Page 108 - 《精细化工》2022年第7期
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·1394·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 39 卷

                 在化学工业中使用的黑色染料多为人工合成                           纯，天津市光复科技发展有限公司；1,1-二苯基-2-
            的，其结构中含有具有一定毒性的偶氮基，因此，                             苦肼基（DPPH）、2,2'-氨基-二(3-乙基-苯并噻唑啉
            对皮肤无过敏性和致癌性的天然植物染料逐渐被研                             磺酸-6)铵盐（ABTS）、2,4,6-三吡啶基三嗪（TPTZ）、
            究者关注     [1-3] 。当前，食品中使用的黑色色素多为化                   L-精氨酸、L-天冬酰胺、L-赖氨酸、L-甲硫氨酸（分
            学方法合成，欧盟国家已实施了禁用化学合成黑色                             析纯）、纤维素酶、糖化酶（生物试剂），北京索莱
            素的相关规定，因此，开发天然黑色素具有一定的                             宝科技有限公司；DL-精氨酸、L-组氨酸，分析纯，
                     [4]
            现实意义 。近年来，利用黑色素制备染色剂和食                             中国科学院上海生物化学研究所；酵母粉、蛋白胨、
            品添加剂的研究已见报道            [5-7] 。                     氯化钠、琼脂条、三氯化铁、磷酸二氢钠、磷酸氢
                 黑色素是目前已知生物色素中使用最广泛的                           二钠、醋酸钠，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；
            一类色素，具有抗氧化、抗辐射、抑菌等生物学功                             邻二氮菲，分析纯，上海麦克林生化科技有限公司；
            能 [8-10] ，但其一般不溶于水，限制了其在食品、医                       全棉纱布，市售。
            药和化工等领域的应用，因此，提高黑色素的水溶                             1.2   仪器与设备
            性有重要意义。有研究利用氨基酸、多糖等分子结                                 400Y 高速粉碎机，永康氏柏欧五金制品有限公
            构修饰或通过羧甲基化修饰和硫酸酯化修饰来提高                             司；SB-5200 DTDN 超声波清洗机，宁波新芝生物
            黑色素的水溶性        [11-13] 。                           科技股份有限公司；TDL-5-A 高速离心机，上海安
                 YE 等 [14] 研究发现，经精氨酸等氨基酸修饰后                    亭科学仪器厂；PHS-3C 型酸度计，杭州奥利龙有限
            的粒毛盘菌黑色素的水溶性明显改善，其抗氧化活                             公司；ReadMax 1900 光吸收全波长酶标仪，上海闪
            性明显提高。卢莹         [15] 对辛格粒毛盘菌 YM296 黑色             谱生物科技有限公司；Perkin  Elmer Spectrum Two
            素进行了氨基酸（赖氨酸、组氨酸、精氨酸）修饰，                            红外光谱分析仪，天津市能谱科技有限公司。
            最终发现用组氨酸修饰的黑色素具有较高的水溶                              1.3   实验方法
            性，推测可能是由于组氨酸与黑色素进行加成反应                             1.3.1   山杏核壳黑色素的提取与纯化
            生成了组氨酸-黑色素。                                            参考杨柳    [17] 的实验方案，采用碱溶酸沉法提取、
                 山杏在中国广泛分布，山杏核壳是杏仁加工过                          纯化山杏核壳黑色素。具体步骤如下：称取适量粉
            程中产生的下脚料，除含木质素及黄酮类物质，还                             碎后的山杏核壳粉末，过 20 目筛后按料液比 1∶20
            含大量黑色素。李红姣等            [16] 通过响应面实验确定了             （g∶mL）溶于 2 mol/L 的 NaOH 溶液中，静置提
            超声波辅助提取山杏种皮黑色素的工艺，在此条件                             取 3 h 后离心除去固体；之后，使用循环水真空泵
            下黑色素得率为 4.14%。若将这一功能成分提取出                          对液体抽滤，将上清液用稀盐酸调 pH 至 2.2，静置
            来用于食品添加剂及染色剂等领域，不仅节约资源，                            沉淀 2 h，再离心，除去上清液。向所得固体中加蒸
            还能创造巨大的经济价值            [17-18] 。                   馏水，调其 pH 至 5.0  后，加入一定量纤维素酶，
                 本研究首先从山杏核壳中提取天然黑色素并利                          55  ℃水浴 1 h 后离心去除上清液，再向所得固体中
            用具有不同亲水性与电荷的氨基酸（亲水带正电荷                             加蒸馏水，调其 pH 至 4.5，加入一定量糖化酶，60 ℃
            的 L-精氨酸、DL-精氨酸、L-组氨酸、L-赖氨酸；                        水浴 1 h 后离心去除上清液。对两种酶处理后的固
            亲水不带电荷的 L-天冬酰胺；疏水的 L-甲硫氨酸）                         体按料液比为 1∶30（g∶mL）加入 2 mol/L 的 NaOH
            对其进行修饰，以水溶性为指标选取具有最佳修饰                             溶液，超声波辅助溶解 30 min，酸沉（稀盐酸调 pH
            效果的氨基酸并确定其最佳修饰质量比，以期获得                             至 2.2）后离心去除上清液，60  ℃烘干后所得固体
            具有良好水溶性及稳定性的黑色素衍生物，然后研                             即为山杏核壳黑色素，4  ℃保存。
            究氨基酸修饰是否对其抑菌和抗氧化性等理化性质                             1.3.2   氨基酸修饰山杏核壳黑色素的制备及优化
            和生物活性产生影响，最后探究了山杏核壳黑色素                                （1）氨基酸修饰山杏核壳黑色素的制备
            经 L-精氨酸修饰后的染色性能是否得到了改善，为                               参考文献[19]方法，并稍作修改。分别取 0.05 g
            黑色素及其衍生物应用于食品、药品和化妆品等领                             L-精氨酸、DL-精氨酸、L-组氨酸、L-天冬酰胺、L-
            域提供了理论基础。
                                                               赖氨酸、L-甲硫氨酸溶于 10 mL 蒸馏水制成质量浓
            1   实验部分                                           度为 5 g/L 的水溶液，再加入 0.01 g 山杏核壳黑色素，
                                                               超声 30 min，离心去除未与氨基酸反应的山杏核壳黑
            1.1   材料与试剂                                        色素，测定上清液 500 nm 处的吸光度，不添加氨基
                 山杏核壳，山西省杏仁加工厂；NaOH、浓盐酸                        酸为空白对照，通过比较各溶液的吸光度判断选取
            （质量分数为 36%）、H 2 O 2 （质量分数 30%），分析                  的具有不同亲水性与电荷的氨基酸对山杏核壳黑色
            纯，国药集团化学试剂有限公司；无水乙醇，分析                             素的修饰效果，选取修饰效果最好的两种氨基酸修
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