花青素(anthocyanidin)又稱花色素,是自然界一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素,是花色苷水解而得的有顏色的苷元   。水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物質大部分與之有關。在植物細胞液泡不同的PH值條件下,花青素使花瓣呈現五彩繽紛的顏色。已知花青素有20多種,食物中重要的有6種,即天竺葵色素、矢車菊色素、飛燕草色素、芍藥色素、牽牛花色素和錦葵色素。自然狀態的花青素都以糖苷形式存在,稱為花色苷,很少有游離的花青素存在。花青素主要用于食品著色方面,也可用于染料、醫藥、化妝品等方面。


樣品類別:

紫甘薯、葡萄、血橙、紅球甘藍、藍莓、茄子、櫻桃、紅莓、草莓、桑葚、山楂、牽牛花等植物的組織


檢測項目:原花青素、花青素、矢車菊色素、天竺葵色素、飛燕草色素、芍藥色素、牽牛花色素、錦葵色素等


檢測依據:

花青素總量測定多采用分光光度法,樣品經沸水提取,加酸性乙醇顯色,生成特有的剛果紅,于波長納米處測吸光度,該法不受黃酮苷及兒茶素的干擾,但受原花色素、花白素干擾,分析結果往往偏高,靈敏度也不夠理想,但是茶葉中花青素總量分析沿用此法。


檢測儀器:

Waters ACQUITY UPLC H-Class 超高效液相色譜;

Waters ACQUITY UPLC BEH C18 1.7μm 2.1x100mm色譜柱;

Waters Xevo TQ-XS三重四極桿質譜儀;


梅特勒-托利多XP6天平;

德國IRM  VD110真空干燥箱; 

Thermo ScientificTM DionexTM ASETM 350 加速溶劑萃取儀。


常規樣品前處理:


溶劑提取法

溶劑提取是花青素的常規提取方法,溶劑多選擇甲醇、乙醇、丙酮、水或者混合溶劑等。為了防止提取過程中非酰基化的花青素降解,常在提取溶劑中加入一定濃度的鹽酸或者甲酸,但在蒸發濃縮時這些酸又會導致酰基化的花青素部分或全部的水解。另外,對于提取物中可能含有脂溶性成分的樣品,需采用有機溶劑如正己烷、石油醚、乙醚等進行萃取。傳統的溶劑提取方法提取時間長,生產效率較低,且熱溶劑容易造成花青素降解以及生理活性的降低。 


國外提取花青素的傳統方法是采用低溫(4~8℃)或者常溫(25℃)避光條件下1%HCl甲醇溶液浸提16~20h,或者采用5%、1%的三氟乙酸的甲醇溶液,4℃條件下浸提24h。考慮到食品中殘留甲醇的毒性,也有用1%的HCl乙醇溶液代替甲醇溶液。另外為了避免酰基化的花青素的水解,也可選擇弱酸如酒石酸、檸檬酸代替鹽酸。而國內則多采用熱溶劑(50~70℃)浸提1~2h的方式,溶劑可選擇不同濃度的醇溶液或酸化的水溶液。 [


加壓溶劑萃取法

加壓溶劑萃取,又稱加壓液體萃取(Pressurized Liquid Extraction,PLE)、快速溶劑萃取(Accelerated Solvent Extraction,ASE),它是通過外來壓力提高溶劑的沸點,進而增加物質在溶劑中的溶解度以及萃取效率的。PSE技術對于食品中功能成分的提取主要集中在類黃酮、酚類物質以及其他抗氧化活性成分的研究上。該技術在花青素的提取方面也有報道。采用此技術優化紫甘藍中花青素的最佳提取工藝,最佳參數為:樣品215g,溫度99℃,提取時間7min,溶劑為V(水):V(乙醇):V(甲醇)=94:5:1。 


水溶液提取法

有機溶劑萃取的花青素多有毒性殘留且生產過程環境污染大,有鑒于此,水溶液提取應運而生。該方法一般將植物材料在常壓或高壓下用熱水浸泡,然后用非極性大孔樹脂吸附;或直接使用脫氧熱水提取,再采用超濾或反滲透,濃縮得到粗提物。 


微生物發酵提取法

此方法將生物發酵技術應用于花青素的提取之中,是生物科學與化工生產之間的超強滲透與有效結合。微生物發酵法利用微生物或酶讓含有花青素的細胞胞壁降解分離,使細胞胞體內花青素充分溶入到提取液中,從而增加提取的產率與速率。 


其他提取方法

包括高壓脈沖電場輔助提取、雙水相萃取、超高壓輔助提取。前兩種可應用于蛋白質、核酸、多糖的提取研究, 而超高壓輔助提取已成功用于葡萄中花青素的提取之中,且對比發現高壓輔助提取花青素等多酚類的效率可以提高近50%。