黑果枸杞色素穩(wěn)定性的研究

馮小雨，燕雪瑩，張雅潔，韓 軍

(1.吉林醫(yī)藥學院公共衛(wèi)生學院,吉林 吉林 132013;2.空軍工程大學門診部,陜西 西安 710051)

黑果枸杞(LyciumruthenicumMurr.)是一種茄科枸杞屬多棘刺灌木，果實為紫黑色、球狀，是西北地區(qū)所特有的、亟待開發(fā)和利用的一種獨特的藥食兩用植物資源[1]。其植株藥用價值廣闊，在解熱止咳，滋補強壯、益精助陽、明目等方面具有強效。黑果枸杞色素為暗紅色，易溶于水和極性溶劑，屬于珍稀的花色苷類色素，有較強的浸染能力，是一種良好的天然色素資源[2-3]。黑果枸杞色素具有清除自由基、抗氧化、抗疲勞、抗腫瘤、延緩衰老，以及防治糖尿病、降血壓血脂、保護心血管、預防動脈粥樣硬化等作用[4]。

傳統(tǒng)的水浴加熱提取色素存在耗能大，時間長，易破壞色素穩(wěn)定性等諸多不足。超聲輔助提取是近年來發(fā)展的新型提取技術，是利用超聲波的強振動、強攪拌、高加速度作用使天然產(chǎn)物有效成分進入溶劑的時間縮短，得到多種成分的混合提取液，再將此提取液用適當措施進行分離、精制、純化等處理，得到所需的化學成分單體，以便進行更好地分析研究。該研究方法可以實現(xiàn)高效、快速提取細胞內容物且提取溶液雜質較少[5-7]。因此本實驗選用超聲輔助有機溶劑對黑果枸杞色素進行提取，采用紫外分光光度法對黑果枸杞色素的吸收光譜進行定性測定，測定了不同pH值、溫度、光照條件對黑果枸杞中色素穩(wěn)定性的影響；以及在還原劑、氧化劑、防腐劑、金屬離子、蔗糖等存在的條件下對色素穩(wěn)定性的影響，了解黑果枸杞中花苷類色素的最佳存在條件，為其更深入研究及其相關功能產(chǎn)品的開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

黑果枸杞(青海諾木洪黑枸杞農場提供)、氯化鉀、硫酸銅、無水乙醇、硫酸鋅、苯甲酸鈉、雙氧水、結晶硫酸鎂、無水亞硫酸鈉、硫酸亞鐵。

FA1104N型電子天平(上海精密科學儀器公司)，DK-98-Ⅱ電熱恒溫水浴鍋(天津泰斯特儀器有限公司)，UV-1800型紫外可見分光光度計(日本島津)，KQ-100DB型數(shù)控超聲清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。

1.2 黑果枸杞樣品的前處理

將成熟的黑果枸杞樣品放置于50 ℃的恒溫干燥箱內進行烘干處理，取出冷卻后，用粉碎機將其粉碎成粉末并過40目篩，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 黑果枸杞色素的穩(wěn)定性研究

1.3.1溶解性測定

分別取蒸餾水、95%乙醇溶液、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、10%HCl溶液、10%NaOH溶液、石油醚、四氯化碳各10 mL,于室溫下分別溶解0.01 g黑果枸杞色素樣品，觀察各溶解狀況，并對色素的溶解性進行判斷。

1.3.2溶色素的顏色反應

配制濃度為0.75%的色素水溶液100 mL，取5 mL分別裝入14支潔凈試管內，利用0.5 mol/L的HCl溶液和0.5 mol/L的NaOH溶液調節(jié)色素水溶液的酸堿度值，配制成不同pH(pH=1～14)的色素水溶液，搖勻后觀察并記錄色素水溶液的顏色變化。

