紫藍草紫色素的提取及穩(wěn)定性研究

隆金橋，謝宇奇

（百色學院化學與生命科學系，廣西百色533000）

紫藍草紫色素的提取及穩(wěn)定性研究

隆金橋，謝宇奇

（百色學院化學與生命科學系，廣西百色533000）

以70%乙醇為溶劑，采用超聲波輔助從紫藍草中提取紫色素，并對該紫色素在不同pH、溫度、光照、氧化劑、還原劑、不同金屬離子條件下的穩(wěn)定性進行檢測。結果表明，紫藍草紫色素易溶于水和乙醇，在酸性和中性溶液中穩(wěn)定，溫度、光照和還原劑對其穩(wěn)定性沒有影響，抗氧化能力弱，金屬離子Fe3+對紫色素的穩(wěn)定性有影響，而Na+、Zn2+、Cu2+離子對紫色素的穩(wěn)定性沒有影響。

紫藍草；紫色素；穩(wěn)定性

紫藍草（Peristrophe roxburghiana）又名紅藍、紅絲線[1]，為爵床科植物，主要分布于我國南部各省，性甘、淡、涼，具有淡淡清香味，中醫(yī)上用于消炎、清熱解毒、利尿、清肺熱、止咳、散瘀、涼血止血、消腫止痛等[2]。紫藍草紫色素可作為天然食用色素，具有無毒無副作用、安全性高等優(yōu)點，在防癌、降血壓、降血脂、保護視力等方面具有重要作用，倍受消費者青睞。義崇寬[4-7]等對紅藍草色素提取工藝及其穩(wěn)定性進行了初步研究，但目前國內(nèi)未見關于紫藍草紫色素穩(wěn)定性研究的文獻報道。本文采用超聲醇提法從紫藍草中提取天然紫色素，探討紫色素在不同pH、溫度、光照、氧化劑、還原劑、不同金屬離子條件下的穩(wěn)定性，為紫藍草紫色素的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

原料：新鮮紫藍草（市售），樣品經(jīng)百色學院蘇仕林教授鑒定，現(xiàn)存放于廣西教育廳生物能源開發(fā)與研究重點實驗室。

1.2 試劑與儀器

1.2.1 試劑

乙醇、雙氧水、亞硫酸鈉、氯化鈉、氯化鋅、氯化銅、氯化鐵、鹽酸、氫氧化鈉等均為分析純。

1.2.2 實驗儀器

萬分之一天平；多功能榨汁攪拌機RSD-348：合肥榮事達小家電有限公司；高功率數(shù)控超聲波清洗器KQ-200KDB：昆山市超聲儀器有限公司；PHS-3C數(shù)字式酸度計：上海雷磁儀器廠；721分光光度計：上海菁華科技儀器有限公司；循環(huán)水式多用真空泵SHBB9500980MPA：鄭州長城科工貿(mào)有限公司；臺式高速電動離心機。

1.3 方法

1.3.1 紫藍草紫色素提取工藝流程

紫藍草→清洗→晾干→粉碎→浸提→過濾→濃縮→離心分離→紫色素濃縮液。在前期研究的基礎上，稱取新鮮的粉碎的紅藍草20 g放入錐形瓶中，按料液比為1∶15（g/mL）加入300mL 70%乙醇溶液浸泡，再放入超聲波清洗儀中，以超聲波功率100W破碎，水浴加熱70℃，40min，待溶液冷卻，過濾，把濾液倒入燒瓶中，使濾液不要超過燒瓶體積的1/2，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進行減壓濃縮[控制溫度在（60±5）][6]，將減壓濃縮后的樣液倒出，離心分離，得到紫色素濃縮液。

