康即福尔食用油:从新鲜番茄中提取番茄红素工艺的研究

2009年4月

第26卷 第2期枣庄学院学报J OURNAL OF Z AOZ H UANG UN I VERSI TY Apr . 2009Vo. l 26NO. 2

从新鲜番茄中提取番茄红素工艺的研究

曹楠

(枣庄学院化学化工系, 山东枣庄 277160)

[摘 要]研究从新鲜番茄中提取番茄红素粗产品, 并进一步分离纯化的工艺条件。探索提取溶剂、物料比、提取温度、浸取时间、搅拌条件、冷冻处理对番茄红素提取量的影响, 确定以番茄为原料的最佳提取工艺条件, 将提取液减压浓缩并结晶纯化番茄红素.

[关键词]番茄红素; 提取条件; 浓缩; 结晶; 鉴定

[中图分类号]06-332[文献标识码]A [文章编号]1004-7077(2009) 02-0064-05

番茄红素(Lycopene) 是一种天然类胡萝卜素, 由于最早从番茄中分离制得, 故称番茄红素. [1]番茄红素分子式C 40H 56, 分子量536. 85. [2]番茄红素易溶于氯仿、苯, 可溶于乙

醚、石油醚、己烷、丙酮, 难溶于甲醇, 不溶于水. 番茄红素还是许多类胡萝卜素生物合成的中间体, 经过环化可形成其他类胡萝卜素. 近年来的研究表明番茄红素具有很多重要的功能:(1) 在所有类胡萝卜素中, 具有最强的消除单线态氧和清除自由基的功能; [3](2) 可以减缓低密度脂蛋白的氧化, 从而防治动脉硬化; [4](3) 能有效抑制癌细胞的繁殖. [5]因而番茄红素在食品、化妆品以及医药领域有重要的应用.

本实验选取新鲜番茄为原料, 采用有机溶剂提取法, 研究从新鲜番茄中提取番茄红素粗产品, 并进一步分离纯化的工艺条件, 探索提取、分离、纯化番茄红素的最佳条件. 1 材料和仪器

二硫化碳(AR, 连云港化学试剂厂) 、石油醚(AR, 天津巴斯夫化工有限公司) 、乙酸乙酯(AR, 天津巴斯夫化工有限公司) 、丙酮(AR, 天津富宇精细化工有限公司) 、无水乙醇(AR, 天津巴斯夫化工有限公司) 、正己烷(AR , 广东台山粤侨化工厂) 、新鲜番茄(枣庄市场).

TU -1810紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司) 、FT -I R 红外光谱仪(美国N icolet 公司) 、HH -S 型水浴锅(郑州长城科工贸有限公司) 、JB-2型恒温磁力搅拌器(上海雷磁新泾仪器有限公司) 、水循环真空泵(郑州长城科工贸有限公司) 、旋转蒸发器(郑州长城科工贸有限公司) 、TDL80-2B 台式离心机(上海安亭科学仪器厂). 2 提取工艺

本实验采用有机溶剂提取法, 新鲜番茄洗净制糊后于-18 冷冻脱水, 然后用有机溶剂提取, 提取液用紫外可见分光光度计在波长为502n m 处(番茄红素在波长为444n m, 471n m, 502n m 处有三个吸收峰, 最大吸收峰在471n m, [6]样品的吸光度在502n m 处测定, 这样可以减小 -胡萝卜素等成分对测定的影响. [7]) 用紫外可见分光光度计测定吸光度, 比较吸光度的大小, 确定最佳提取工艺条件.

2. 1 提取溶剂的确定 分别称取10g 番茄糊于100m l 碘量瓶中, 加入20m l 丙酮、*[收稿日期]2009-02-16

[作者简介]曹楠(1960-), 女, 山东威海人, 高级实验师, 主要从事应用化学研究.

曹楠 从新鲜番茄中提取番茄红素工艺的研究

乙酸乙酯、石油醚、二硫化碳在30 提取30m in , 抽滤, 分液, 以相应的溶剂做空白, 用紫外可见分光光度计在502n m 处测定提取液的吸光度, 测定结果如表1.

