花生系一年生草本植物,在我國廣泛栽培?;ㄉ鷥?nèi)衣色素從花生內(nèi)衣提取,是一種天色的色素。近年來,隨著人民生活水平的提高,食用合成色素對人體健康的影響和危害已引起人們的關(guān)注,因此,天然色素在食品領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。
我國油炸花生產(chǎn)量增加,經(jīng)熱燙、脫皮產(chǎn)生的花生皮數(shù)量可觀,據(jù)估計(jì)全國每年有600噸,絕大多數(shù)被拋棄。花生皮約占花生仁的4.1%。
花生衣為紅棕色,膜質(zhì)。其營養(yǎng)成分為:水分5~9%,蛋白質(zhì)ll~l8%,脂肪l2%,粗纖維37~42%,碳水化合物l2~28%,灰分8~2l%。其中含有兩種有利于人體健康的天然物質(zhì):白藜蘆醇、原花色素。白藜蘆醇對心血管疾病和動脈硬化的抑制效果扮有重要角色,亦可藉此促進(jìn)人類腫瘤細(xì)胞的凋亡,或是受過腫瘤抑制因子P53的表現(xiàn)來達(dá)到抗腫瘤活性。由于白藜蘆醇具有得要的生理活性,迄今美國宇航局已將花生定為航天食品,花生油、花生醬等富含白藜蘆醇的食品將會成為21世紀(jì)營養(yǎng)健康的新時(shí)尚;在日本,已將含白藜蘆醇的植物
提取物作為食品添加劑使用;在我國,也有將白藜蘆醇的植物提取物制成降脂、美容、減肥和抗癌的天然
保健食品及膠囊。
原花色素是一種多酚類物質(zhì),低聚原花色素具有很強(qiáng)的抗氧化能力,其抗氧化能力是VE的50倍,VC的20倍。另外,它還具有強(qiáng)有力的清除自由基和對人體微循環(huán)特殊改善的雙重功效,以、低毒、高生物利用率而著稱。正是由于原花色素具有較強(qiáng)的抗氧化能力、清除自由基的能力和較好的藥理活性,如抗癌、抗誘變、抗炎癥、抗HIV病毒等80多種由自由基引起的疾病,1995年,美國公眾無記名投票推選它為的*植物藥之一,近十年來,它已在北美保健食品業(yè)和化妝品業(yè)得到廣泛應(yīng)用;另外,在歐洲已將原花色素用作治療血液循環(huán)疾病、減輕浮腫與靜脈曲張用藥。
一、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
1、白藜蘆醇的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
白藜蘆醇,又稱芪三酚,化學(xué)名稱為3,4’,5—三羥基二苯乙烯。它是含有芪類結(jié)構(gòu)的非黃酮類多酚化合物,其分子式為C14H12O3,相對分子質(zhì)量為228.25 ,具有順式和反式兩種結(jié)構(gòu),為白色針狀晶體,熔點(diǎn)為256—257℃,升化點(diǎn)為261℃,易溶于乙醚、氯仿、甲醇、乙醇等有機(jī)溶劑。其熱穩(wěn)定性較差:70—80℃下加熱30min,有部分分解;有很強(qiáng)的光敏性,見光極易分解、轉(zhuǎn)化,*避光時(shí),反式體可在乙醇中穩(wěn)定數(shù)月,但在pH>10時(shí)穩(wěn)定性略差,順式體只在中性條件下穩(wěn)定。
其生理功能主要有:影響脂類及花生四烯酸代謝、抗血小板凝集和抗炎、抗過敏作用;抗血栓作用;抗動脈粥樣硬化和冠心病、缺血性心臟病、高血脂癥的防治作用;抗氧化、清除自由基的作用;抑制腫瘤的作用。
2、原花色素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
