紅藍草紫色素穩(wěn)定性的研究

摘要：采用乙醇萃取法從紅藍草（Peristrophe roxburghiana）中提取紫色素，研究了色素的穩(wěn)定性。結果表明，紅藍草紫色素具有較高的耐光性和耐熱性；其在pH 5～13時比較穩(wěn)定，在強酸強堿條件下不穩(wěn)定；耐氧化性較差，還原劑對紫色素有保護作用；食品添加劑蔗糖和山梨酸鉀對紫色素穩(wěn)定性的影響較小，而檸檬酸和維生素C會與紫色素發(fā)生作用或造成紫色素的降解；Na+、Zn2+、K+、Mg2+和Ca2+ 5種金屬離子對色素穩(wěn)定性及色澤無太大影響，而Cu2+、Al3+和Fe3+ 3種金屬離子會導致紫色素變色和（或）吸光度下降。

關鍵詞：紅藍草（Peristrophe roxburghiana）；紫色素；穩(wěn)定性

中圖分類號：TS264.4 文獻標識碼：A 文章編號：0439—8114（2012）19—4355—03

天然色素是指來源于天然資源的色素，是多種不同成分的混合物。從植物中提取的天然色素安全無毒，保留了植物體內豐富的營養(yǎng)物質和藥用成分[1]。隨著人們生活水平的不斷提高，環(huán)保和健康意識日益增強，兼具染色功能和保健功效的天然色素在食品工業(yè)中的應用越來越受到重視[2—4]。前期研究表明，紅藍草（Peristrophe roxburghiana）紫色素能溶于水和乙醇[5，6]，本研究以體積分數70%的乙醇作為萃取劑，采用超聲波輔助提取紫色素，考察不同理化條件和常用食品添加劑等對紫色素穩(wěn)定性的影響，旨在掌握紅藍草紫色素的理化性質，為紅藍草的開發(fā)利用提供依據。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

紅藍草為人工栽培的葉子不帶毛的品種，采集新鮮的莖葉用于紫色素的提??；試劑乙醇、H2O2、維生素C、Na2SO3、KCl、NaCl、CuSO4、MgCl2、ZnCl2、CaCl2、

Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3等均為分析純；蔗糖、檸檬酸、山梨酸鉀為食用級；T—500型電子天平（美國雙杰兄弟集團有限公司）、AL204電子天平（梅特勒—托利多儀器上海有限公司）；BB331—A多功能食品攪拌機（佛山市順德區(qū)任發(fā)電器實業(yè)有限公司）、KQ—600 DV數控超聲波清洗儀（昆山市超聲儀器有限公司）、RE52—86A旋轉蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）、800B低速臺式離心機（上海安亭科學儀器廠）、VIS—7220型可見分光光度計（北京瑞利分析儀器公司）、pHSJ—3F數顯式pH計（上海精密科學儀器有限公司）等。

1.2 方法

1.2.1 紫色素的提取及測定 按照蔣紅芝等[5]優(yōu)化的超聲波提取法提取紅藍草中的紫色素，提取液減壓濃縮，得到的紫色素濃縮液置于冰箱中備用。準確稱取一定質量的紫色素濃縮液（濃度為36.328 g/L），用蒸餾水稀釋，定容至50 mL，得濃度為20.296 g/L的紅藍草紫色素稀釋液，用7220型分光光度計測定其最大吸收波長。結果表明，紫色素稀釋液最大吸收波長為580 nm，與濃縮液直接測定結果一致（圖1）[5]，故本試驗以紫色素在580 nm波長處的吸光度作為紫色素含量的指標。

1.2.2 紫色素穩(wěn)定性試驗 稱取紫色素濃縮液36.328 g，用蒸餾水定容至1 000 mL，考察紫色素的耐光性和耐熱性。稱取紫色素濃縮液90.840 g，用蒸餾水定容至500 mL，用于考察pH、氧化劑、還原劑、食品添加劑、防腐劑、金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響。①耐光性。取紅藍草紫色素稀釋液100 mL，分別在避光和室外自然光條件下放置120 h，每隔一定時間測其A580 nm（前5 h內每隔1 h測定1次，之后每隔24 h測定1次）。②耐熱性。取紅藍草紫色素稀釋液25 mL，裝入比色管中，分別在40、60、80、100 ℃下加熱，每隔5 min取出測定其A580 nm，以室溫自然放置的處理為對照。③pH。分別取14份紅藍草紫色素稀釋液各10 mL，用pH緩沖液調節(jié)pH分別為1～14，振蕩后室溫避光靜置1 h，測其A580 nm。④耐氧化性。分別在紫色素稀釋液中加入1、2、5、10 g/L H2O2，室內放置72 h，每隔一定時間測其A580 nm（前4 h內每隔1 h測定1次，之后每隔24 h測定1次，下同）。⑤耐還原性。在紫色素稀釋液中添加1 g/L Na2SO3，室內放置72 h，每隔一定時間測其A580 nm。⑥食品添加劑蔗糖、檸檬酸和維生素C。分別在紫色素稀釋液中添加5、10、30、50 g/L的蔗糖、1、2、5、10 g/L的檸檬酸或維生素C，室溫自然光下放置72 h，每隔一定時間測其A580 nm。⑦防腐劑山梨酸鉀。在紫色素稀釋液中分別添加1、3、5、10 g/L山梨酸鉀，室溫自然光下放置72 h，每隔一定時間測其A580 nm。⑧金屬離子。紫色素稀釋液中分別添加2 mL 0.2 g/L的K+、Na+、Cu2+、Mg2+、Zn2+、Ca2+、Fe3+和Al3+離子，測定剛配制好時和放置2 h后紫色素稀釋液的A580 nm。

