香花崖豆藤花瓣色素提取及其穩(wěn)定性研究

摘要：通過(guò)單因素試驗(yàn)，探討了香花崖豆藤花瓣色素的最佳提取條件，并對(duì)色素的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，香花崖豆藤花瓣色素的最佳提取條件為：乙醇體積分?jǐn)?shù)80%、回流溫度60 ℃、回流時(shí)間90 min。香花崖豆藤花瓣色素在較強(qiáng)的酸性環(huán)境中（pH值≤5）呈紫紅色，在微酸性環(huán)境中（pH值=6）呈淺紅色，在中性及堿性環(huán)境中（pH值=7～8）呈暗藍(lán)色，在強(qiáng)堿性環(huán)境中（pH值≥9）呈暗黃色。香花崖豆藤花瓣色素在自然光照下穩(wěn)定；還原劑、食品添加劑、葡萄糖、蔗糖、食鹽及金屬離子Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Mg2+、Cu2+、Co2+、Al3+、Pb2+等對(duì)香花崖豆藤花瓣色素沒(méi)有明顯的影響；KMnO4、Fe2+、Sn2+離子對(duì)香花崖豆藤花瓣色素有一定的褪色作用，F(xiàn)e3+影響色素穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：香花崖豆藤；花瓣；色素；提?。恍再|(zhì)

中圖分類號(hào)： R284.2；TS264.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2014）01-0218-03

收稿日期：2013-06-07

基金項(xiàng)目：國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金（編號(hào)：12XMZ033）。

作者簡(jiǎn)介：何可群（1971—），女，云南云龍人，碩士，副教授，主要研究方向?yàn)榉治龌瘜W(xué)、藥用植物學(xué)。E-mail：hekequn2004@163.com。食用色素是用于食品著色的一種食品添加劑，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥及日化產(chǎn)品等行業(yè)。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展，大多數(shù)合成色素被證明有不同程度的毒性，加之人們健康意識(shí)的提高，合成食用色素的使用逐漸受到限制，而天然食用色素由于安全性高且兼有一定的營(yíng)養(yǎng)和藥理作用而受到重視[1]。從植物中提取、開(kāi)發(fā)天然食用色素已經(jīng)成為科技工作者研究的熱點(diǎn)之一。在成功開(kāi)發(fā)的植物色素中，有不少來(lái)源于藥用植物，如紫蘇、接骨木果、烏飯樹(shù)果、決明子等[2]。香花崖豆藤 （Millettia dielsiana Harms ex Diels ）是豆科崖豆藤屬多年生藤本植物，其藤莖可代雞血藤入藥，別稱山雞血藤、大巴豆、山胡豆，分布在我國(guó)華南、西南、華中等地，具有行血補(bǔ)血，通經(jīng)活絡(luò)，強(qiáng)筋骨的功效，主要用于風(fēng)濕痹痛的治療[3]。已有的研究表明香花崖豆藤的化學(xué)成分主要是蕓薹甾醇、豆甾醇、谷甾醇、木栓酮、雞血藤醇、蒲公英賽酮及多種異黃酮類化合物[4-8]。目前國(guó)內(nèi)外還未見(jiàn)有關(guān)香花崖豆藤花瓣色素的研究報(bào)道，香花崖豆藤花瓣及其酸性乙醇水溶液呈紫紅色，具有開(kāi)發(fā)為天然色素的潛力。為此，本研究對(duì)香花崖豆藤花瓣色素的提取條件及穩(wěn)定性進(jìn)行研究，以便為香花崖豆藤花瓣色素的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用提供科學(xué)依據(jù)。

1材料和方法

1.1材料

香花崖豆藤花瓣采自貴州省貴陽(yáng)市花溪區(qū)。

主要試劑與儀器：乙醚、丙酮、乙酸乙酯、無(wú)水乙醇、檸檬酸、苯甲酸鈉、EDTA、NaCl、葡萄糖、蔗糖、NaOH、濃HCl、維生素C、Na2SO3、KMnO4、CaCO3、MnSO4·H2O、ZnSO4·7H2O、KCl、NaCl、FeSO4·7H2O、MgSO4、CuSO4·5H2O、SnCl2·2H2O、CoSO4·7H2O、Al2（SO4）3·18H2O、Pb（NO3）2、FeCl3等均為分析純；756PC紫外﹣可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）、METTLERAE240電子分析天平（上海天平儀器廠）、數(shù)顯恒溫水浴鍋（常州博遠(yuǎn)試驗(yàn)分析儀器有限公司）、PHS-2F型數(shù)字pH計(jì)（上海雷磁儀器廠）。

