赤蘚紅合成色素穩(wěn)定性的研究

李 建 晴

(晉中學(xué)院 化學(xué)化工系，山西 晉中 030619)

引言

赤蘚紅一種食用合成色素，結(jié)構(gòu)如圖1所示，常用于食品加工制品和飲料的著色[1]，大量使用會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生一定的危害[2]。食品配料中ET合成色素的用量不應(yīng)超過允許最大使用量0.05 g·kg-1[3]。文章以ET合成色素為分析基準(zhǔn)物，就緩沖溶液pH、氧化還原劑、常用食品添加劑及常見的多種金屬離子等因素對(duì)ET合成色素穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)其性質(zhì)有所了解，為其檢測(cè)提供一些理論依據(jù)[4-7]。

圖1 赤蘚紅的結(jié)構(gòu)

1. 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑圖1赤蘚紅的結(jié)構(gòu)

TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)；pHS-2ST數(shù)顯酸度計(jì)(上海天達(dá)儀器有限公司)；V1200分光光度計(jì)(上海美譜達(dá)儀器有限公司)。

ET合成色素(天津多福源實(shí)業(yè)有限公司)配制0.1 g·L-1的儲(chǔ)備液，用時(shí)稀釋；0.1 mol·L-1檸檬酸與0.1 mol·L-1磷酸氫二鈉緩沖溶液，酸度計(jì)上準(zhǔn)確測(cè)定其pH；檸檬酸、苯甲酸鈉、山梨酸鉀，分別配制10.0 g·L-1的溶液使用；K2Cr2O7配制1.00 g·L-1的溶液使用，30%的H2O2稀釋成3.0%的溶液使用；NaNO2、Na2SO3分別配制1.00 g·L-1的溶液使用；D(+)-葡萄糖、蔗糖，分別配制2.00 g·L-1的溶液使用；NaCl、KCl、CuCl2·2H2O、ZnCl2、MgCl2·6H2O、CaCl2·2H2O、Al2(SO4)3·18H2O、FeCl3·6H2O配制0.5 g·L-1的Na+、K+、Cu2+、Zn2+、Mg2+、Ca2+、Al3+、Fe3+溶液使用；所用試劑均為分析純；實(shí)驗(yàn)用水一次蒸餾水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 ET合成色素吸收光譜的測(cè)定

吸取2.0 mLET合成色素儲(chǔ)備液，于10 mL比色管中，蒸餾水稀釋至刻度。在TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)上，450～600 nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃描其吸收光譜。1 cm比色皿，溶劑參比。

1.2.2 pH對(duì)ET合成色素吸收光譜的影響

8支10 mL比色管，加2.0 mLET合成色素儲(chǔ)備液，5 mL不同pH的緩沖溶液，蒸餾水定容，酸度計(jì)上準(zhǔn)確測(cè)定其準(zhǔn)確pH。TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)上，掃描其吸收光譜，確定各pH下ET合成色素溶液的最大吸收波長(zhǎng)λmax。

1.2.3氧化還原劑對(duì)ET合成色素穩(wěn)定性的影響

取5組各6支10 mL比色管，分別入0.0 mL，0.2 mL，0.4 mL，0.6 mL，0.8 mL，1.0 mL的各氧化還原劑溶液，準(zhǔn)確加入2.5 mL的ET合成色素儲(chǔ)備液，蒸餾水定容，在V1200分光光度計(jì)上，1 cm比色皿，溶劑參比，λ=526 nm處分別測(cè)其在暗處放置120 min時(shí)的吸光度A。

1.2.4 食品添加劑、糖類對(duì)ET合成色素穩(wěn)定性的影響

取5組各6支10 mL比色管，前3組分別入0.0 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.0 mL的檸檬酸、苯甲酸鈉和山梨酸鉀溶液；另2組分別入0.0 mL、0.04 mL、0.08 mL、0.12 mL、0.16 mL、2.0 mL的葡萄糖、蔗糖溶液；準(zhǔn)確加入2.5 mL的ET合成色素儲(chǔ)備液，蒸餾水定容。V1200分光光度計(jì)上，1 cm比色皿，溶劑參比，λ=526 nm處分別測(cè)其在暗處放置60 min時(shí)的吸光度A。

1.2.5 金屬離子對(duì)ET合成色素溶液穩(wěn)定性的影響

吸取2.5 mLET合成色素儲(chǔ)備液于10 mL比色管中，加入1.0 mL濃度為0.5 g·L-1實(shí)驗(yàn)的各種金屬離子溶液，蒸餾水定容。V1200分光光度計(jì)上，λmax=526 nm處測(cè)定在暗處放置60 min的吸光度A。

2. 結(jié)果與分析

2.1 ET合成色素的吸收光譜

依據(jù)實(shí)驗(yàn)方法1.2.1掃描ET合成色素溶液的吸收光譜(圖2)。結(jié)果表明：ET合成色素在450～600 nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)有吸收，其最大吸收波長(zhǎng)λmax=526 nm，與文獻(xiàn)結(jié)論相符。

2.2 ET合成色素在不同pH條件下的λmax

依據(jù)實(shí)驗(yàn)方法1.2.2，在450～650 nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃描不同pH緩沖體系ET合成色素溶液的吸收光譜，確定不同pH條件下ET合成色素溶液的λmax，結(jié)果見表1。

