日本晚櫻果實紅色素穩(wěn)定性研究

侯義龍，錢文丹，郭銀銀，倪天澤，王慧敏，田 雨，劉 怡

（大連大學 生命科學與技術學院 生命科學工作室，遼寧 大連 116622）

日本晚櫻果實紅色素穩(wěn)定性研究

侯義龍，錢文丹，郭銀銀，倪天澤，王慧敏，田 雨，劉 怡

（大連大學 生命科學與技術學院 生命科學工作室，遼寧 大連 116622）

本文以日本晚櫻的果實為提取材料，用pH 3乙醇提取其紅色素。通過在不同條件下日本晚櫻果實紅色素吸光度變化的研究，探討了其在不同pH、光照、溫度、容器和食品添加劑環(huán)境條件下的穩(wěn)定性。結果表明：日本晚櫻紅色素的最大吸收波長為535 nm；pH值小于4時日本晚櫻紅色素的穩(wěn)定性好；鐵和不銹鋼容器顯著影響紅色素的穩(wěn)定性；光照強度超過800 LUX，照射3 h以上，紅色素的吸光度顯著下降；60 ℃以上的溫度對日本晚櫻紅色素液穩(wěn)定性影響顯著；60 mg/mL及以上的蔗糖濃度對紅色素穩(wěn)定性有顯著影響；Nacl、VC對日本晚櫻紅色素穩(wěn)定性均無顯著影響。

日本晚櫻；紅色素；穩(wěn)定性

0 引言

日本晚櫻（Prunus lannesiana），別稱―重瓣櫻花”，薔薇科櫻花屬植物，果實近球形，直徑約1 cm，成熟時由紅色變紫黑色[1-3]。

食用色素是食品添加劑的重要組成部分，它不僅廣泛用于食品工業(yè)以改善食品的色澤，增進人們對美的享受，而且廣泛應用于醫(yī)藥和化妝品方面[4]。食用色素通常分為天然色素和合成色素，合成色素由于具有著色力強，色澤鮮艷，穩(wěn)定性好，無臭無味，品質均一，易于溶解和拼色，以及成本低廉等一系列優(yōu)點，曾一度被廣泛應用。但隨著毒理學和分析技術的不斷發(fā)展，合成色素對人體健康的危害越來越引人注目，不少合成色素相繼從各國許可使用的名單中刪除[5]。因此，利用無毒無害的天然物質提取食用色素，是當今世界的新趨勢[6]。

日本晚櫻果實紅色素是一種廉價易得、使用方便、富含紅色素的天然植物色素。本實驗以日本晚櫻果實為材料，利用紫外分光光度法系統(tǒng)研究其紅色素的穩(wěn)定性，為該色素的開發(fā)利用提供科學依據[7,8]。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器和試劑

1.1.1 實驗材料

日本晚櫻成熟果實取自大連大學櫻花林，放置于4℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.1.2 實驗儀器與試劑

V-560型紫外可見分光光度計（日本），SPX-250B-Z恒溫箱，pH計，水浴鍋，照度計等。無水乙醇、鹽酸、氫氧化鈉、VC、蔗糖、氯化鈉。

1.2 試驗方法

1.2.1 日本晚櫻紅色素的提取

稱取日本晚櫻果肉100 g，放入1000 mL pH3的酸化無水乙醇溶液中，用封口膜封好，放于60 ℃水浴鍋中浸提2 h。用多層紗布多次過濾，放置4 ℃冰箱保存[9-11]。

1.2.2 日本晚櫻紅色素的吸收光譜

取三份紅色素液，用V-560型紫外可見分光光度計，在400～700 nm波長范圍內掃描。

1.2.3 pH對紅色素的影響

取10份紅色素液，分別放入pH值1到10試管中，觀察顏色的變化，并測定其吸光度，分析pH值對日本晚櫻紅色素的影響。

1.2.4 溫度對日本晚櫻紅色素的影響

將紅色素液放于具塞試管中分別置于恒溫(20、30、40、60、80、100℃)條件下2 h后，放于暗處靜置冷卻并測定吸光度，每一溫度設3個重復。分析溫度對日本晚櫻紅色素穩(wěn)定性的影響。

