橙皮色素的提取及稳定性研究.docx
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橙皮色素的提取及稳定性研究
实验题目：
橙皮色素的提取及稳定性研究
摘 要
摘要：
从天然橙皮中提取色素，并对其稳定性进行分析测定。
结果表明：
橙皮色素在有机溶剂溶性好，对光、热（4O～100℃，0．5h）的耐受性强；当pH=2～6时，色素稳定性良好；色素对于Cu2+、Zn2+、Na+、K+的作用不显著，但Fe3+对其影响较大；该色素对氧化剂（H2O2）的耐受能力较强。
关键词：
橙皮色素；天然色素；色素提取；稳定性；
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目 录
摘 要I
1前言1
1.1色素1
1.2研究的目的和意义1
2材料与方法2
2.1实验材料2
2.1.1实验原料2
2.1.2实验试剂2
2.2实验设备2
2.3实验方法2
2.3.1色素提取工艺流程2
2.3.2色素的提取2
2.3.3热稳定性3
2.3.4PH值的影响3
2.3.5金属离子的影响3
2.3.6氧化剂的影响3
2.3.7护色实验4
3结果与讨论5
3.1温度对色素稳定性（表1）5
3.2pH值对色素稳定性的影响（表2）5
3.3金属离子对色素稳定性的影响5
3.4氧化剂的影响（表5）7
3.5护色实验7
结 论8
参考文献9
致 谢10
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橙皮色素提取及稳定性研究
1前言
1.1色素
植物色素类（Phytochromes）在中草药中分布很广，主要有脂溶往色素与水溶性色素两类。
脂溶性色素主要为叶绿素、叶黄素与胡萝卜素，三者常共存。
此外尚有藏红花素、辣椒红素等。
除叶绿素外，多为四萜衍生物。
这类色素不溶于水。
难溶于甲醇，易溶于高浓度乙醇、乙醚、氯仿、苯等有机溶剂。
胡萝卜素在乙醇中也不溶。
叶绿素等在制备中草药制剂或提取其他有效成分时常须作为杂质去除，以使药物纯化，中草药（特别是叶类、全草类）的乙醇提取液中含有多量叶绿素、可在浓缩液中加水使之沉出，也可通过氧化铝、碳酸钙等吸附剂而除去。
叶绿素本身有抑菌作用，可制备成消炎的药物。
水溶性色素主要为花色甙类，又称花青素，普遍存在于花中。
溶于水及乙醇，不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂，遇醋酸铅试剂会沉淀，并能被活性炭吸附，其颜色随pH的不同而会改变。
花色甙在制备中草药制剂或提取有效成分时，常作为杂质去除。
1.2研究的目的和意义
橙皮色素有较好的稳定性，它可以以医药及中间体，农药及中间体，涂料染料燃料及中间体，香精香料及中间体，食品添加剂，饲料添加剂，日用化妆品，高分子单体及聚合物，化工助剂，有机化工原料，无机化工原料为化工原料进行开发，为医药，农药，涂料，染料，香精香料食品添加剂，饲料添加剂，日用化妆品，高分子单体及聚合物，化工助剂，有机化工原料等产品的生产技术及市场行情信息提供帮助。
芸香科柑桔属中主要包括橘、甜橙、柚子三大类。
而脐橙属甜橙的一个种类。
其广植于长江以南各省，皮色由红至黄深浅不一；成熟后的脐橙，果实为圆球形，其尾部有一斑块，色泽与其余果皮一样，形如肚脐，而称脐橙。
其果皮分为内层外层，内层为白色，油性大，香气浓郁，外层为橘红色；其肉质鲜嫩、为橘红色，富含纤维、维生素、矿物质、糖分等，是大众喜爱的果品。
李佑稷等对橘皮色素的提取进行了研究，张鸿发等对柑橘皮色素及果胶的提取进行了研究，而脐橙皮色素的提取未见多少报道。
本文主要对脐橙皮色素的提取及其物理化学性质进行了初步探讨，为脐橙皮的综合开发利用提供依据。
2材料与方法
2.1实验材料
2.1.1实验原料
新鲜脐橙：
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2.1.2实验试剂
氢氧化钠
分析纯
天津市风船化学试剂有限公司
浓盐酸
分析纯
天津市耀华化学试剂有限责任公司
过氧化氢30%
分析纯
天津市科密欧化学试剂有限公司
无水乙醇
分析纯
天津时光复科技发展有限公司
氯化钠
分析纯
天津市科密欧化学试剂有限公司
氯化铜
分析纯
天津市科密欧化学试剂有限公司
氯化钾
分析纯
天津市科密欧化学试剂有限公司
乙酸锌
分析纯
天津市科密欧化学试剂有限公司
三氯化铁
分析纯
天津市科密欧化学试剂有限公司