2 結果與分析

2.1 紅藍草紫色素的耐光性

紅藍草紫色素在不同光照條件下的A580 nm變化結果見圖2。由圖2可知，在自然光照條件下，隨放置時間的延長，紅藍草紫色素的A580 nm呈緩慢的上升趨勢，而在避光條件下，紫色素的A580 nm呈波動變化，但波動幅度很小，總的來說，紅藍草紫色素在自然光照或避光條件下吸光度變化不大，且兩個處理的差異較小，可見紫色素有較好的耐光性。

2.2 紅藍草紫色素的耐熱性

紅藍草紫色素在不同的溫度下加熱，其A580 nm隨加熱時間的變化如圖3所示，由圖3可以看出，A580 nm變化幅度很小，可見在試驗范圍內溫度和加熱時間對紫色素的影響不大，說明紫色素耐熱性比較好。

2.3 pH對紅藍草紫色素的影響

紫色素溶液在pH 5～13時為紫紅色，A580 nm基本不變（圖4）。在pH 1～4時為橙紅色，在pH 14時有很明顯的由紅變綠的現象，A580 nm大幅度降低。說明紫色素在弱酸至堿性時比較穩(wěn)定；在強酸性條件下呈橙紅色，強堿性條件下呈綠紅色，受pH影響比較大。

2.4 氧化劑H2O2對紅藍草紫色素的影響

紅藍草紫色素稀釋液中添加不同濃度的H2O2，其A580 nm變化結果見圖5。由圖5可知，H2O2加入后紅藍草紫色素的A580 nm降低，且H2O2的濃度越高、作用時間越長，溶液的吸光度越小，可見H2O2對紫色素有顯著的漂白作用。

2.5 還原劑Na2SO3對紅藍草紫色素的影響

紅藍草紫色素稀釋液中添加1 g/L的Na2SO3，其A580 nm變化結果見圖6。由圖6可知，還原劑的加入使色素的A580 nm明顯升高且隨作用時間的延長而上升，48 h后隨放置時間的延長吸光度不再變化，說明Na2SO3對該色素具有一定的保護作用。

2.6 食品添加劑對紅藍草紫色素的影響

由圖7～圖10可知，不同濃度的蔗糖和山梨酸鉀對紅藍草紫色素的穩(wěn)定性影響很小，其吸光度隨添加劑濃度和作用時間的變化幅度很小；但加入檸檬酸和維生素C后，紫色素的吸光度下降，且添加劑的濃度越高紅藍草紫色素的A580 nm越小，說明酸與色素發(fā)生了反應或導致了色素的降解，這與“2.3”中紫色素在酸性條件下不穩(wěn)定的結果是一致的。

2.7 金屬離子對紅藍草紫色素的影響

由表1可知，Na+、Zn2+、K+、Mg2+、Ca2+ 5種金屬離子對色素穩(wěn)定性及色澤無不良影響，而Cu2+、Al3+、Fe3+對色素有破壞作用，同李平等[7]的研究結果一致，Fe3+、Cu2+、Al3+對其的變色效應可能是由于Cu2+、Fe3+和Al3+等與紅藍草色素苷形成了“金屬花色苷”復合物的緣故[8]。

3 結論

試驗結果表明，紅藍草紫色素的最大吸收波長為580 nm，其在光照和加熱條件下的吸光度變化很小，具有較高的耐光性和耐熱性；pH對紅藍草紫色素的影響較大，色素在強酸強堿條件下不穩(wěn)定；紫色素的耐氧化性較差，易被氧化劑H2O2漂白，而還原劑對紫色素有保護作用；食品添加劑蔗糖和山梨酸鉀對紫色素穩(wěn)定性的影響較小，而檸檬酸和維生素C會與紫色素發(fā)生作用或造成紫色素的降解；Na+、Zn2+、K+、Mg2+、Ca2+ 5種金屬離子對色素穩(wěn)定性無不良影響，而Cu2+、Al3+、Fe3+ 3種金屬離子會導致紫色素變色和（或）吸光度下降。

參考文獻：

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