番茄红素提取工艺的优化

1番茄红素提取工艺的优化谢放李建宏张楠张泽（兰州交通大学化学与生物工程学院甘肃兰州730070）摘要：本文对从番茄果实中提取番茄红素的传统工艺进行了改进，设计出了一整套提取检测工艺，并通过实验对新工艺和传统工艺进行了检测对比，结果显示：新工艺不仅能缩短工作时间，提高工作效率，而且能有效地除去样品中脂肪酸等杂质的干扰，使实验结果更准确。目的、方法、结果关键词：番茄，茄红素，提取工艺中图分类号：番茄红素衡量加工番茄品质的一个很重要的指标，如何快速简便而又准确提取与测定番茄果实中的茄红素含量，一直是人们探索的一个热点[3]。前人研究出的提取茄红素的常用溶剂主要有氯仿，二甲苯，石油醚，乙酸乙酯等有机溶剂[4]，但都有存在提取效率低，费时费力的缺点，目前国标法（GB/T14215—93）以甲苯为提取剂，方法简便，工作效率高，但无法有效除去样品中脂肪酸等杂质的干扰，因而结果不太准确。针对目前方法的缺点，本实验以氯仿为提取剂，设计出了一套新的提取与测定流程，简化了工艺，大幅提高了工作效率，通过在研磨时提前添加碳酸钠粉末、水洗除杂等方法，有效去除了脂肪酸等杂质的干扰，使检测结果的准确性有了很大的提高。为番茄的品质评价和番茄红素分析测定制定了新的方法。1材料与方法1.1实验材料新鲜加工番茄果实，采自甘肃靖远县，果实大小均匀，成熟充分，无病害及腐烂。1.2仪器与试剂实验仪器：UV759型紫外可见分光光度计（上海精科），TGL-20M高速离心机（长沙平凡仪器厂），榨汁机，恒温水浴锅，电子天平，分析天平，研钵，25ml棕色容量瓶，分液漏斗，铁架台，10ml离心管，移液器实验试剂：氯仿，甲醇，无水碳酸钠，石英砂，蒸馏水1.3工艺流程1.3.1取样挑选待测番茄果实样品洗净，去皮去籽，放入榨汁机中将果肉充分打碎成酱，在天平上称量各2g。1.3.2研磨将称好的果酱放入研钵中，加入1.0克石英砂充分研磨，再加入1.5克无水碳酸钠粉末继续研磨约一分钟。将粉末小心移入10ml离心管中。1.3.3甲醇洗涤在研钵中分两次加入甲醇2ml将其中剩余残渣洗涤后倒入离心管。将甲醇加到距管口1cm，盖紧盖子后将甲醇和粉末充分混合，以8000转∕分钟的转速离心2分钟，将上清液倒入回收瓶，再重复洗涤一次。1.3.4氯仿浸提在离心管中加入约6ml氯仿，玻璃棒搅起沉淀，盖紧盖子，用力摇动离心管，使粉末和氯仿充分混合。在45℃的水浴锅中加热3min。在80002转∕分钟离心2min，将上清液氯仿倒入25ml棕色容量瓶中，再重复浸提两次后定容至25ml。1.3.5洗涤（蒸馏水）在分液漏斗中加入约30ml蒸馏水，盖紧盖子上下颠倒几次，使两种液体充分混合接触，静置3min，使液面分开。将提取液漏入25ml的棕色容量瓶中。重复上述步骤1次。将提取液漏入25ml棕色容量瓶中。1.3.6比色测量用移液器从容量瓶中吸取0.4ml提取液，放入比色皿中，用另一个移液器吸取氯仿3.6ml放入比色皿中稀释。在485nm波长下测定吸光值，准确记录。2结果分析2.1石英砂用量的确定等量称取果浆并置于准备好的7个研钵中，分别加入3.5g（对照）、3.0g、2.5g、2.0g、1.5g、1.0g、0.5g石英砂进行研磨，按1.3方法提取茄红素，用移液器从容量瓶中吸取0.2ml提取液放入比色皿中，再加入1.8ml氯仿进行稀释。以氯仿作为对照，在485nm波长下测定吸光值。结果如下：（要有表头！如：表1不同石英砂添加量所得测定结果）组号对照1号2号3号4号5号6号石英砂/g3.532.521.510.5吸光值0.33720.33610.33720.32990.32310.3341研磨困难，离心效果不佳0.33210.34010.31990.33450.34590.33270.32910.33320.34420.33190.33330.3300平均值0.33280.33650.33380.33210.33410.3323/由以上数据可得出：在研磨充分的情况下，石英砂的用量不影响实验结果，但量太少，研磨困难，故石英砂用量以1克为最适。2.2石英砂与碳酸钠比例的确定等量称取果肉并置于准备好的7个加入1.0g石英砂研钵中，分别加入3.5g、3.0g、2.5g、2.0g、1.5g、1.0g、0.5g、0g（对照）碳酸钠进行研磨，按1.4方法于485nm波长下测定吸光值。