1.2.5 光強對日本晚櫻紅色素的影響

取紅色素溶液分別在不同光強（1200、800、600、300LUX、室內自然光）分別放置2h、3h、4h、4.5h、5h后測其吸光度，分析光照強度對日本晚櫻紅色素的影響。

1.2.6 食品添加劑對日本晚櫻紅色素的影響

分別用紅色素液配制食鹽的濃度為 0、5、10、15、20、30（mg/mL），蔗糖的濃度為0、5、15、30、45、60（mg/mL），VC 的濃度為0、0.5、1、2.5、5、7.5、10（mg/mL），放置一夜后測其吸光度。分析常用食品添加劑對日本晚櫻紅色素穩(wěn)定性的影響[12,13]。

1.2.7 容器對日本晚櫻紅色素穩(wěn)定性的影響

取紅色素液在不同容器（玻璃、塑料、陶瓷、鐵、鋁、不銹鋼）中分別放置10 h、24 h、3 d、5 d、10 d后，測其吸光度，分析容器對日本晚櫻紅色素的影響。

2 結果與分析

2.1 日本晚櫻果實紅色素吸收光譜

由圖1可見日本晚櫻紅色素最大吸收波長為535 nm。

圖1 日本晚櫻果實紅色素吸收光譜

2.2 pH對日本晚櫻紅色素穩(wěn)定性的影響

該色素在pH＞4時顏色發(fā)生改變，在堿性條件下逐漸趨于綠色，而在pH＜4的條件下放置一夜后顏色和提取時一樣鮮艷，呈深紅色。因此該色素適宜在pH＜4的條件下使用，此時紅艷，如表1。

表1 不同pH值時溶液的吸光度

2.3 溫度對日本晚櫻紅色素穩(wěn)定性的影響

生物統(tǒng)計學分析表明，溫度在 60℃以上紅色素穩(wěn)定性差異達到顯著水平。從 60℃開始，紅色素液顏色隨著溫度的升高逐漸變淺，因此日本晚櫻紅色素液不宜在60℃以上的溫度下使用，如表2。

2.4 食品添加劑對日本晚櫻紅色素穩(wěn)定性的影響

本實驗對常用的三種食品添加劑NaCl、VC、蔗糖對日本晚櫻紅色素穩(wěn)定性的影響進行了研究，結果見表3-5。

生物統(tǒng)計學分析表明：NaCl和VC在國標的不同濃度下對日本晚櫻紅色素穩(wěn)定性影響不顯著。60 mg/ml及以上的蔗糖濃度對紅色素穩(wěn)定性有顯著影響，所以添加劑中蔗糖濃度應該小于60 mg/mL。

表2 不同溫度色素液的吸光度

表3 不同濃度NaCl紅色素液吸光度

表4 不同濃度VC色素液吸光度

表5 不同濃度蔗糖色素液吸光度

2.5 光強對色素穩(wěn)定性的影響

生物統(tǒng)計學分析表明，光強超過800LUX，照射3 h以上，紅色素的吸光度顯著改變，說明該日本晚櫻紅色素不適合在上述條件下儲存，見表6。

表6 不同時間及光強下紅色素液吸光度

2.6 容器對日本晚櫻色素穩(wěn)定性的影響

生物統(tǒng)計學分析表明，陶瓷、塑料、玻璃、鋁等容器對紅色素穩(wěn)定性無影響，而鐵容器放置10 h后對紅色素穩(wěn)定性影響顯著，不銹鋼放置120 h后紅色素吸光度顯著降低，見表7。