表1 不同溶剂对提取液吸光度的影响

Tab . 1 E ffect of D ifferent So lvents on the Absorbance of Extract So l u tion

溶剂

丙酮乙酸乙酯石油醚二硫化碳由表1可知, 二硫化碳提取液的吸光度最大(0. 5225), 且二硫化碳的沸点低(46. 3 ), 易挥发, 溶剂残留少, 易回收利用. 因此选择二硫化碳为提取溶剂.

2. 2 物料比的确定 分别称取10g 番茄糊于100m l 碘量瓶中, 按物料比(m /v)1:1, 1:2, 1:3, 1:4加入二硫化碳在30 提取30m i n , 抽滤, 分液, 以CS 2溶剂做空白, 在502n m

处测定提取液的吸光度, 测定结果如表2.

表2 不同物料比对提取液吸光度的影响

Tab . 2 E ffect of SifferentM aterial R ati o on the A bsorbance o f Extract Solution

物料比(m /v)

1:11:21:31:4由表2可知, 物料比为1:2时, 提取液的吸光度最大. 以后随溶剂的增多吸光度减小. 因此选择物料比为1:2.

2. 3 温度的确定 分别称取10g 番茄糊于100m l 碘量瓶中, 按物料比(m /v)1:2加入二硫化碳20m l 在30 、40 、50 、60 、70 时提取30m i n , 抽滤, 分液, 以CS 2溶剂做

空白, 在502n m 处测定提取液的吸光度, 测定结果如表3.

表3 不同温度对提取液吸光度的影响

Tab . 3 E ffect of D ifferent Te mperature on the Absorbance of Extract So lution

温度( )

3040506070由表3可知, 40 到70 , 吸光度逐渐增大, 番茄红素是天然产物, 高温时不稳定. 综合考虑选择提取温度为30 .

2. 4 时间的确定 分别称取10g 番茄糊于100m l 碘量瓶中, 按物料比(m /v)1:2加入二硫化碳20m l 在30 时提取30m in 、40m in 、50m i n 、60m i n , 抽滤, 分液, 以CS 2溶剂做空

白, 在502n m 处测定提取液的吸光度, 测定结果如表4.

表4 提取时间对提取液吸光度的影响

Tab . 4 E ffect of Extracti o nT i m e on the Absorbance of Extract So l u tion

时间(m in)

30405060由表4可知, 30m in 时吸光度最小, 40m in 以后, 吸光度随时间变化不大. 因此选择提取时间为40m in .

2. 5 搅拌条件 分别称取10g 番茄糊于100m l 碘量瓶中, 以二硫化碳为溶剂, 物料

枣庄学院学报2009年第2期比(m /v)1:2, 在30 时用磁力搅拌器搅拌提取40m in , 抽滤, 分液, 以CS 2溶剂做空白, 在

502n m 处测定提取液的吸光度, 测定结果如表5.

表5 搅拌条件对提取液吸光度的影响

Tab . 5 E ffect of S tirring Conditions on the A bsorbance o f Extract Solution

搅拌条件

不搅拌搅拌由表5可知, 搅拌时吸光度明显增大, 因此选择用磁力搅拌器搅拌.

2. 6 番茄糊处理的影响 番茄糊在-18 时冷冻12小时, 然后在以上条件下提取, 以CS 2溶剂做空白, 在502n m 处测定吸光度, 测定结果如表6.

表6 冷冻处理对提取液吸光度的影响

Tab . 6 E ffect o f Freezing Treat m ent on the A bsorbance of Extract Solution

冷冻条件

未冷冻冷冻由表6可知, 处理后提取液的吸光度明显增加, 因此对番茄糊进行冷冻处理后提取.

2. 7 提取次数的影响 按以上条件连续提取四次, 以CS 2溶剂做空白, 在502n m 处

分别测定吸光度, 测定结果如表7.

表7 提取次数对提取液吸光度的影响

Tab . 7 E ffect of Extracti o n T i m es on the Absorbance of Ex tract Solution

提取次数

1234由表可知, 随提取次数的增加, 吸光度明显减小, 第三次提取液的吸光度为0. 6231相对已经很小, 因此对番茄糊提取两次.

