湖南武陵山區(qū)野生陽荷紅色素的理化性質(zhì)研究

秦玉芝 ，黃 瑋 ，李 堅(jiān) ，劉東波 ，，何長征 ，熊興耀 ，

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，湖南 長沙 410128；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，湖南 長沙 410128）

陽荷（Zingiber striolatum Diels），俗稱野姜、猴姜、觀音花、蓮花姜等，屬野生姜科多年生草本植物，營養(yǎng)成份豐富（富含蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、糖類、有機(jī)酸、礦質(zhì)元素等），是菜用兼藥理保健功能為一體的純天然膳食纖維食品[1]。陽荷的食用器官（花苞）含有豐富的天然紅色素，作為食品添加劑開發(fā)前景非常大。試驗(yàn)以湖南武陵山區(qū)野生陽荷為研究材料，研究了pH值、溫度、防腐劑、糖類、氧化還原劑與金屬離子對陽荷紅色素穩(wěn)定性的影響，旨在為新型天然色素開發(fā)及武陵山區(qū)野生陽荷資源的綜合利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

湖南武陵山區(qū)野生陽荷。將采集到的陽荷花苞，洗凈，瀝干水分，烘干，粉碎，密封保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 試劑

80%乙醇溶液、0.1mol/L HCl、0.1mol/LNaOH、葡萄糖、果糖、蔗糖、檸檬酸、淀粉、山梨酸鉀、苯甲酸鈉、氨基乙酸、濃鹽酸、NaAc·3H2O、6mol/LHAc、NH4Ac、NH4Cl、15 mol/L氨水、鄰苯二甲酸氫鉀、H2O2溶液、Vc（抗壞血酸）、Fe2（SO4）3、FeSO4·7H2O、KCl、Al2（SO4）3·18H2O、Na2SO4、CuSO4·5H2O、MgSO4·7H2O、Ca（NO3）2·4H2O、ZnSO4·7H2O，藥品均為國產(chǎn)分析純。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 色素提取 參考朱玉昌等[2]的方法，以85%酸性乙醇溶液作為提取劑，料液比為1 g∶180mL，恒溫水浴鍋中50℃恒溫浸提90min，備用。

1.3.2 pH值對陽荷色素穩(wěn)定性的影響 分別取5 mL 色素提取液，用 pH 值為 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 的緩沖液溶液定容至 50mL，以同 pH值的緩沖溶液作參比測定其A510。

1.3.3 防腐劑對陽荷色素穩(wěn)定性的影響 取5 mL色素提取液，用不同濃度的防腐劑（檸檬酸，山梨酸鉀，苯甲酸鈉）溶液定容至50 mL，在室溫下分別靜置4 h，以同濃度對應(yīng)的防腐劑溶液作參比測定其 A510。

1.3.4 糖類對陽荷色素穩(wěn)定性的影響 取5mL提取液，用不同濃度的糖類（淀粉，蔗糖，果糖，葡萄糖）溶液定容至50 mL，在室溫下分別靜置4 h，以同濃度對應(yīng)的糖類溶液作參比測定其A510。

1.3.5 陽荷色素的耐氧化耐還原性 取5mL色素提取液，用不同濃度的 H2O2（0、1%、2%、3%、4%、5%、6%）和 Vc溶液（0、0.1、0.2、0.3、0.4 g/100mL）分別定容至50mL，在室溫下分別靜置4 h，以同濃度對應(yīng)的氧化還原劑溶液作參比測定其A510。

1.3.6 金屬離子對陽荷色素穩(wěn)定性的影響 取5 mL色素提取液，用不同濃度的金屬離子（Fe3+、Fe2+、K+、Al3+、Na+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Zn2+） 溶液分別定容至50mL，分別靜置4 h，以同濃度對應(yīng)的金屬離子溶液作參比測定其A510。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH值對陽荷紅色素穩(wěn)定性的影響