表7 不同容器與時間下紅色素吸光度

3 結論

綜合以上研究結果，我們認為，日本晚櫻紅色素適宜使用的條件是：pH小于4；溫度不高于60℃；蔗糖濃度小于60 mg/mL；800 LUX以上光照強度，照射時間不超過3 h；陶瓷、玻璃、塑料、鋁等容器可用來貯存日本晚櫻紅色素液，而不應使用鐵和不銹鋼容器貯存；食鹽、VC可以在含有日本晚櫻紅色素的食品中使用。

參考文獻：

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[2] 張靈靈, 蔣細旺. 2個日本晚櫻品種組織培養(yǎng)和快繁技術研究[J]. 西南林業(yè)大學學報, 2015, 35(4): 27-31.

[3] 劉志雄, 王瑩, 呂小蒙, 等. 日本晚櫻花器官特征基因ClAP1的克隆與表達分析[J]. 園藝學報, 2010, 37(4): 649-654.

[4] 楊麗華, 陳曉光. 天然色素的資源開發(fā)和應用研究進展[J].中國食品與營養(yǎng), 2010(6): 13-16.

[5] 郭清泉, 陳煥欽. 功能性食用天然色素[J]. 中國食品添加劑, 2003(1): 49-52.

[6] 宛甜. 野生毛櫻桃SSR遺傳多樣性和遺傳結構分析[J]. 西北植物學報, 2013, 33(8): 1544-1550.

[7] 翁仕洋, 成露露, 查文, 等. 日本晚櫻葉揮發(fā)油化學成分的GC-MS分析[J]. 安徽農業(yè)科學, 2013, 41(7): 3111-3112.

[8] HB WANG, MG NAIR, GM STRASBURG, et al. Study on the nutritive composition of prunus tomentosa [J]. J. Nat.Prod., 2009, 62(2): 294-296.

[9] 趙彥杰. 樹脂法提取毛櫻桃紅色素的研究[J]. 食品科學,2007, 28(9): 219-223.

[10] 郭元平, 蘇丹, 夏曉歡, 等. 東北毛櫻桃紅色素的提取及穩(wěn)定性研究[J]. 化學與生物工程, 2006(7): 36-37.

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[12] HA JUNG, HY CHUNG, JH JUNG, et al. Species analysis of five trace elements in trolius chinensis [J]. Chemical Pharmaceutical Bulletin, 2004, 52(1): 157 -159.

[13] 王靜, 孫寶國. 食品添加劑與食品安全[J]. 科學通報,2013, 58(26): 2619-2625.

Study on the Stability of Fruit Red Pigment ofPrunus Lannesiana

HOU Yi-long, QIAN Wen-dan, GUO Yin-yin, NI Tian-ze, WANG Hui-min, TIAN Yu, LIU Yi
(College of Life Science and Technology, Dalian University, Dalian 116622, China)

In this study the fruit ofPrunus lannesianawas chosen as experimental materials, red pigment was extracted with pH 3 ethanol. The stability of fruit red pigment ofPrunus lannesianawas studied by the change of absorbance under different conditions of pH, light, temperature, container and food additives. The results showed that the maximum absorption wavelength of fruit red pigment ofPrunus lannesianawas 535 nm, when pH value is less than 4 the fruit red pigment ofPrunus lannesianawas stable, These elements or conditions affected the stability of fruit red pigment significantly as follows: the iron and stainless steel containers, light intensity over 800LUX with irradiation more than 3h, temperature over 60℃, concentration of sucrose not less than 60 mg/mL, meanwhile Nacl,VC had no influence on the stability of the fruit red pigment.

Prunus lannesiana; red pigment; stability

S662.5

A

1008-2395(2017)03-0039-04

2016-09-02

遼寧省自然科學基金指導性項目（20170540035）；大連市科技計劃項目（2015E21SF014）；大連大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（2015259）。

侯義龍（1963-），男，博士，教授，研究方向：植物生物技術。