紅繼木花色素提取工藝及其穩(wěn)定性的研究

劉曉珊

（廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院 廣東 廣州 510520）

色素是食品添加劑的一個(gè)重要組成部分。 食品色素分為合成色素和天然色素兩大類。 幾乎所有的合成色素都不能給人體提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),某些甚至?xí)：θ梭w健康,除一般毒性外,還有致突變與致癌作用[1]。 天然色素，色調(diào)比較自然，還具有一定營(yíng)養(yǎng)價(jià)值或藥理作用。 近幾年來(lái)，開(kāi)發(fā)和利用天然色素已成為世界食品行業(yè)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。

紅繼木（Loropetalum chinense Oliv）系金縷梅科繼木屬，為落葉或半落葉喬木或灌木，俗稱紅桎木。 花紅葉紅，花瓣帶狀條形，盛花時(shí)節(jié)艷麗奪目，一年內(nèi)能多次開(kāi)花，適應(yīng)性、萌發(fā)力強(qiáng)[2]，是常見(jiàn)的園藝栽培植物。 根、葉、花、果均可入藥，有解熱消炎、止血活血、止痛之效[3]。 紅繼木花色素是天然色素的優(yōu)良原料，有開(kāi)發(fā)和利用的廣闊前景。

1 材料與方法

1.1 材料

紅繼木花采自廣東省潮州市潮州大道。

1.2 儀器和試劑

S22 型分光光度計(jì)、 電子分析天平、 電熱恒溫水浴鍋、LGJ0.5 冷凍干燥機(jī)、干燥箱等。

無(wú)水乙醇、丙酮、乙醚、苯、甲醇、三氯甲烷、石油醚、苯甲酸鈉、氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、硫酸鎂、硫酸錳、硫酸銅、硫代硫酸鈉、雙氧水、檸檬酸、蔗糖、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、氯化銨、氨水、鹽酸等，以上試劑均為分析純。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1）提取劑的選擇

準(zhǔn)確稱取五份干花瓣,按料液比1：50（g：mL）,分別加入蒸餾水、無(wú)水乙醇、丙酮、乙醚、甲醇，室溫下浸提1h，觀察其浸提效果。

2）色素最佳提取條件的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[4]

先通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)確定最佳浸提劑的濃度、 料液比、提取時(shí)間和提取溫度，進(jìn)而采用L9（34）正交設(shè)計(jì)進(jìn)行選擇實(shí)驗(yàn)，綜合確定最佳提取條件。

3）色素的提取工藝流程

干花→粉碎→稱重→按最佳提取條件浸提→過(guò)濾→濾液冷凍干燥→色素膏

4）色素吸收光譜的測(cè)定

準(zhǔn)確取一定量的色素膏，配成濃度為0.2%的色素液在波長(zhǎng)450～600nm 處每隔10nm 測(cè)定其吸光值。

5）色素的穩(wěn)定性研究

測(cè)一定濃度的色素溶液在不同pH,不同光照時(shí)間及不同介質(zhì)中的光吸收值變化。 根據(jù)吸光值的變化情況，判斷各種因素對(duì)色素穩(wěn)定性的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取劑的選擇

經(jīng)試驗(yàn)得知蒸餾水無(wú)法浸提出色素，丙酮、乙醚、苯、甲醇使色素變色，無(wú)水乙醇提取效果最好，確定為提取劑。

2.2 色素最佳提取條件的確定

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)單因素試驗(yàn)確定最佳提取劑濃度為50%乙醇，料液比為1：20（g：mL）,浸提溫度為30℃，浸提時(shí)間為1h。在此基礎(chǔ)上以這4 個(gè)因素進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，確定最佳工藝組合，試驗(yàn)方案如表2 所示。

表2 色素提取工藝的因素水平表

由實(shí)驗(yàn)得出， 四個(gè)因素對(duì)提取率的影響為： 料液比＞溫度＞時(shí)間＞乙醇濃度，最佳組合為A2B1C2D1，而吸光度最高的組合為A1B1C1D1。 用以上兩種條件組合做對(duì)比試驗(yàn)[5], 結(jié)果得出正交試驗(yàn)最佳組合優(yōu)于1 號(hào)實(shí)驗(yàn)條件，故A2B1C2D1為最佳組合即乙醇濃度為50%，料液比為1：20（g：mL）,溫度為30℃，時(shí)間為0.5h。

2.3 色素的吸收光譜

由實(shí)驗(yàn)可知， 色素的最大吸收峰較平穩(wěn)， 位于530nm～540nm 處。 以后實(shí)驗(yàn)中均選定530nm 作為測(cè)定波長(zhǎng)。

