花青素(anthocyanidin)又称花色素,是自然界一类广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颜色的苷元   。水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物质大部分与之有关。在植物细胞液泡不同的PH值条件下,花青素使花瓣呈现五彩缤纷的颜色。已知花青素有20多种,食物中重要的有6种,即天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和锦葵色素。自然状态的花青素都以糖苷形式存在,称为花色苷,很少有游离的花青素存在。花青素主要用于食品着色方面,也可用于染料、医药、化妆品等方面。


样品类别:

紫甘薯、葡萄、血橙、红球甘蓝、蓝莓、茄子、樱桃、红莓、草莓、桑葚、山楂、牵牛花等植物的组织


检测项目:原花青素、花青素、矢车菊色素、天竺葵色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素、锦葵色素等


检测依据:

花青素总量测定多采用分光光度法,样品经沸水提取,加酸性乙醇显色,生成特有的刚果红,于波长纳米处测吸光度,该法不受黄酮苷及儿茶素的干扰,但受原花色素、花白素干扰,分析结果往往偏高,灵敏度也不够理想,但是茶叶中花青素总量分析沿用此法。


检测仪器:

Waters ACQUITY UPLC H-Class 超高效液相色谱;

Waters ACQUITY UPLC BEH C18 1.7µm 2.1x100mm色谱柱;

Waters Xevo TQ-XS三重四极杆质谱仪;


梅特勒-托利多XP6天平;

德国IRM  VD110真空干燥箱; 

Thermo ScientificTM DionexTM ASETM 350 加速溶剂萃取仪。


常规样品前处理:


溶剂提取法

溶剂提取是花青素的常规提取方法,溶剂多选择甲醇、乙醇、丙酮、水或者混合溶剂等。为了防止提取过程中非酰基化的花青素降解,常在提取溶剂中加入一定浓度的盐酸或者甲酸,但在蒸发浓缩时这些酸又会导致酰基化的花青素部分或全部的水解。另外,对于提取物中可能含有脂溶性成分的样品,需采用有机溶剂如正己烷、石油醚、乙醚等进行萃取。传统的溶剂提取方法提取时间长,生产效率较低,且热溶剂容易造成花青素降解以及生理活性的降低。 


国外提取花青素的传统方法是采用低温(4~8℃)或者常温(25℃)避光条件下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℃条件下浸提24h。考虑到食品中残留甲醇的毒性,也有用1%的HCl乙醇溶液代替甲醇溶液。另外为了避免酰基化的花青素的水解,也可选择弱酸如酒石酸、柠檬酸代替盐酸。而国内则多采用热溶剂(50~70℃)浸提1~2h的方式,溶剂可选择不同浓度的醇溶液或酸化的水溶液。 [


加压溶剂萃取法

加压溶剂萃取,又称加压液体萃取(Pressurized Liquid Extraction,PLE)、快速溶剂萃取(Accelerated Solvent Extraction,ASE),它是通过外来压力提高溶剂的沸点,进而增加物质在溶剂中的溶解度以及萃取效率的。PSE技术对于食品中功能成分的提取主要集中在类黄酮、酚类物质以及其他抗氧化活性成分的研究上。该技术在花青素的提取方面也有报道。采用此技术优化紫甘蓝中花青素的最佳提取工艺,最佳参数为:样品215g,温度99℃,提取时间7min,溶剂为V(水):V(乙醇):V(甲醇)=94:5:1。 


水溶液提取法

有机溶剂萃取的花青素多有毒性残留且生产过程环境污染大,有鉴于此,水溶液提取应运而生。该方法一般将植物材料在常压或高压下用热水浸泡,然后用非极性大孔树脂吸附;或直接使用脱氧热水提取,再采用超滤或反渗透,浓缩得到粗提物。 


微生物发酵提取法

此方法将生物发酵技术应用于花青素的提取之中,是生物科学与化工生产之间的超强渗透与有效结合。微生物发酵法利用微生物或酶让含有花青素的细胞胞壁降解分离,使细胞胞体内花青素充分溶入到提取液中,从而增加提取的产率与速率。 


其他提取方法

包括高压脉冲电场辅助提取、双水相萃取、超高压辅助提取。前两种可应用于蛋白质、核酸、多糖的提取研究, 而超高压辅助提取已成功用于葡萄中花青素的提取之中,且对比发现高压辅助提取花青素等多酚类的效率可以提高近50%。