1.2方法

1.2.1香花崖豆藤花瓣色素提取劑的選擇分別稱取0500 g香花崖豆藤花瓣置于25 mL比色管中，依次加入 25 mL 乙醚、乙酸乙酯、丙酮、無(wú)水乙醇、60%乙醇水溶液、02%HCl-60%乙醇水溶液、0.2%HCl-無(wú)水乙醇、0.2%HCl-丙酮、0.2%HCl- H2O試劑，密塞，室溫下放置24 h，觀察色素提出情況并測(cè)定吸光度以便確定色素提取的適宜溶劑。

1.2.2香花崖豆藤花瓣色素的提取參照文獻(xiàn)[9-18]中的方法，精確稱取香花崖豆藤花瓣1.000 g，按固液比1 ∶30加入一定體積分?jǐn)?shù)（20%、40%、60%、80%、99.5%）的0.2%HCl-乙醇水溶液，在一定溫度（30、50、60、80、90 ℃）的水浴中回流提取一定時(shí)間（30、60、90、120、150 min）。冷卻后過(guò)濾，用蒸餾水定容至50mL，搖勻備用。取適量上述色素提取液，以香花崖豆藤花瓣0.2%HCl-60%乙醇水提取液（pH值≈2）的最大吸收波長(zhǎng)530 nm為測(cè)定波長(zhǎng)，測(cè)定吸光度，以吸光度作為衡量色素提取率的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.2.3香花崖豆藤花瓣色素的穩(wěn)定性檢測(cè)參照文獻(xiàn)[9-18]中的方法。

1.2.3.1酸度對(duì)香花崖豆藤花瓣色素穩(wěn)定性的影響精確量取最佳條件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液25.00 mL，共11份，分別調(diào)節(jié)pH值為1～11，用相應(yīng)pH值的蒸餾水定容至50 mL，觀察色素提取液的顏色并用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)在400～650 nm波長(zhǎng)處掃描。

1.2.3.2氧化劑、還原劑及防腐劑對(duì)香花崖豆藤花瓣色素穩(wěn)定性的影響精確量取最佳條件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液25.00 mL，共15份，分為3組（每組5份），各組分別加入200 mg/L 的KMnO4、Na2SO3及苯甲酸鈉溶液0.500、100、1.50、2.00、2.50 mL，用蒸餾水定容至50 mL，搖勻，靜置2 h，在530 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

1.2.3.3食品添加劑對(duì)香花崖豆藤花瓣色素穩(wěn)定性的影響精確量取最佳條件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液2500 mL，共15份，分為3組（每組5份），各組分別加入100 g/L的維生素C、EDTA、檸檬酸溶液0.500、1.00、1.50、200、2.50 mL，用蒸餾水定容至50 mL，搖勻，靜置2 h，在 530 nm 波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

1.2.3.4葡萄糖、食鹽及蔗糖對(duì)香花崖豆藤花瓣色素穩(wěn)定性的影響精確量取最佳條件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液25.00 mL，共15份，分為3組（每組5份），各組分別加入0.500、1.00、1.50、2.00、2.50 g葡萄糖、食鹽及蔗糖，用蒸餾水定容至50 mL，搖勻，靜置2 h，在530 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

1.2.3.5金屬離子對(duì)香花崖豆藤花瓣色素穩(wěn)定性的影響精確量取最佳條件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液 25.00 mL，共13份，分別加入pH值為2、金屬離子質(zhì)量濃度為 500 mg/L 的Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Cu2+、Sn2+、Co2+、Al3+、Pb2+等溶液10.00 mL，以 pH值=2 的水溶液定容至50 mL，搖勻，分別在0、24、48、72 h時(shí)，測(cè)定530 nm處的吸光度。

