板栗殼色素屬于酚類化合物,不僅具有抗氧化、降血糖、抑菌和抗癌等人體有益活性,還具有良好的著色功能。因此,如何綠色高效地將板栗殼色素從細(xì)胞壁中提取具有重要意義。然而,目前缺乏一套系統(tǒng)的提取方法,且存在提取效率低,質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)缺乏,強(qiáng)酸、堿提取還會造成很大的環(huán)境污染,整體研究現(xiàn)狀局限于常規(guī)的溶劑萃取和強(qiáng)化方法,較難取得新的突破。因此,本研究選擇板栗殼作為原料,重點(diǎn)開展了板栗殼色素靶向綠色高效富集技術(shù)研究,并且將不同方法提取的板栗殼色素染色性能進(jìn)行比較。本研究旨在擴(kuò)展和提高現(xiàn)有的板栗殼色素提取技術(shù),并為板栗殼色素的功能發(fā)掘和高附加值產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)提供理論依據(jù)。
通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)曲面法建立了一種基于超聲輔助離子液體提?。↖L-UAE)板栗殼色素的綠色高效新方法。優(yōu)化后得到的板栗殼色素最適提取條件為:十二烷基硫酸鈉(SDS)濃度為0.44%(w/v),尿素濃度為2.87%(w/v),[Bmim]OAc濃度為1.07 mol/L,液固比為36.26 mL/g,超聲功率、時間和溫度分別為350 W、50 min和80 °C,在此條件下,板栗殼色素得率為71.60 mg/g。與傳統(tǒng)溶劑(乙醇、氫氧化鈉溶液)浸提法相比,優(yōu)化后的方法因離子液體、斷鍵劑及超聲波的空化和振動等共同作用下,在更短的時間(50 min vs 120 min)內(nèi)得率分別提高了38.70%和42.24%。進(jìn)一步對三種方法提取獲得的板栗殼色素于頭發(fā)上的染色性能進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)用IL-UAE提取的板栗殼色素染色性能優(yōu)于傳統(tǒng)堿法和醇法獲得的色素,染后頭發(fā)表現(xiàn)出良好的色澤,頭發(fā)表面毛鱗片平整且內(nèi)部損傷較低。
本研究為板栗殼色素的綠色高效提取技術(shù)提供理論依據(jù),并有助于加快板栗廢料的高值應(yīng)用。
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本工作發(fā)表于Journal of cleaner production期刊上(Volume 335,10 February 2022, 130195,IF=9.297)。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.130195;該論文由“特色經(jīng)濟(jì)林采后果實(shí)與副產(chǎn)物增值加工關(guān)鍵技術(shù)”(2019YFD1002300)資助。
通訊作者信息:李春美(E-mail: lichmyl@mail.hzau.edu.cn.),女,博士,三級崗教授,博導(dǎo)。中國園藝學(xué)會柿分會常務(wù)理事,中國農(nóng)學(xué)會農(nóng)產(chǎn)品加工分會理事。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會主任。一直致力于植物多酚化學(xué)及其健康效應(yīng)研究;入選瑞典“國際科學(xué)基金(IFS)”、“武漢市青年科技晨光計(jì)劃”、“湖北省杰出青年基金”、“教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才”等人才支持計(jì)劃;主持國家科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題、公益性行業(yè)專項(xiàng)子課題、國家“十二五”科技支撐計(jì)劃子課題、教育部重點(diǎn)項(xiàng)目、湖北省重大科技攻關(guān)計(jì)劃等課題30多項(xiàng);以第一作者或通訊作者身份發(fā)表論文150多篇,其中SCI收錄100余篇。主編和副主編教材各1部,申請發(fā)明專利12項(xiàng),授權(quán)6項(xiàng)。獲得廣東省科技進(jìn)步一等獎2項(xiàng)、中華人民共和國農(nóng)業(yè)部科技進(jìn)步二等獎1項(xiàng)、中華產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果一等獎1項(xiàng)、神龍中華農(nóng)業(yè)科技獎二等獎1項(xiàng)。
第一作者信息:朱婷,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院2019級碩士研究生,導(dǎo)師為李春美教授,研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物化學(xué)。
審核人:李春美 劉石林
編輯:王丹娟
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