原花色素(Procyanidins簡稱PC,又稱原花青素,其使用過的英文名稱有Proanthocvanidin、Pycnogenol等)是植物界中廣泛存在的一大類多酚類化合物,是黃烷—3—醇衍生物的總稱,廣泛存在于各種水果的皮、核、梗以及草柑、可樂果樹、黑荊樹等植物中。它是由兒茶素、表兒茶素(分子量為290)聚合而成,包括二聚體、三聚體、四聚體、直至十聚體。其中二到四聚體稱為低聚體,五聚體以白藜蘆醇、原花色素的提取上的稱為高聚體,其低聚體的活性要高于高聚體口引。低聚原花色素為紅棕色無定形粉末,能很好地溶于丙酮、乙酸乙酯、乙醇、冰醋酸,不溶于苯、氯仿、石油醚等。其結(jié)構(gòu)中引入的羥基越多,在水中的溶解度越大,而羥基甲基化后,則增加其在有機(jī)溶劑中的溶解度。原花色素具有較強(qiáng)的熱敏性,它的熱穩(wěn)定性略好于白藜蘆醇。原花色素二聚體結(jié)構(gòu)式為:
二、提取、分離方法
1、有機(jī)溶劑浸提法
邵曉芬等采用醇的水溶液提取了花生衣天然色素。將花生衣原料經(jīng)水洗除去其中機(jī)械雜質(zhì)后,以醇的水溶液于室溫下浸提,重復(fù)二次,提取液經(jīng)過濾。60℃真空濃縮,烘干后,粉碎得花生衣紅褐色素,提取率達(dá)18%。
2、微波輔助提取法
張紅梅等人研究了利用微波輔助提取花生衣紅色素,并得到*工藝條件:提取功率為240W,提取溶劑為60%的乙醇,提取時(shí)間為90s,料液比(g/m1)為1:20,提取級數(shù)為二級,色素提取率為95.26%。把微波用于浸提,它能強(qiáng)化浸提過程,降低生產(chǎn)時(shí)間、能源、溶劑的消耗以及廢物的產(chǎn)生,可提高產(chǎn)率和提取物的純度,既降低操作費(fèi)用,又合乎環(huán)境保護(hù)的要求,是具有良好發(fā)展前景的新工藝。與傳統(tǒng)的冷凝回流提取相比,微波法提取的zui大優(yōu)點(diǎn)是提取時(shí)間大大縮短,且提取率較高,蛋白質(zhì)等雜質(zhì)含量低,色素提取溶液更加澄清透明。因此,微波輻射技術(shù)在天然食用色素提取上具有廣闊的應(yīng)用前景。
3、超聲波輔助有機(jī)溶劑提取法
劉強(qiáng)采用超聲波輔助有機(jī)溶劑同時(shí)提取了花生紅衣中的活性物質(zhì)白藜醇和原花色素,對提取條件進(jìn)行了系統(tǒng)、全面的研究:對溶劑種類、固液比、提取溫度、溶劑濃度、提取時(shí)間、提取次數(shù)、溶液pH進(jìn)行了考察,在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化提取條件。zui后得到:超聲波輔助有機(jī)溶劑提取比傳統(tǒng)的熱浸提效率更高,20min即可將有效成分充分提取;用60%乙醇作為提取劑,料液比1:6、溫度70℃、提取時(shí)間20min、pH3,提取次數(shù)1次。在此條件下,白藜蘆醇、原花色素的提取率分別為0.036%、4.96%。
分離工藝:花生紅衣—提取—減速 壓回收溶劑—過濾—濾液上柱吸附—梯度洗脫—分段收集—回收溶劑—冷凍干燥—產(chǎn)品
分離條件為:用AB—8大孔吸附樹脂對白藜蘆醇、原花色素的吸附、解吸、分離,其效果要優(yōu)于NKA和聚酰胺。動態(tài)吸附*條件為:上柱液流速1ml/min、pH7、白藜蘆醇、原花色素的濃度分別為2 µ g/ml和0.6mg/ml;解吸zui適條件為:流速1.5ml/min、pH5;用20%甲醇溶液解吸AB—8柱吸附的白藜蘆醇,40%、60%甲醇溶液解吸原花色素,合并相同組分,經(jīng)濃縮、冷凍干燥后制得純度較高的白藜蘆醇、原花色素產(chǎn)品,其純度分別為43.60%、93.05%。
運(yùn)用此法具有經(jīng)濟(jì)、效果好等優(yōu)點(diǎn),對于花生紅衣中白藜蘆醇和原花色素的工業(yè)化柱層析分離具有很好的前景。