2.2实验设备
Spectrumlab54型可见分光光度计
上海棱光技术有限公司
PB3002-N型精密电子天平
美国双杰兄弟（集团）有限公司
DHG－9140A型电热恒温鼓风干燥箱
上海一恒科技有限公司
HH-4型数显恒温水浴锅
上海贝特仪电设备厂
2.3实验方法
2.3.1色素提取工艺流程
桔皮一干燥一粉碎一浸提一过滤一滤渣一二次浸提一过滤一滤液一色素
2.3.2色素的提取
1、色素的提取
鲜脐橙皮洗净，烘干，粉碎（粉末约需要5g），按料液比1:
10加入95%的乙醇，水浴锅中55℃恒温浸提1h，冷却后用滤纸过滤，收集色泽鲜黄的滤液。
橙皮残渣反复浸提两次。
合并三次滤液即为橙皮黄色素提取液。
临用前用95%乙醇稀释（依情况而定稀释倍数，我们稀释5倍）作为色素稀释液。
稀释前浸提液的吸光值：
1.057（由于吸光值测试不准确将吸收峰值调制520nm下测定得出）
稀释后浸提液的吸光值：
0.58（由于吸光值测试不准确将吸收峰值调制520nm下测定得出）
2.3.3热稳定性
取4份10mL的稀释后的色素母液，分别置于40、60、80、100℃不同温度热水浴中加热30min的时间，在最大吸收波长处测吸光度，分析温度对色素稳定性的影响。
表1：
温度对色素稳定性的影响
2.3.4PH值的影响
在每支带塞试管中加入色素提取液10mL，用0.2mol/L盐酸、0.2mol/L氢氧化钠调节pH值为2~12，摇匀，暗处静置30min后在最佳吸收波长下测定吸光度，计分析pH对色素的稳定性的影响。
（NaOH的配置方法：
称取2gNaOH固体加50mL蒸馏水，配置成1mol/L盐酸50mL盐酸的配置方法：
量取5mL12mol/L的纯盐酸加60mL的蒸馏水配制成1mol/L的盐酸）
表2：
pH值对色素稳定性的影响
2.3.5金属离子的影响
在5个试管中，各加入10mL稀释后的色素溶液，分别加入等量0.1ml1%的Cu2+、Zn2+、Na+、K+、Fe3+等离子，振摇，静置1h，在最大吸收波长处测其吸光度，分析各种不同浓度的金属离子对色素的影响。
（金属离子溶液的配置：
取各离子试剂0.5g，定容至50mL共5份）
表3：
金属离子对色素稳定性的影响
表4：
单纯金属离子的吸光值
2.3.6氧化剂的影响
以H2O2为氧化剂，在不超过2.0%（一般食品中的最大安全使用量）的前提下，取色素稀释液配成含不同浓度的H2O2的混合液10.5mL,（H2O2各0.5mL与色素稀释液10mL）摇匀，在228nm下测吸光值。
分析氧化剂对色素的影响（实验室中双氧水为30%浓度，需稀释成0.5%、1.0%、1.5%三种浓度，各10mL）
表5：
氧化剂对色素稳定性的影响
2.3.7护色实验
选取上述4组实验中各种因素导致吸光值变化最小的条件进行混合实验，测出吸光值。
进行两组实验取均值，以求准确。
3结果与讨论
3.1温度对色素稳定性（表1）
（由于吸光值测试不准确将原吸收峰值228调制520nm下测定得出）
温度℃
混合液吸光值nm
40
60
80
100
0.063
0.060
0.058
0.044
由表1可知，色素的吸光值随温度的升高逐渐降低，并且40℃—℃的变化不是特别大，但到100℃的变化突然变大，说明色素被严重破坏。
可得橙皮色素具有不耐高温性。
3.2pH值对色素稳定性的影响（表2）
（由于吸光值测试不准确将原吸收峰值228nm调制520nm下测定得出）
pH值
吸光值nm2
2
4
6
8
10
12
0.075
0.059
0.364
1.044
1.562
0.508
由表2得出，应得出随酸性减弱，吸光值逐渐变小，（理论上色素在酸性条件下稳定，目测溶液颜色明显加深，由浅黄色变成亮黄色，说明碱性强时，色素性质发生变化，pH在12时，可能是强碱与色素形成新的物质）但在6、8、10三个pH时的吸光值出现异常，分析原因可能是，由于不是在最大吸收峰值测定，导致吸收值在不同的pH条件下发生峰值改变。
3.3金属离子对色素稳定性的影响
（由于吸光值测试不准确将原吸收峰值228nm调制520nm下测定得出）
金属离子对色素稳定性的影响（表3）Cu2+、Zn2+、Na+、K+、Fe3+
混合液离子种类
吸光值nm
Cu2+
Zn2+
Fe3+
K+
Na+
0.055
0.104
0.391
0.061
0.052
单纯金属离子的吸光值（表4）
单纯离子溶液
吸光值nm
Cu2+
Zn2+
Fe3+
K+
Na+
0.001
0.081
0.099
0.001
