木棉花红色素提取工艺及分离纯化分析

摘要：以木棉（Bombax malabaricum）花为原料，采用蒸馏水、乙醇、3%柠檬酸为提取溶剂，大孔树脂吸附、乙醇洗脱分离纯化，研究木棉花红色素提取工艺及分离纯化。结果表明，用3%柠檬酸提取木棉花红色素效果较好，最佳提取工艺为料液比1∶20（g/mL），提取温度100 ℃，提取时间20 min；用大孔树脂X-5、D101、D4020静态吸附木棉花红色素效果较好，解吸溶剂适宜使用75%～95%乙醇；动态吸附后D4020大孔树脂分离富集色素的效果优于X-5、D101树脂；用大孔树脂吸附木棉花红色素，经解脱、浓缩、真空干燥后得到木棉花固体红色素。

关键词：木棉（Bombax malabaricum）花；红色素；提取；大孔树脂；分离纯化

中图分类号：TS264.4；Q949.757.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）11-2876-03

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.11.041

木棉（Bombax malabaricum）为木棉科、木棉属落叶大乔木，分布于广东、广西、云南、四川、海南、福建等省，其花为红色，花萼肉质，性味甘、淡、凉，具有清热利湿、解暑、解毒止血的功效[1]。木棉花已列入百花食谱，鲜花瓣或干花瓣可煎水服用或用于煮粥、煮汤。木棉花色素提取、木棉花干制品和花汁饮料的工艺研究虽有报道[2，3]，但对木棉花红色素的分离纯化研究较少，本试验对木棉花红色素提取、分离及纯化工艺进行研究，采用蒸馏水、乙醇、3%柠檬酸为提取溶剂，大孔树脂吸附、乙醇洗脱分离纯化，为木棉花的利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料、试剂及仪器

木棉自然落花采自广西农业职业技术学院院内。

柠檬酸、无水乙醇为分析纯。

VIS-7220型可见分光光度计（北京瑞利分析仪器公司），HH-S4型电热恒温水浴锅（江苏省金坛市医疗仪器厂）、DBS-100型电脑全自动部分收集器、HL-2B型恒流泵（上海沪西分析仪器厂有限公司）、层析柱（上海锦华层析设备厂）、DFZ型真空干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）、2XZ-2型旋片真空泵（浙江黄岩求精真空泵厂）。

1.2 试验方法

1.2.1 色素提取 采取蒸馏水、乙醇为提取溶剂，提取木棉花红色素，测定其最大吸收波长。用3%柠檬酸在不同条件下（45、65 ℃）提取红色素，测定其最大吸收波长。

1.2.2 单因素试验 ①温度对红色素提取效果的影响。称取5.00 g木棉花，加40 mL 3%柠檬酸，料液比1∶8（g∶mL，下同），分别在45、65、85、100 ℃下水浴加热浸提20 min；②时间对红色素提取效果的影响。称取5.00 g木棉花，加40 mL 3%柠檬酸，料液比1∶8，100 ℃水浴加热浸提5、10、20、30、40 min；③称取13.33、8.00、5.00、4.00、2.00 g木棉花，加40 mL 3%柠檬酸（按料液比1∶3、1∶5、1∶8、1∶10、1∶20），100 ℃水浴加热浸提20 min。分别移取不同的提取液1.5、2.5、4.0、2.0 mL定容至10 mL，测定其吸光度。

1.2.3 色素静态吸附和洗脱 分别称取4.05 g S-8、D4020、D101、X-5、D296R 5种型号预处理过的树脂于5个烧杯中，加入木棉花红色素提取液10.00 mL，在室温下静置吸附60 min后测定上清液的吸光度（A510 nm、A520 nm）。

分别称取1.00 g已充分吸附红色素的5种型号树脂 S-8、D4020、D101、X-5、D296R，加入不同体积分数（95%、75%）的乙醇溶液10 mL，解吸20、60 min，取解吸60 min的溶液滴加2%柠檬酸调节pH为3～4，共6个处理，测定上清液的吸光度（A510 nm）。