由以上实验探索可知, 番茄红素最佳提取条件是番茄糊在-18 时冷冻12小时, 以二硫化碳为提取溶剂, 物料比1:2, 温度30 用磁力搅拌器搅拌提取两次, 每次40m i n . 3 分离纯化

3. 1 番茄红素提取液的浓缩 称取50g 番茄糊, 在最佳提取条件下提取, 抽滤, 分液后得180m l 提取液, 用旋转蒸发器在35 时减压挥发溶剂, 得暗红色固体黏着在瓶壁上.

3. 2 粗产品的纯化 粗产品用30m l 无水乙醇分两次从烧瓶中洗出, 置于离心试管离心10m in , 分出上层液后再用10m l 无水乙醇洗涤, 离心, 分出上层液, 减压挥发残留乙醇后烘干, 得到红色粉末状固体.

4 分析鉴定

4. 1 紫外可见吸收光谱 将纯化后的产品用正己烷溶解, 在380nm -660n m 范围测定吸收曲线, 如图1.

由图1可以看出, 产品在444n m, 470n m, 501n m 处有三个吸收峰, 最大吸收峰在470n m, 这与周丹红, 史铁钧等(444nm 、471n m 、502n m ), [6]徐同玉, 吾满江 艾力等(444,

曹楠 从新鲜番茄中提取番茄红素工艺的研究

472, 502nm) [8]报道的番茄红素特征吸收峰基本吻合, 且没有其他杂峰, 说明产品纯度较高

.

图1 样品的紫外可见吸收光谱图

F i g . 1UV -V isi b le Absor pti o n spectrum o f Sa m ples

4. 2 红外吸收光谱 将纯化的产品与KBr(1:100) 混合研磨, 压片后, 测定产品的红外吸收光谱, 如图2

.

图2 样品的红外吸收光谱图

F i g . 2I n frared Absorption spectru m of Sa m p les

由图2可知, (1) 1630c m -1处峰由C=C 的伸缩振动产生, 3030c m -1处峰由=C -H 的伸缩振动产生, 这些说明有C=C 存在; (2) 960c m -1处峰由共轭烯烃链中C-H 的面外弯曲振动产生, 可说明是共轭烯烃结构; (3) 1380c m -1处峰由甲基的弯曲振动产生, 2910c m -1、2850c m -1处峰为甲基和亚甲基的伸缩振动峰, 这说明有甲基、亚甲基的存在. 与周丹红, 史铁钧等人的红外光谱图基本一致. [6]

5 结论

5. 1 番茄红素是脂溶性色素, 二硫化碳作为提取剂溶解色素能力强, 且沸点低, 易分离.

5. 2 番茄红素最佳提取条件是番茄糊在-18 时冷冻12小时, 以二硫化碳为提取溶剂, 物料比1:2, 温度30 用磁力搅拌器搅拌提取两次, 每次40m in .

5. 3 通过产品的紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱可以看出特征吸收峰明显且没有杂峰影响, 说明产品纯度高, 该提取方案切实可行.

枣庄学院学报2009年第2期参考文献

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[8]徐同玉, 吾满江 艾力, 孙自才, 张亚刚, 艾买提江 萨吾提. 高纯度番茄红素的制备[J].精细化工, 2006, 23(1):62

-64. rev i ew o f the epi de m i o log i c literature , 1999, 91

[责任编辑:胡勤忠]

Study on Extraction of Lycopene from Fresh Tom at oes

CAO N an

(Dep. t of Che m. and Che m. Eng ineeri n g , Zaozhuang Un i v ersity , Zaozhuang 277160, China)

Abstrac t :The thesis ma i n l y stud ies the crude product of lycopene extracted from fresh toma toes and its process cond iti ons fo r furt her pur ificati on to exp l o res t he effec t o f ex tracti on so lvent , m ate rial rati o , ex tracti on te mperature ,

toes as ray m ater i a l and to concentrate , crysta llize , and pur if y the ex tract so l u tion to l ycopene .

K eywords :L ycopene ; ex tracti on conditions ; Concentration ; Crystalliza tion ; Identifi cation l each i ng ti m e , stirri ng cond iti ons , freezi ng treat m ent on t he extraction amount o f l y coopene to dete r m i ne the opti m u m extraction cond iti on w ith t om a