0.011
结合表3和表4理论上可以得出加入Cu2+、Zn2+、K+、Na+的色素混合液的吸光值变化较大，而Fe3+的吸光值变化较小。
理论上各种离子的加人对色素的吸光度都有一定的影响，其中Cu2+、Fe3+、影响较大，可能有配合物生成。
特别是当Fe3+吸光度变化较大，目测溶液颜色变浅。
说明，Fe3+在极稀溶液中因本身在此波长处吸光，而使吸光度增大。
总之，该色素抗多种金属离的干扰能力较强。
但是我的实验和以往的经验发生很大的分歧，我认为原因之一是由于更改吸光值测定光波的原因，导致由于在520nm处不是橙皮色素的最大吸收峰值，所以在此处测定导致所加入的金属离子的影响加大，吸光值不够准确；乙酸锌提供锌离子，也使其吸光值远低于自身色素的吸光值，分析原因可能是在520nm光波远离乙酸锌溶液的吸收峰值，导致色素混合液的吸收值降低，还有是因为乙酸锌与橙皮色素中某些物质发生反应，而同样在520nm光波下吸收值较不明显，也使得吸收光值降低；（虽然数据不够准确，但护色实验依旧依据以往实验经验，选用Fe3+进行）
3.4氧化剂的影响（表5）
（由于吸光值测试不准确将吸收峰值调制520nm下测定得出）
H2O2浓度（％）
吸光值
0.5
1.0
1.5
0.057
0.055
0.053
由表5得在不同浓度的氧化剂影响下，色素的吸光值变化较小，所以可以看出橙皮色素具有一定的抗氧化作用。
（但是可能也是由于选用光波的原因导致吸光值普遍降低了约10倍左右）
3.5护色实验
根据上述四组实验测定的结果（根据以往的实验经验得出）选用以下条件进行护色实验的测试，温度选用40℃，pH值选用12，金属离子选用Fe3+，氧化剂选用0.5%的H2O2。
分两组做平行实验，在同样条件下分别得出如下结果：
样一吸光值：
0.454样二吸光值：
0.456
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“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。
结 论
通过本次实验得到以下结论：
（1）在进行橙皮色素稳定性实验是最好在其最大吸收光值下进行实验测定，因为此时的色素吸光值最大。
实验的误差最小。
同时也可以避免其他因素对最终的实验结果造成干扰。
（2）橙皮色素在pH为2～6范围内，其稳定性好，颜色基本上不变化，但当pH为碱性时，其稳定性降低；色素对光和热有较强的耐受性；
（3）金属离子Cu2+、Zn2+、K+、Na+对色素的作用不显著，但Fe3+对色素影响较大；脐橙皮色素对H2O2的耐氧化能力较强。
在进行金属离子对橙皮色素的稳定性影响时，最好选用同种化合的金属离子进行试验，这样才可以避免不同化合物的结合离子与色素发生不同的化学反应，干扰实验结果的测定。
（4）橙皮色素易溶于酸碱溶液、水、甲醇、乙醇、乙醚等液体物质中，不溶于食用油中。
（5）最终得出在温度选用40℃，pH值选用12，金属离子选用Fe3+，氧化剂选用0.5%的H2O2条件下得出的吸光值变化较小，起到了护色作用。
综上所述，橙皮色素的最适温度是40℃，最适PH是12，具有抗氧化性，Fe离子对其的影响最小。
参考文献
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山东科学技术出版社，1993．
[2]李佑稷，宋智娟，田宏现，等．橘皮黄色素提取工艺研究[D]．食品与发酵工业，2002，28（11）：
28-32
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37-40
[4]林春绵，潘志彦．柑桔皮中色素和果胶的提取[D]．杭州食品科技，1995，（4）：
14-18．
[5]李志洲脐橙皮的提取及稳定性研究．宝鸡文理学院学报（自然科学版）2003，（4）276-278
致 谢
在本次实验和论文的写作过程中，要感谢赵晶老师、姚晶老师。
从题目确定开始，耐心细致的审核我们的实验报告，指出其中的具体问题，严格把关，并且认真与我们一起探讨问题之所在，帮助我们修改，直到最后我们可以形成一片较为完整的实验课题。
同时还要感谢与我一起完成实验和论文的三位搭档。
虽然这次试验我们的结果并不是十分成功，但却得到了很多经验，也更好的锻炼了自己的能力。
以后如果还有机会自己设计实验，我想我会比这次表现的更好。
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