2結(jié)果與分析

2.1香花崖豆藤花瓣色素的最佳提取條件

2.1.1香花崖豆藤花瓣色素提取劑的選擇由表1可知香花崖豆藤花瓣色素易溶于酸性乙醇水溶液中。

表1香花崖豆藤花瓣色素色素溶解性

溶劑1顏色1吸光度（D）乙醚1無(wú)色1乙酸乙酯1無(wú)色1丙酮1無(wú)色1無(wú)水乙醇1無(wú)色160%乙醇1無(wú)色10.2%HCl-60%乙醇1紫紅色10.9330.2%HCl-無(wú)水乙醇1紫紅色10.6450.2%HCl-丙酮1淺紅色10.1320.2%HCl-H2O1紫紅色10.752

2.1.2乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)香花崖豆藤花瓣色素提取率的影響在水浴溫度60 ℃、提取時(shí)間60 min的條件下，研究乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)香花崖豆藤花瓣色素提取率的影響。由圖1可知，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加，香花崖豆藤花瓣色素提取液吸光度先增加后減小，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為80%時(shí)，色素提取液吸光度最大。這可能是由于乙醇體積分?jǐn)?shù)過(guò)高對(duì)色素造成了迫害使得吸光度降低[9]，因此，乙醇體積分?jǐn)?shù)以80%為佳。

2.1.3提取時(shí)間對(duì)香花崖豆藤花瓣色素提取率的影響在乙醇體積分?jǐn)?shù)80%、水浴溫度60 ℃的條件下，研究提取時(shí)間對(duì)香花崖豆藤花瓣色素提取率的影響。由圖2可知，隨著回流提取時(shí)間的增加，香花崖豆藤花瓣色素提取液吸光度逐漸增加，當(dāng)回流提取時(shí)間超過(guò)90 min后，色素提取液吸光度明顯下降，因此提取時(shí)間選90 min為佳。

2.1.4提取溫度對(duì)香花崖豆藤花瓣色素提取率的影響在乙醇體積分?jǐn)?shù)80%、提取時(shí)間90 min的條件下，研究提取溫度對(duì)香花崖豆藤花瓣色素提取率的影響。由圖3可知，隨著回流提取溫度的升高，香花崖豆藤花瓣色素提取液吸光度逐漸增加，但溫度超過(guò)60 ℃后吸光度減小，提取溫度以60 ℃為佳。

2.2香花崖豆藤花瓣色素的穩(wěn)定性

2.2.1酸度對(duì)香花崖豆藤花瓣色素穩(wěn)定性的影響表2的試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明酸度對(duì)香花崖豆藤花瓣色素的影響較大，在較強(qiáng)的酸性環(huán)境中色素呈現(xiàn)鮮艷的紫紅色，此時(shí)色素提取液的最大吸收峰為530 nm左右；當(dāng)酸度下降到pH值=6時(shí)，色素提取液變?yōu)闇\紅色；當(dāng)酸度下降到pH值=7～8時(shí)，色素提取

表2酸度對(duì)香花崖豆藤花瓣色素的影響

pH值1λmax（nm）1顏色1.015251紫紅2.015301紫紅3.015301紫紅4.015301紫紅5.015301紫紅6.015301紫紅7.015901暗藍(lán)8.015901暗藍(lán)9.01—1暗黃10.01—1暗黃11.01—1暗黃

液變?yōu)榘邓{(lán)色，最大吸收峰紅移到590 nm附近。說(shuō)明香花崖豆藤花瓣色素對(duì)pH值具有依賴性[17]，適于在酸性環(huán)境中使用。

2.2.2氧化劑、還原劑及防腐劑對(duì)香花崖豆藤花瓣色素穩(wěn)定性的影響由圖4可知，隨著加入的KMnO4質(zhì)量濃度的增大，香花崖豆藤花瓣色素提取液吸光度逐漸減小，但色素提取液顏色沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明氧化劑對(duì)香花崖豆藤花瓣色素有一定影響，而苯甲酸鈉及Na2SO3對(duì)色素吸光度及顏色基本沒(méi)有影響。

