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花青素的提取技术及其应用

2021-11-30 10:30:41

     花青素,又称花色素,是一种普遍存在于自然界中的水溶性天然色素。目前人类已知的花青素约有20多种,而食物中有6种,例如天竺葵色素、矢车菊色素、芍药色素以及牵牛花色素等。


       花青素的应用范围主要是食品领域,它可以为食品着色,而燃料、医药以及化妆品中也少不了花青素的身影。


       花青素有抗氧化、保护视力、抗癌症以及防辐射等功效,是科学界的化学瑰宝,因此需要对花青素的提取方法及其在食品领域中的应用进行持续性研究。


一、花青素在食品中的应用


      花青素凭借其良好的着色性能而被广泛应用于各个领域,尤以食品的着色技术为主。但是随着科学技术的不断提升,发现花青素不仅可以帮助食品着色,对心血管疾病、神经系统疾病以及癌症、糖尿病等多种疾病的防治都有着显著成效。


      然而花青素在加工以及存贮过程中,对外界的环境条件有着较高的要求,温度、pH值、光照、水分甚至氧气都会影响花青素的稳定性。如果在花青素溶液中添加金属离子、乳清蛋白或调节pH值都有助于提高花青素的稳定性,此外,花青素微胶囊化或者是添加辅色剂也有助于提高花青素稳定性。


      而且,花青素的微胶囊化对机体内的自由基有着较强的清除能力,因此增强超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化酶等抗氧化酶的活性,对整体细胞的总抗氧化性都可以起到一定程度的提升作用,从而大大提高细胞的存活率。


      而依据花青素的这种生物特性进行技术革新,能在很大程度上解决在食品生产中的应用类问题,在花青素的微胶囊中,微胶囊内壁可以起到一定的保护作用,有效提高花青素在不同的外界环境中的化学稳定性。


 花青素


二、花青素的主要提取技术


2.1 超声波提取技术


      超声波提取法是利用超声波加速活性成分的溶出,从而提高花青素的提取效率,当温度保持在60℃,乙醇浓度为90%以及整体的处理时间为1h左右时,紫薯中的花青素的提取率达到Z 高值。


      而且,在进行了许多的提取实验之后,科学家们发现,超声波技术的提取效率较高,并且对花青素的破坏性较低。


2.2 微波提取技术


      微波具有较强的穿透能力,而且微波还可以促进分子间运动,起到一定的升温作用,因此可用微波辅助提取技术提高紫玉米芯以及紫皮葡萄中的花青素提取率,使用了微波提取技术的花青素提取效率明显高于传统的溶剂提取方法。


2.3 有机溶剂萃取技术


      一般的提取溶剂中,盐酸以及甲醇都是应用较多的溶剂,使用酸化后的甲醇来提取萝卜花青素的效果也十分好,因此有机溶剂的提取技术已应用到了葡萄籽、蓝莓以及石榴皮等多数富含花青素的物质的提取工作中。


2.4超临界流体萃取技术


      超临界流体萃取是利用温度、压力对超临界流体溶解能力的影响而进行的一种提取方法。


      在超临界状态下,需要分离的化学物质与超临界流体接触之后,根据其极性大小、分子量的大小以及沸点的不同,将化学物质依次萃取出来,该提取技术具有提取率较高、无溶剂残留及萃取能耗低的优点。


      但是,由于花青素本身的极性特征,因此在提取时须注意压力与有机溶剂的调配问题,采用超临界流体萃取法提取的花青素的纯度高达97.82%。


      总体说来,以上的提取技术中,溶剂萃取操作简易,但在实际工作中,存在提取耗时较长、溶剂消耗较大以及对外界环境有一定污染的问题。而超声波以及微波技术虽然对实验设备要求较高,但是效率较高。


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