梔子系列色素的開發(fā)與研究.pdf

1、我國梔子資源豐富，特別是近幾年天然色素行業(yè)具有很好的發(fā)展趨勢，使梔子色素的開發(fā)應(yīng)用成為一個熱點(diǎn)。本項(xiàng)研究的目的在于以提取梔子黃色素副產(chǎn)廢液中的京尼平苷為原料，探討固定化酶法制備梔子藍(lán)色素和梔子紅色素優(yōu)化工藝條件和沉淀法純化濃縮梔子色素工藝條件，并初步了解了梔子色素的理化性質(zhì)，為梔子系列色素的綜合開發(fā)利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　 主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)利用響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，對影響纖維素酶固定化率的主要因素海藻酸鈉濃度

2、、給酶量、氯化鈣溶液濃度和固定化時間的最佳水平范圍及其交互作用進(jìn)行研究，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，建立了影響纖維素酶固定化的二次多項(xiàng)式數(shù)學(xué)模型，得出最佳的固定化工藝條件是：海藻酸鈉濃度為2．97％，V酶液量/V海藻酸鈉量為1：5，氯化鈣濃度為1．91％，固定化時間為1．67 h時，纖維素酶的最大理論固定化率為59．686％；并且固定化酶的穩(wěn)定性優(yōu)于游離纖維素酶；固定化纖維素酶經(jīng)分批重復(fù)利用20次，其酶活性保留45％以上；在設(shè)計(jì)1 L的連續(xù)酶解過

3、程中，當(dāng)流量為1．0 mL/min時，酶解效果最佳。
　　 (2)利用固定化纖維素酶連續(xù)制備梔子藍(lán)色素，并對參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得出最佳工藝條件為：反應(yīng)溫度50℃，流速1．0 mL/min，反應(yīng)時間60 h，氨基酸與苷質(zhì)量比5：10。采用金屬鹽沉淀法對梔子藍(lán)色素進(jìn)行純化濃縮可明顯提高色素的色價。沉淀法純化濃縮梔子藍(lán)色素的最佳條件為：濃度為0．01 mol/L的Al3+溶液，濃縮率為70％。通過與現(xiàn)有的工藝進(jìn)行比較，本試驗(yàn)開發(fā)的梔子藍(lán)色

4、素新工藝在產(chǎn)品色價、酶的利用率、反應(yīng)周期和能耗等方面具有一定的優(yōu)勢。
　　 (3)建立了梔子藍(lán)色素的高效液相色譜條件，色譜柱：Waters Ultrahydrogellinear色譜柱流動相：0．1 mol/L，硝酸鈉溶液。經(jīng)體積排阻色譜法對梔子藍(lán)色素分子量進(jìn)行表征的結(jié)果顯示，梔子藍(lán)色素在反應(yīng)過程中，隨反應(yīng)時間延長，分子體積不斷增大，反應(yīng)達(dá)平衡后，其所表現(xiàn)的分子量分布在45．5 kDa附近。
　　 (4)利用固定化纖維素

5、酶連續(xù)制備梔子紅色素的最佳工藝條件為：反應(yīng)溫度50℃，流速0．5ml/min，反應(yīng)時間60h，氨基酸與苷質(zhì)量比5：10；經(jīng)酸沉淀法純化后的梔子紅色素，其色價由原來的46提高到197；該制備梔子紅色素的新工藝與現(xiàn)有的工藝相比較，具有一定的優(yōu)勢。
　　 (5)梔子紅色素溶液在540 nm左右有最大吸收，因此540 nm處色素吸光值的變化可作為梔子紅色素理化性質(zhì)研究的指標(biāo)，紅外光譜分析結(jié)果表明，反應(yīng)生成的梔子紅色素可能保留了京尼平苷原

6、有的芳香環(huán)結(jié)構(gòu)，而京尼平苷的糖苷鍵被酶解后生成了新的酚羥基。以0．1 mol/L硝酸鈉作流動相，采用高效凝膠色譜法測定梔子紅色素的分子量分布，顯示梔子紅色素所表現(xiàn)的分子量分布在38．6kDa附近；色素在pH>3范圍內(nèi)具有良好的穩(wěn)定性，當(dāng)pH低于3時會發(fā)生沉淀，堿性環(huán)境對色素有一定的增色護(hù)色作用；色素溶液對光的耐受性較差，因此在加工及貯藏過程中應(yīng)避面日光直接照射；色素對溫度具有良好的穩(wěn)定性；金屬離子Na+、K+、Fe2+、Mg2+、Ca2