一步的浓缩。反之，流速较高时，导致乙醇来不及将大孔树脂上的花青素洗下。因此，本试验选择1.0mL/min进行洗脱。

3 结论

通过试验优化得出AB-8树脂纯化蓝莓花青素的最佳条件参数为：树脂吸附花青素在140min即可吸附均衡，样液pH在2.0，浓度为8g/L，速度在1.0mL/min，时吸附效果最好；洗脱液乙醇浓度为60%，流速在1.0mL/min时洗脱效果最好,在此条件下的纯化效果最好。

参考文献

[1]常徽.葡萄籽原花青素抗辐射损伤作用的实验研究[D].上海：中国科学院上海冶金研究所,2000.

[2] 李佳春,梁华正.大孔树脂分离纯化桅子兰色素的研究[J].食品科技,2005,(7):50-53.

[3] 陈效兰,周方钦.大孔吸附树脂浓缩分离紫菜蔓色素的研究[J].食品科学,2001,22(9):27-30.

[4] 王振宇,田福.大孔树脂吸附纯化蓝靛果红色素的研究[J].食品研究与开发,2008，29(8):184-187.

[5] 党蕊叶,权清转.大孔吸附树脂纯化矮牵牛花红色素[J].西北农业学报,2005,14(3):145-147.

[6] 朱洪梅,韩永斌.大孔树脂对紫甘薯色素的吸附与解吸特性研究[J].农业工程学报,2006,22(5):153-156.

[7] 麻明友,麻成金,等.大孔树脂吸附分离番茄红色素的研究[J].食品研究与开发,2006,127(6):189-191.

AB-8 Macroporous Resin for the Purification of Anthocyanins from Blueberry

Sun Haoran1，Meng Qingbin2，Guo Xing2

(1. Forestry Administration Bureau.Yichun,Heilongjiang 153000；2.Academy of Forestry. Yichun, Heilongjiang 153000)

Abstract:Are optimized through experiment that AB-8 resin to purify the optimum condition parameters of blueberry anthocyanins: resin adsorption anthocyanins in 140 min equilibrium adsorption, pH of sample in 2.0 concentration was 8g / L, speed in 1.0 mL / min, the adsorption effect is best; eluent ethanol concentration was 60%, flow rate at 1.0 mL / min, the elution effect is the best, under these conditions, the best purification effect.

Key words:Macroporous resin；Blueberry；Anthocyanin；Purification

收稿日期：2016-01-21

基金项目：黑龙江省森林工业总局应用研究项目(sgzjY2011020)

作者简介：孙浩然(1963-)，男，硕士，高级工程师，E-mail:guoheike@163.com。

中图分类号:TS264.4

文献标识码:A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2016.03.007