1.3.3光照對色素穩(wěn)定性的影響

配制濃度為0.75%的色素水溶液、pH為3的酸性色素水溶液各100 mL，分別裝入3支25 mL具塞試管內，分別放置于室內自然光、遮光處和紫外燈下(距離20 cm)照射一段時間。每隔2 d定時取樣，在紫外可見光波長范圍內測定其最大吸光度值，并觀察記錄顏色的變化。

1.3.4氧化劑對黑果枸杞色素穩(wěn)定性的影響

選用H2O2為氧化劑，并配制不同濃度的H2O2黑果枸杞色素水溶液，在室溫放置一段時間后，對其進行吸光度值測定，記錄其最大吸光度值，并與同濃度未經(jīng)氧化處理的黑果枸杞色素水溶液進行最大吸光度值的對比，分析氧化劑對其色素穩(wěn)定性作用產(chǎn)生的影響。

1.3.5還原劑對色素穩(wěn)定性的影響

以Na2SO3作為還原劑，配制濃度為6.25×10-3、12.5×10-3、25×10-3、50×10-3mol/L的Na2SO3色素水溶液，分別用移液槍取75 μL色素濃縮液至5支10 mL潔凈試管內，分別用蒸餾水和不同濃度的還原劑溶液定容至刻度，搖勻后測定其最大吸光度值并記錄。通過與同濃度未經(jīng)還原劑處理的黑果枸杞色素水溶液進行最大吸光度值的對比，分析還原劑對其色素穩(wěn)定性作用產(chǎn)生的影響。

1.3.6防腐劑對黑果枸杞色素穩(wěn)定性的影響

以在食品工業(yè)中常見的防腐劑苯甲酸鈉為例，分別配制濃度為1×10-3、2×10-3、3×10-3、4×10-3mol/L的色素水溶液。搖勻后對不同濃度組分別測定其最大吸光度值，通過與相同濃度未經(jīng)防腐劑處理的色素水溶液進行最大吸光度值比較，分析防腐劑對其色素穩(wěn)定性作用產(chǎn)生的影響。

1.3.7蔗糖對黑果枸杞色素定性的影響

分別配制濃度為1%～9%不同濃度蔗糖的等量色素水溶液于試管中，在紫外可見光波長范圍內對其進行光程掃描，記錄最大吸光度值。

1.3.8金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響

取適量三氯化鐵(FeCl3·6H2O)、氯化鉀(KCl)、硫酸鋅(ZnSO4·7H2O)、硫酸鎂(MgSO4·7H2O)、氯化鈉(NaCl)、硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)、氯化鈣(CaCl2)、硫酸銅(CuSO4·5H2O)，分別配制不同濃度金屬離子Fe3+、Zn2+、K+、Na+、Mg2+、Fe2+、Cu2+、Ca2+的色素水溶液，測定其最大吸光度值，觀察各金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響。

1.3.9溫度對黑果枸杞色素穩(wěn)定性的影響

配制pH=3.0濃度為0.75%的色素水溶液，分別放置在20、40、60、70 ℃條件下的恒溫水浴鍋，恒溫水浴4 h，每隔30 min取樣一次，冷卻至室溫后，測定其最大吸收波長處(545 nm)的吸光度值，分析熱對色素穩(wěn)定性的影響。

2 結 果

2.1 黑果枸杞溶解性測定

黑果枸杞色素為暗紅色，易溶于水、乙醇、甲醇、丙酮等有機溶劑，顏色為紫紅色；易溶于10%HCl、10%NaOH溶液等極性溶劑，微溶于四氯化碳，不溶于乙酸乙酯、石油醚，故該色素在水和極性溶劑中溶解性較好，屬于水溶性色素。

2.2 pH值對黑果枸杞色素顏色的影響

在pH 1～14之間黑果枸杞色素顏色會發(fā)生不同變化，在pH值小于4.0的強酸性溶液中，色素溶液為紫紅色；當pH值在4.0～10.0時色素溶液由紫紅色逐漸變淺至青黃色，當pH大于10.0時，色素顏色逐漸變成黃色。