2.2.3食品添加劑對(duì)香花崖豆藤花瓣色素穩(wěn)定性的影響由圖5可知，隨著維生素C、檸檬酸及EDTA質(zhì)量濃度的增大，色素提取液顏色及吸光度沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明食品添加劑對(duì)香花崖豆藤花瓣色素沒(méi)有明顯影響。

2.2.4葡萄糖、食鹽及蔗糖對(duì)香花崖豆藤花瓣色素穩(wěn)定性的影響由圖6可知，葡萄糖、蔗糖對(duì)香花崖豆藤花瓣色素顏色及吸光度沒(méi)有明顯影響。

2.2.5自然光及金屬離子對(duì)香花崖豆藤色素穩(wěn)定性的影響由圖7可知，沒(méi)有添加金屬離子的色素溶液（對(duì)照）在自然光下放置 72 h 后吸光度沒(méi)有明顯下降，顏色沒(méi)有明顯改變，說(shuō)明香花崖豆藤花瓣色素對(duì)自然光穩(wěn)定；加入金屬離子后香花崖豆藤花瓣色素吸光度較對(duì)照溶液的吸光度有一定程度的減小，在自然光下放置72 h后吸光度沒(méi)有明顯下降，顏色沒(méi)有明顯改變，說(shuō)明Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Mg2+、Cu2+、Co2+、Al3+、Pb2+等離子對(duì)香花崖豆藤花瓣色素沒(méi)有較大的影響；添加Fe2+離子后色素吸光度較對(duì)照有所下降，顏色變淺；而添加Sn2+離子后色素吸光度較對(duì)照有所下降，顏色變?yōu)樽霞t色，說(shuō)明Fe2+、Sn2+離子對(duì)香花崖豆藤花瓣色素穩(wěn)定性有一定的影響；而加入Fe3+離子的溶液顏色立即變?yōu)榘迭S色，說(shuō)明Fe3+影響香花崖豆藤花瓣色素的穩(wěn)定性。這可能是由于Sn2+、Fe2+及Fe3+與色素形成金屬絡(luò)合物的原故[17]。

3結(jié)論和討論

香花崖豆藤在我國(guó)南方地區(qū)資源豐富，也是民間常用藥，但迄今為止，其資源還未得到有效的開(kāi)發(fā)利用。本研究首次對(duì)香花崖豆藤花瓣色素的提取條件及其穩(wěn)定性進(jìn)行研究，結(jié)果表明香花崖豆藤花瓣色素最佳提取條件為：乙醇體積分?jǐn)?shù)80%、提取溫度60 ℃、提取時(shí)間90 min。香花崖豆藤花瓣色素在自然光照下放置72 h后顏色及吸光度沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明色素對(duì)自然光穩(wěn)定；色素提取液在強(qiáng)酸性環(huán)境中呈現(xiàn)鮮艷的紫紅色，在微酸近中性環(huán)境中呈淺紅色，在堿性環(huán)境中呈現(xiàn)暗藍(lán)色，這說(shuō)明香花崖豆藤花瓣色素對(duì)酸度具有依賴性；氧化劑對(duì)香花崖豆藤花瓣色素穩(wěn)定性有輕微的影響，而還原劑、防腐劑、食品添加劑、食鹽、蔗糖及葡萄糖等對(duì)香花崖豆藤花瓣色素顏色沒(méi)有明顯影響，說(shuō)明色素對(duì)它們的耐受力強(qiáng)；金屬離子Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Mg2+、Cu2+、Co2+、Al3+、Pb2+等對(duì)香花崖豆藤花瓣色素沒(méi)有明顯的影響；Fe2+、Sn2+離子對(duì)香花崖豆藤花瓣色素有一定的褪色作用，而Fe3+會(huì)使色素顏色變?yōu)榘迭S色而影響色素穩(wěn)定性。試驗(yàn)表明香花崖豆藤花瓣色素對(duì)常用食品添加劑以及金屬離子等都有較強(qiáng)的耐受力，作為食用色素開(kāi)發(fā)具有一定的價(jià)值。研究結(jié)果為香花崖豆藤花瓣色素的開(kāi)發(fā)及利用提供了一定的科學(xué)依據(jù)。

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