1.2.4 色素柱层析分离的工艺流程 吸附树脂预处理装柱平衡添加色素提取液树脂吸附色素用解吸溶剂洗脱色素收集色素液[4，5]测定OD510 nm。

2 结果与分析

2.1 木棉花红色素最大吸收波长

用蒸馏水、乙醇提取木棉花红色素，色泽分别为黄色、橙色；用3%柠檬酸提取，色泽为红色，效果较好。由图1、图2可见，木棉花红色素最大吸收波长为510～520 nm。蒸馏水提取、乙醇提取的最大吸收波长为520 nm，3%柠檬酸提取的最大吸收波长为510 nm。水提杂吸收峰较多，提取效果不明显。

2.2 单因素试验结果

2.2.1 温度对红色素提取效果的影响 如图3所示，随着温度的升高，提取的木棉花红色素含量增加，用3%柠檬酸提取无最大值。所以，温度选取100 ℃为宜。

2.2.2 时间对红色素提取效果的影响 如图4所示，随着提取时间的增加，提取的木棉花红色素含量增加，在20 min时达到最大值，之后红色素含量基本不变。所以，选择提取20 min效果较好。

2.2.3 料液比对红色素提取效果的影响 由图5可知，在料液比1∶20时，提取的木棉花红色素吸光度达到最大值，效果显著。从单因素结果可以得出，在本试验范围内，木棉花红色素提取的最佳工艺条件为用3%柠檬酸按料液比1∶20，100 ℃水浴加热浸提20 min。

2.3 木棉花红色素的分离纯化

2.3.1 木棉花红色素的静态吸附 由图6可知，所用的5种树脂吸附红色素60 min后，上层清液吸光度值大小顺序为X-5

2.3.2 木棉花红色素解吸溶剂浓度的选择 由图7、图8可知，解吸所用时间短，特别是用95%乙醇作为解吸溶剂，解吸20、60 min的效果差别不大。树脂D101、D4020、X-5的解吸效果较好，但S-8、D296R吸附效果较好却难以解吸。总体来看，解吸溶剂乙醇宜使用的浓度为75%～95%。

2.3.3 木棉花红色素的柱层析分离 由图9可知，木棉花红色素经过D4020、D101、X-5 3种树脂吸附柱层析分离后，均出现了1个洗脱峰，说明红色素集中在1个洗脱峰。D4202树脂吸附柱层析的洗脱峰较窄，洗脱下来的红色素相对比较集中，即分离洗脱的效果比较好。D4202大孔树脂分离富集红色素的效果优于D101、X-5树脂。3种树脂D4020、D101、X-5均可以用作木棉花红色素的分离纯化。

3 小结

木棉花含有红色素，用3%柠檬酸提取红色素色泽较好，试验结果表明，木棉花红色素提取最佳工艺为料液比1∶20，提取温度100 ℃，提取时间20 min；X-5大孔树脂的吸附效果最好，其次是D101、D4020大孔树脂；解吸溶剂宜使用体积分数为75%～95%的乙醇；静态洗脱中，充分吸附红色素的D101、D4020、X-5树脂解吸效果较好；动态洗脱中，D4020大孔树脂分离富集红色素的效果优于X-5、D101树脂。用大孔树脂吸附木棉花红色素，经解脱、真空浓缩、真空干燥（60 ℃，8 h）得到木棉花固体红色素，呈晶体状或粉末，符合感观要求。

参考文献：

[1] 全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编（上册）[M].北京：人民卫生出版社，1976.

[2] 丁利君，陈伟辉.木棉花色素的提取及稳定性研究[J].食品科学，1999（1）：32-34.

[3] 农志荣，杨昌鹏，黄卫萍，等.木棉花落花加工利用的研究[J].食品科技，2007（1）：189-193.

[4] 杨昌鹏，唐志远，卢 艺，等.火龙果果皮红色素的提取分离研究[J].安徽农业科学，2010，38（1）：347-349，496.

[5] 李崇瑛，王 安，杨 涛，等.食用天然色素的纯化与研究进展[J].中国调味品， 2007，343（9）：18-22，38.