2.3 光照對黑果枸杞色素穩(wěn)定性的影響

酸性(pH 3.0)黑果枸杞色素水溶液在遮光處放置8 d后，穩(wěn)定性相對室內自然光照較好，其吸光度值下降30%左右，室內自然光下降約41%，而紫外光照射條件下吸光度值下降約44%，但溶液顏色依然為紫紅色。而未經(jīng)酸護色處理的色素水溶液，顏色由紫紅色褪色較快，直至淡粉色。由此可見，酸對黑果枸杞色素有一定的護色作用；強光照和紫外光在一定程度上會對黑果枸杞色素產(chǎn)生不利影響。

2.4 氧化劑對黑果枸杞色素穩(wěn)定性的影響

隨著氧化劑H2O2濃度升高，其色素的吸光度值在逐漸下降，色澤逐漸消退，這表明果枸杞色素耐氧化能力較差，其在使用時應盡量避免與氧化性強的物質相接觸。

2.5 還原劑對黑果枸杞色素穩(wěn)定性的影響

還原劑Na2SO3對黑果枸杞色素穩(wěn)定性的影響不顯著，隨著還原劑濃度的升高，測定各濃度的吸光度值逐漸減小，色素溶液在濃度為50×10-3mol/L的Na2SO3中的吸光度值為0 mol/L時的75%左右，顏色變?yōu)辄S綠色。考慮到本實驗所選還原劑濃度較高，因此該色素對還原劑的耐受性較高。

2.6 防腐劑對黑果枸杞色素穩(wěn)定性的影響

實驗觀察到色素水溶液顏色均為紫紅色，吸光度值并無明顯變化。由此可知，防腐劑苯甲酸鈉對色素的吸光度和顏色均無不良影響，而且還有增色作用。

2.7 蔗糖對黑果枸杞色素穩(wěn)定性的影響

實驗表明，隨著蔗糖濃度的增加，吸光度值出現(xiàn)增加的現(xiàn)象，溶液顏色依然為紫紅色且顏色稍加深。由此可知，蔗糖對黑果枸杞色素色澤無不良影響，而且有增色作用。

2.8 金屬離子對黑果枸杞色素穩(wěn)定性的影響

實驗表明，金屬離子Zn2+、Mg2+、Ca2+、K+、Na+對色素的穩(wěn)定性均無不良影響，而Fe2+、Fe3+、Cu2+使色素的吸光度值減小，且顏色也發(fā)生了變化，表明Fe2+、Fe3+、Cu2+對黑果枸杞色素產(chǎn)生了不良影響。

2.9 溫度對黑果枸杞色素穩(wěn)定性的影響

在一定溫度條件下，色素溶液吸光度值與時間的關系呈直線關系，成負相關；但在較低溫度進，色素水溶液的吸光度值變化不大，所以黑果枸杞色素在酸性(pH 3.0)條件下對熱有一定耐受性，但溫度不宜過高。結果見圖1。

3 討 論

黑果枸杞色素在自然光照條件下的穩(wěn)定性較差，遮光處的穩(wěn)定性相對較好，而紫外光對其破壞性更嚴重，因此保存該色素時應當避光保存。由于還原劑和防腐劑對色素的穩(wěn)定性沒有破壞作用，故色素在加入防腐劑或蔗糖條件下可以長時間保存待用。鐵、銅制品對黑果枸杞色素的穩(wěn)定性具有破壞作用，所以在色素的制備和使用過程中應盡量避免與鐵、銅類金屬接觸，以免破壞色素的穩(wěn)定性。李進[8]等對黑果枸杞色素穩(wěn)定性進行研究，通過吸光度值間接表示色素的含量，結果表明溫度、強光照及氧化劑會對色素的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。本實驗結果與前人研究理論相擬合，證明利用分光光度法研究黑果枸杞色素的穩(wěn)定性是可靠的。