1.3.2 最大吸收波長的測定

取5mL離心分離液置于50mL容量瓶中，加入蒸餾水，定容至刻度，搖勻，在410 nm～610 nm波長內(nèi)測試其吸光度。

1.4 紫色素穩(wěn)定性試驗

1.4.1 不同pH對紫藍草紫色素吸光度的影響

分別取5mL離心分離液置于50mL容量瓶中，加入不同pH緩沖劑，配制成pH=1～2、pH=3～4、pH=5～6、pH=7～8、pH=9～10、pH=11～12的溶液，蒸餾水定容至刻度，搖勻，放置1 h，觀察溶液的顏色并比較吸光度變化情況。

1.4.2 溫度對紫藍草紫色素吸光度的影響

取5mL離心分離液置于50mL容量瓶中，加入蒸餾水，定容至刻度，搖勻，分別在室溫、40、60、80℃條件下水浴0、10、20、30、40min，觀察溶液的顏色并比較吸光度變化情況。

1.4.3 光照對紫藍草紫色素吸光度的影響

取5mL離心分離液置于50mL容量瓶中，加入蒸餾水，定容至刻度，搖勻，分別于直射光照、室內(nèi)散光照射和避光條件下放置0min、20、40、60、80 h，觀察溶液的顏色并比較吸光度變化情況。

1.4.4 氧化劑、還原劑對紫藍草紫色素吸光度的影響

取5mL離心分離液置于50mL容量瓶中，分別加入蒸餾水、0.1%Na2SO3、0.1%H2O2溶液，定容至刻度，搖勻，放置0、0.5、1、2、3、24、48、72 h，觀察溶液的顏色并比較吸光度變化情況。

1.4.5 金屬離子對紫藍草紫色素吸光度的影響

取5mL離心分離液置于50mL容量瓶中，分別加入含0.1%Na+、Fe3+、Zn2+、Cu2+離子的溶液，定容至刻度，搖勻，放置0、30、60、120、180min，觀察溶液的顏色并比較吸光度變化情況。

2 結果與討論

2.1 紫藍草紫色素的吸收光譜

在可見光波長范圍內(nèi)，在480 nm處有穩(wěn)定的最大吸收峰，如圖1所示。故該試驗采用480 nm作為測定波長。

圖1 紫藍草紫色素最大吸收波長的測定Fig.1 Determination on the maximum absorption wavelength of Peristrophe roxburghiana Purpurin

2.2 不同pH對紫藍草紫色素吸光度的影響

在pH=1～14范圍內(nèi)紫色素溶液呈透明狀態(tài)，在酸性及中性溶液中為紫紅色，吸光度變化較小，pH＞9時，顏色開始變深，吸光度變化較大，說明紫色素溶液在堿性條件下穩(wěn)定性較差，實驗結果如圖2所示。

圖2 pH對紫藍草紫色素吸光度的影響Fig.2 Effect of pH on the absorbance of Peristrophe roxburghiana red pigments

2.3 溫度對紫藍草紫色素吸光度的影響

在試驗加熱時間范圍內(nèi)溫度對紫藍草紫色素的基本沒有影響，說明紫藍草紫色素耐熱性比較好，結果如圖3所示。

圖3 溫度對紫藍草紫色素吸光度的影響Fig.3 Effect of temperature on the absorbance of Peristrophe roxburghiana red pigments

2.4 光照對紫藍草紫色素吸光度的影響

在試驗范圍內(nèi)，紫藍草紫色素在直射光、室內(nèi)散光、避光條件下吸光度變化不大，可見紫藍草紫色素有較好的耐光性，結果如圖4所示。

圖4 光照對紫藍草紫色素吸光度的影響Fig.4 Effect of light on the absorbance of Peristrophe roxburghiana red pigments

2.5 氧化劑、還原劑對紫藍草紫色素吸光度的影響

過氧化氫使紫色素溶液吸光度變小，且濃度越大，影響效果越明顯，說明紫藍草紫色素抗氧化性較差，在使用過程中注意防止氧化，以保持紫色素的穩(wěn)定性。加入Na2SO3后，紫色素在72 h內(nèi)的吸光度基本沒有變化。說明紫色素的抗還原能力較強，結果如圖5所示。