2.4 色素的穩(wěn)定性

1）直射光對(duì)色素穩(wěn)定性的影響[6]

取7 支帶塞試管，各加入0.2%色素液5mL，置于太陽(yáng)光下，每隔1 小時(shí)取1 支試管置于暗處冷卻至常溫，測(cè)其吸光度，結(jié)果表明，直射光照射后色素吸光度有所下降，顏色由淺紅變?yōu)闇\橙紅色，說(shuō)明該色素耐光性較差。

2）pH 對(duì)色素穩(wěn)定性的影響

取14 支試管， 各加1mL0.5%色素液， 再分別加入不同pH 溶液4mL，以加蒸餾水為對(duì)照，暗處?kù)o置1h 后測(cè)定吸光度。 結(jié)果表明，色素在pH4.0～pH5.0 時(shí)最穩(wěn)定。 pH＜4.0 的溶液能使色素液顏色加深；pH＞5.0 時(shí)色素液隨pH 值的不同發(fā)生相應(yīng)的顏色變化， 我們?cè)趹?yīng)用時(shí)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)溶液的pH 值，得到不同顏色的色素液。

3）氧化劑、還原劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響

取9 支試管，各加入1mL0.5%的色素液，再分別加入蒸餾水或不同濃度的H2O2、Na2S2O34mL,暗處?kù)o置1h 后，測(cè)定它們的吸光度, 結(jié)果顯示H2O2和低濃度的Na2S2O3對(duì)色素穩(wěn)定性均無(wú)影響，高濃度使色素吸光度略有增大，但色素顏色未見(jiàn)加深。

4）金屬離子對(duì)色素穩(wěn)定性的影響

取21 支試管各加入0.5%的色素液1mL， 再分別加入不同的離子溶液4mL，暗處?kù)o置1h,測(cè)定吸光度。 結(jié)果顯示Na+和低濃度的K+、Mn2+對(duì)色素穩(wěn)定性沒(méi)影響； 高濃度的K+和Ca2+、Mg2+、Mn2+雖使色素液吸光度稍微增大，但未能使其顏色加深，說(shuō)明對(duì)色素穩(wěn)定性沒(méi)有影響。 Cu2+、Al3+對(duì)色素液有不良影響，Cu2+使色素液由原來(lái)的淺紅色變成淺棕色，Al3+使色素液變成橙色并伴有少量沉淀，故對(duì)色素的開(kāi)發(fā)利用時(shí)應(yīng)避免與這兩種離子接觸。

5）食品添加劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響

取10 支試管，各加入1mL0.5%色素液，再分別加入苯甲酸鈉、檸檬酸、蔗糖溶液4mL，暗處?kù)o置1h 后測(cè)其吸光度。 苯甲酸鈉使色素吸光度下降， 高濃度的蔗糖使吸光度增加，但變化極小， 說(shuō)明苯甲酸鈉和蔗糖均對(duì)色素穩(wěn)定性無(wú)影響；檸檬酸對(duì)色素有增色作用。

3 結(jié)論

3.1 色素最佳提取工藝為：提取劑50%乙醇，料液比1：20（g：mL），溫度30℃，浸提時(shí)間0.5h。

3.2 色素在較酸環(huán)境下穩(wěn)定，強(qiáng)酸能增加色素的色澤，適合用于酸性食品。

3.3 色素耐光性較弱；但色素的抗氧化性和抗還原性強(qiáng)。

3.4 Na+、Ca2+、 Mg2+、Mn2+對(duì)色素穩(wěn)定性沒(méi)影響，而Cu2+、Al3+有不良影響。

3.5 苯甲酸鈉、蔗糖對(duì)色素穩(wěn)定性沒(méi)影響，檸檬酸使色素增色，適合添加到酸味食品。

［1］吳晶，黃瀾，呂圭源.天然色素的藥理作用研究概況[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2005，16（9）：915－916.

［2］楊先芬.花卉文化與園林欣賞[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2005：526－528.

［3］王宏志.中國(guó)南方花卉[M].北京：金盾出版社，1998：123.

［4］張玉敏，郭艷華，陳義鋒.紫甘藍(lán)色素最佳提取工藝條件的研究[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，40（2）：209－212.

［5］王玉，李鳳娟，丁兆堂，等.利用殺青葉提取茶綠色素工藝研[J].茶葉，2005,31（2）：97－99.

［6］雷然，莊華梅，付惠.黃槐花黃色素的提取及性質(zhì)研究[J].食品科技，2006：178－180.