在石英砂用量为1克的情况下，在研磨时加入不同量的碳酸钠粉末，结果如下：（表头？）组号对照1号2号3号4号5号6号7号碳酸钠∕g∕3.532.521.510.5吸光值0.2977加液体后离心管溶剂不够加液体后离心管溶剂不够0.29210.29120.2956扫描曲线不规则扫描曲线严重不规则0.29810.29290.29170.29320.29320.29150.29860.2900平均值0.2963∕∕0.29220.29380.2929/∕碳酸钠用量实验表明：在研磨时加入的碳酸钠粉末过多，加液体后离心管容积不足，无法进行实验，但碳酸钠的用量过少，无法充分除去果肉中的脂肪酸，会对吸光值造成干扰，使实验结果不准确，因此，碳酸钠粉末的最佳用量为1.5克。2.3结果验证（建议放到2.2碳酸钠除杂的效果比较）3取新鲜的番茄果实洗净取、去皮去籽，用榨汁机打碎，一组在石英砂研磨时不加无水碳酸钠粉末，在氯仿浸提后不用蒸馏水洗液，直接定容并扫描其光吸收曲线，其余步骤按1.3中所述工艺流程操作，结果如图1所示。另一组完全按照1.3中的工艺流程操作，即在石英砂研磨时加入1.5克无水碳酸钠粉末，并在氯仿浸提后将浸提液用蒸馏水洗液两次，然后定容并测其光吸收曲线，结果如图2所示：图1（要有图名）番茄红素氯仿提取液光吸收曲线（不加碳酸钠，无水洗）00.10.20.30.40.5350370390410430450470490510530550570590波长nm吸光值图2番茄红素氯仿提取液光吸收曲线（加碳酸钠粉末并水洗）00.10.20.30.40.5350370390410430450470490510530550570590波长nm吸光值从图1可以看出：在不加碳酸钠、不水洗的情况下，番茄红素氯仿提取液的光吸收曲线不规则，在510nm波长以后曲线呈散乱的波形，分析其原因可能是样品中脂肪酸等杂质的干扰，番茄红素本身是一种脂类物质，其许多物理性质和大多数脂类物质相近，都易溶于氯仿等有机溶剂，而不同的物质其吸光值是有差别的，因而，如果提取液中的脂肪酸等杂质不加以除去，将会严重影响其吸光值，4会使得试验结果不准确。图2的曲线较图1的曲线明显规则，可以在图中看出番茄红素的氯仿提取液在485nm和520nm处有两个明显的吸收峰，而485nm处是其最大吸收峰。分析其原因是：碳酸钠可与脂肪酸发生皂化反应，使脂肪酸转变为可溶于水的脂肪酸盐，加入蒸馏水洗涤可除去生成的脂肪酸盐，达到消除脂肪酸干扰的目的。使得实验结果更为准确，因而光吸收曲线也更为规则。3.讨论（主要讨论不能确定的方面，或与前人不一致的地方）番茄果实中除含有番茄红素外，通常还含有叶黄素和脂肪酸等物质，它们物理性质与番茄红素相近，都能溶于氯仿中，但是，它们的吸光值与番茄红素相比却又较大的差别，因此，如果在测定番茄红素含量时不将它们除去，就会严重影响测量结果的准确性。叶黄素可以很好的溶解与甲醇中，而样品中的番茄红素却不能溶于甲醇，因而用甲醇洗涤，即可除去甲醇。脂肪酸可与碳酸钠发生皂化反应，生成可溶于水的脂肪酸盐，再通过蒸馏水洗涤并分液就可以除去脂肪酸盐，得到较为理想的实验结果。实验表明，在研磨时，先加入1.0克石英砂研磨，待研磨充分后（至看不见番茄果肉的红色颗粒），再加入1.5克无水碳酸钠粉末，研磨约一分钟，移入10ml离心管中，再用甲醇洗涤除去叶黄素。然后用氯仿浸提番茄红素，并用蒸馏水洗涤以除去脂肪酸盐，再定容测吸光值。该方案研磨容易，充分，离心效果良好，能充分消除样品中脂肪酸对结果的影响，省时省力，且节省药品，符合经济原则。参考文献[1]陆瑞芳、吴岷.番茄红素的抗氧化作用与人体健康[J].上海预防医学杂志，2004，16（2）：71-73.[2]马卡迪、陆维敏.浸提法提取番茄红素的研究[J].食品与发酵工业，2003，29（11）：72-74.[3]付晶、李垚、王宝东.番茄红素提取工艺研究进展.[J].东北农业大学学报，2006，12，37（6）：825-828.[4]范永仙.番茄红素的生产工艺研究进展[J].食品科技，2002（3）：53-55.