表1 ET合成色素在不同pH緩沖體系溶液的λmax

結(jié)果表明，加入緩沖溶液的pH值在2.55～9.02的范圍內(nèi)變化時(shí)，ET合成色素溶液的λmax=526～528 nm，說明ET合成色素溶液在酸度pH=2～9的范圍內(nèi)能穩(wěn)定存在。

圖2 ET吸收光譜

2.3 還原劑對(duì)ET合成色素穩(wěn)定性的影響

依據(jù)實(shí)驗(yàn)方法1.2.3，當(dāng)ET合成色素溶液濃度為0.025 g·L-1時(shí)，加入不同量的還原劑，在λmax=526 nm處分別測(cè)定ET合成色素溶液避光放置120 min的吸光度A，并計(jì)算保存率，結(jié)果見表2。

表2 還原劑對(duì)ET合成色素溶液穩(wěn)定性的影響(CET=0025 g·L-1)

結(jié)果表明，在0.025 g·L-1的ET合成色素溶液中加入不同濃度的NaNO2和Na2SO3溶液，ET合成色素的吸光度與空白相比變化不大，避光放置120 min，加入NaNO2的保存率為99.04%～104.1%，加入Na2SO3的保存率為99.29%～101.4%，可見還原劑的存在對(duì)ET合成色素穩(wěn)定性影響不大，還原劑的存在可以抑制空氣和水中的一些氧化性物質(zhì)的影響，使得ET合成色素溶液在放置中吸光度略有增大。

2.4 氧化劑對(duì)ET合成色素溶液穩(wěn)定性的影響

依據(jù)實(shí)驗(yàn)方法1.2.3，當(dāng)ET合成色素溶液濃度為0.025 g·L-1時(shí)，加入不同量的氧化劑，在λmax=526 nm處分別測(cè)定ET合成色素溶液避光放置120 min的吸光度A，并計(jì)算保存率，結(jié)果見表3。

表3 氧化劑對(duì)ET穩(wěn)定性的影響(CET=0025 g·L-1)

結(jié)果表明：ET合成色素體系中加適量的K2Cr2O7(0.02～0.1 g·L-1)，避光放置120 min，ET合成色素溶液的吸收光譜沒有明顯的變化，溶液顯示有褪色，保存率在99.04%～95.19%之間變化，當(dāng)K2Cr2O7濃度達(dá)到0.1 g·L-1時(shí)，保存率減小到95.19%，說明K2Cr2O7的強(qiáng)氧化性在濃度較大，放置時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)對(duì)ET合成色素有一定的氧化褪色作用。

ET合成色素體系中加適量的H2O2(0.06%～0.3%)，避光放置120 min，ET合成色素溶液的吸收光譜沒有明顯的變化，保存率在99.77%～99.07%之間變化，H2O2氧化性較弱，又有一定的還原性，可以擬制水中和空氣中的氧化性物質(zhì)對(duì)ET合成色素的氧化褪色作用，可見ET合成色素對(duì)H2O2穩(wěn)定性較好。

2.5食品添加劑、糖類對(duì)ET合成色溶液素穩(wěn)定性的影響

依據(jù)實(shí)驗(yàn)方法1.2.4，當(dāng)ET合成色素濃度為0.025 g·L-1時(shí)，加入不同量的各食品添加劑和糖類物質(zhì)溶液，在λmax=526 nm處分別測(cè)定ET合成色素溶液避光放置60 min的吸光度A，結(jié)果見表4及圖3、圖4。

表4 食用酸、食品添加劑對(duì)ET穩(wěn)定性的影響(避光60 min后A)

結(jié)果表明：在0.025 g·L-1的ET合成色素溶液中，檸檬酸(0.2～1.0 g·L-1)存在時(shí)，ET合成色素溶液顯著褪色，吸光度減小，對(duì)ET合成色素溶液的穩(wěn)定性有顯著影響；山梨酸鉀、苯甲酸鈉、蔗糖、葡萄糖在所測(cè)定濃度范圍內(nèi)，對(duì)ET合成色素溶液無明顯影響。因此使用ET合成色素時(shí)，應(yīng)盡量避免同檸檬酸同時(shí)使用。

2.6 金屬離子對(duì)ET合成色素溶液穩(wěn)定性的影響

依據(jù)1.2.5的實(shí)驗(yàn)方法，當(dāng)ET合成色素溶液濃度為0.025 g·L-1時(shí)，加入0.05 g·L-1的幾種金屬離子，在λ=526 nm處測(cè)定含不同金屬離子，ET合成色素溶液避光放置60 min后的吸光度A，見表5。

表5 金屬離子對(duì)ET合成色素溶液穩(wěn)定性的影響(CET=0.025 g·L-1，CM=0.05 g·L-1)

結(jié)果表明：K+、Na+、Cu2+、Zn2+、Ca2+、Mg2+存在時(shí)，ET合成色素溶液穩(wěn)定性較好。保存率在95.62%～99.07%之間變化，二價(jià)離子Cu2+、Zn2+、Ca2+、Mg2+對(duì)ET合成色素溶液的影響大于一價(jià)離子K+、Na+，Cu2+有一定的氧化性影響又較大。三價(jià)離子Al3+、Fe3+的加入，使得ET合成色素溶液的吸收光譜變化較大一些，保存率為92.40%～93.78%，可見三價(jià)離子對(duì)ET合成色素溶液的影響大于二價(jià)離子，說明電荷數(shù)高的金屬離子共存時(shí)，對(duì)色素ET合成色素的穩(wěn)定性影響較大，為后續(xù)的研究提供了一些依據(jù)。