如圖1所示，在pH值在1～5的范圍內(nèi)，陽荷紅色素在510 nm處的吸光度直線下降；之后，pH值由5增加到10的過程中，變幅較小。pH值超過10后吸光值繼續(xù)下降。隨著pH值的升高，色素顏色由深紅色，逐漸變淡，至pH值為7時(shí)，成為紫色，逐漸變黑，pH值13時(shí)為綠色。

圖1 pH值對陽荷紅色素穩(wěn)定性的影響

2.2 防腐劑對陽荷紅色素穩(wěn)定性的影響

0.4 g/100mL以內(nèi)的山梨酸鉀、苯甲酸鈉對陽荷紅色素影響不大。添加檸檬酸對陽荷紅色素有一定增色效應(yīng)（圖2）。

圖2 防腐劑對陽荷紅色素穩(wěn)定性的影響

2.3 糖類對陽荷紅色素穩(wěn)定性的影響

如圖3所示，0.4 g/100mL以內(nèi)的淀粉、蔗糖與葡萄糖對陽荷紅色素的穩(wěn)定性沒有影響。

圖3 糖類對陽荷紅色素穩(wěn)定性的影響

2.4 陽荷紅色素的耐氧化耐還原性分析

如圖4所示，試驗(yàn)條件下H2O2對陽荷紅色素影響不大。當(dāng)添加的Vc濃度超過0.1 g/100mL時(shí)具有小幅增色效應(yīng)（圖5）。

圖4 H2O2對陽荷紅色素穩(wěn)定性的影響

2.5 金屬離子對陽荷紅色素穩(wěn)定性的影響

如圖6所示，不同濃度處理下靜置4 h后，體系中添加0.06 g/100mL以內(nèi)的金屬離子K+、Na+對陽荷紅色素沒有產(chǎn)生明顯影響。體系中的Al3+使陽荷紅色素A510值增大，并與添加濃度正相關(guān)。添加0.02 g/100mL 的 Fe3+、Fe2+、Ca2+、Cu2+和 0.04 g/100mL的Mg2+、Zn2+能使色素增色，但在此基礎(chǔ)上小幅提高濃度，不再繼續(xù)增色。

圖5 Vc對陽荷紅色素穩(wěn)定性的影響

圖6 金屬離子對陽荷紅色素穩(wěn)定性的影響

3 討論與結(jié)論

色素的呈色與其結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，結(jié)構(gòu)的形式與變化內(nèi)在決定著物質(zhì)的呈色與變色。當(dāng)色素加入食品中，由于受到加工、酸、堿、鹽、光、熱、氧化等作用，使其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，比如破壞原有共軛體系，改變共軛雙鍵的數(shù)目，形成或損失助色團(tuán)等情況，就會導(dǎo)致物質(zhì)吸收光的波長發(fā)生變化，如在可見區(qū)域移動呈現(xiàn)出顏色變化[3-7]。

試驗(yàn)結(jié)果表明：（1）pH值對陽荷色素的理化性質(zhì)影響較大，隨著體系pH值的增加，陽荷紅色素由深紅色逐漸變淡，pH值超過7后，變?yōu)樽仙?、黑色直至綠色。陽荷紅色素在酸性條件下較穩(wěn)定。（2）糖類對陽荷色素穩(wěn)定性基本沒有影響。防腐劑檸檬酸影響陽荷紅色素穩(wěn)定性，其增色效應(yīng)與濃度呈正相關(guān)，山梨酸鉀和苯甲酸鈉的影響較小。在試驗(yàn)設(shè)定的H2O2濃度范圍內(nèi)陽荷紅色素的穩(wěn)定性較好，體系中添加Vc使陽荷色素增色，與添加濃度具有正相關(guān)性。（3）金屬離子 Fe3+、Fe2+、Ca2+、Al3+對陽荷紅色素影響較大，Mg2+、Al3+、Cu2+次之，對陽荷紅色素具有增色效應(yīng)。K+、Na+的添加對陽荷紅色素沒有影響。

[1] 中國科學(xué)院云南植物研究所.云南植物志[M].昆明：科技出版社，1997.

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