表5氧化劑對紫藍草紫色素吸光度的影響Fig.5 Effect of oxidants and reducing agents on the absorbance of Peristrophe roxburghiana red pigments

2.6 金屬離子對紫藍草紫色素吸光度的影響

分別在紫色素水溶液中加入Na+、Fe3+、Zn2+、Cu2+后紫色素的吸光度有一定的變化，F(xiàn)e3+使紫色素水溶液的吸光度變小，說明Fe3+對紫色素的穩(wěn)定性有影響。而Na+、Zn2+、Cu2+離子對紫色素的穩(wěn)定性影響不大。由于金屬離子本身的顏色使紫色素的水溶液發(fā)生了一些變化。其中，F(xiàn)e3+和Cu2+影響最大，加入Fe3+后色素溶液由淺紫紅色變?yōu)辄S褐色，而加入Cu2+后溶液變?yōu)樽霞t色中帶綠色，添加Na+對紫色素色調(diào)沒有影響，添加Zn2+后溶液顏色加深，可見Zn2+對溶液有增色作用，結果如圖6所示。

圖6 金屬離子對紫藍草紫色素吸光度的影響Fig.6 Effect of metal ions on the absorbance of Peristrophe roxburghiana red pigments

3 結論

紫藍草紫色素是一種水溶性色素，也易溶于乙醇，在酸性和中性溶液中穩(wěn)定，溫度和光照對其穩(wěn)定性沒有影響，抗氧化能力弱，還原劑對其沒有影響，F(xiàn)e3+對紫色素的穩(wěn)定性有影響。而Na+、Zn2+、Cu2+離子對紫色素的穩(wěn)定性沒有影響。紫藍草紫色素具有較好的開發(fā)和應用前景。

[1]黃燮才.實用(一)中草藥原色圖譜[M].南寧:廣西科學技術出版社,1993:400-401

[2]江蘇新醫(yī)學院.中草藥大辭典(上)[M].上海:上海科學技術出版社,1985:1000-1001

[3]韋玉芳.天然五色粽子的研制[J].廣西輕工業(yè),2010(10):16-18,63

[4]蔣紅芝,義崇寬,劉貴云,等.超聲波水提紅藍草紅色素工藝條件的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2011,39(13):7721-7722,7774

[5]義崇寬,蔣紅芝.紅藍草紅色素的微波提取工藝研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2011,39(35):21785－21786

[6]蔣紅芝,義崇寬,嚴壯苗,等.紅藍草紅色素穩(wěn)定性的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2011,39(24):14993-14995

[7]蔣紅芝,義崇寬,范務彩,等.微波提取紅藍草紫色素工藝研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學,2011,50(21):4463-4464,4468

Stability of Purpurin of Peristrophe Roxburghiana

LONG Jin-qiao，XIE Yu-qi
（Department of Chemistry and Life Science，Baise University，Baise533000，Guangxi，China）

Taking 70%ethand as solvent，the purpurin were extracted from Peristrophe roxburghian by using ultrasonic assisted extraction.the stability of the pigment at various pH，temperature，light，oxidants，reducing agents and various metal ions conditions were detected.The results showed that，the purpurin were soluble easily in water and ethanol，stable in acidic and neutral solution，temperature，illuminationand reductive agen has no effect on its stability，weaker antioxidant capacity，F(xiàn)e3+had a certain impact on the stability of Purpurin，Na+，Zn2+，Cu2+had no effect on the stability of the Purpuri.

Peristrophe roxburghiana；purpurin；stability

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.010.018

2013-12-09

國家自然科學基金項目資助（41163007）；廣西教育廳科研項目資助（200911MS229）

隆金橋（1970—），男（壯），副教授，研究生，主要從事有機化學教學與研究工作。