雞血藤紅色素的提取與基本性質分析

許 潤，劉建華，楊廣成，李計龍，楊迺嘉,*

(1.貴州大學生命科學學院，貴州 貴陽 550025；2.貴州省生物技術研究開發(fā)基地，貴州 貴陽 550002)

雞血藤紅色素的提取與基本性質分析

許 潤1，劉建華2，楊廣成1，李計龍1，楊迺嘉2,*

(1.貴州大學生命科學學院，貴州 貴陽 550025；2.貴州省生物技術研究開發(fā)基地，貴州 貴陽 550002)

探討雞血藤紅色素的最佳提取溶液，定性定量光、溫度、pH值、氧化還原介質對紅色素穩(wěn)定性的影響。結果表明，雞血藤紅色素最佳提取溶劑為65%酸性乙醇(pH1.8)，且色素為非花色苷類色素。室內自然光對色素影響不大，該紅色素在20～60℃具有較好的穩(wěn)定性，對氧化劑、還原劑反應敏感。

雞血藤；紅色素；理化性質；穩(wěn)定性

近年來，研究發(fā)現合成色素大多具有慢性毒性和致癌作用，嚴重危害人類健康[1]，而絕大多數天然色素不但無害無毒，還具有食品本身的色澤、促進食欲、增加消化液的分泌，對人體有醫(yī)療和保健作用[2]。因此，尋找和開發(fā)更多的天然色素已 成為食用色素發(fā)展的必然趨勢[3]。植物色素大多為花青素類、番茄紅素類、胡蘿卜素類、黃酮類化合物，是一類生物活性物質，是植物藥和保健食品中的功能性有效成分[4]。這些色素可發(fā)揮增強人體免疫機能、抗氧化、降低血脂等輔助作用；日常食用可發(fā)揮營養(yǎng)強化的輔助作用及抗氧化作用[5]。

雞血藤紅色素是一種安全、無毒副作用以及兼有營養(yǎng)和藥用保健功能的天然食用色素。雞血藤為豆科植物密花豆的干燥藤莖，苦、甘、溫，歸肝、腎經。具有活血、通絡功效，可治療月經不調、血虛萎黃、麻木癱瘓、風濕痹痛等癥。雞血藤或雞血藤組方常被現代中醫(yī)臨床上用于治療由放化療、血液系統(tǒng)疾病等原因引起的白細胞、血小板及紅細胞減少性疾病[6]。目前，對其的深入研究尚未見報道。本實驗對雞血藤紅色素的提取工藝，穩(wěn)定性及其基本性質進行了較詳細的考察分析，為后續(xù)雞血藤食用色素的開發(fā)應用奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

雞血藤采購自廣西，經貴陽中醫(yī)學院張榮川教授鑒定為豆科植物密花豆(Spatholobus suberectusDunn)的干燥藤莖。

無水乙醇、95%乙醇 天津化學試劑公司；硫酸、檸檬酸、碳酸鈉、氯化鈉、硫酸鋇 國藥試劑公司。

JJ2000B型電子天平 常熟雙杰測試儀器廠； KW-2A型電熱恒溫水浴鍋 北京長源實驗設備廠；R-210型旋轉蒸發(fā)儀 瑞士Bchi公司；TU-1810PC型紫外分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司。

1.2 色素提取工藝

1.2.1 色素提取溶劑選擇

分別采用不同溶劑，以紫外吸光度為指標，對雞血藤紅色素提取工藝進行優(yōu)化。稱取1.0g雞血藤粗粉加25mL不同溶劑(0.2%檸檬酸、蒸餾水、自來水、95%乙醇、無水乙醇、pH1.8的65%乙醇)浸提24h過濾定容至原體積，離心分離，觀察記錄各色素液顏色、紫外吸光度。

1.2.2 色素的提取與純化

稱取雞血藤細粉(200目)4.0g，加入100mL 65%酸性乙醇(pH1.8)，浸提24h。過濾浸提液，加多倍量乙醇使醇濃度為70%，除去多糖，蛋白質等雜質，離心分離，濃縮[7]。制得原液進行以下理化實驗。

1.3 色素的定性分析

1.3.1 光譜分析

以65%酸性乙醇50mL，稀釋原液。設定掃描波長范圍為200～700nm測定并記錄最大吸收波長λmax。

1. 3.2 色素液顏色反應

將濃縮色素液與濃硫酸、三氧化鐵反應，考察此色素的理化性質。

1.3.3 色素的溶解性

常溫下取少量色素濃縮液分別加入不同溶劑，觀察色素在不同液相中的溶解情況。

1.3.4 色素的穩(wěn)定性

1.3.4.1 光穩(wěn)定性

配制相同濃度色素液于室溫避光、室溫24h光照、室溫、自然光條件下放置21d，每3d測1次最大吸收波長處的吸光度，并目測色素液顏色變化。

1.3.4.2 熱穩(wěn)定性

配制相同濃度色素液各置于室溫、40、60、 80、100℃水溶液中加熱100min每20min分別取樣，冷卻后測定最大吸收波長處的吸光度并觀察溶液顏色變化。

1.3.4.3 抗氧化還原性

以3% H2O2溶液為氧化劑，3% Na2SO3溶液為還原劑配制等量色素液，于室溫條件下放置100min，每隔20min測定一次吸光度(A)，并目測溶液顏色變化。

1.3.4.4 pH值對其穩(wěn)定性的影響

分別取10mL雞血藤紅色素原液，用5mol/L HCl溶液和2mol/L NaOH溶液，調pH值分別為1、3、5、7、9、11、13，測定吸光度(A)，并目測溶液顏色變化。

在處理省級政府規(guī)章與部門規(guī)章的關系時，省級政府規(guī)章的主要任務是與同級地方性法規(guī)、自治條例和單行條例的銜接與細化，避免對相關事項與部門規(guī)章作出重復性、沖突性規(guī)定，但是為了執(zhí)行省級地方性法規(guī)(經濟法規(guī))和自治條例或者單行條例，可以作出與部門規(guī)章不同規(guī)定。如果行政機關依據省級政府規(guī)章作出的行政行為不利于相對人權利保護，引發(fā)部門規(guī)章與省級政府規(guī)章之間對同一事項的不同規(guī)定適用問題時，根據《立法法》第95條第1款第3項規(guī)定提請國務院裁決。

1.3.4.5 金屬離子對其穩(wěn)定性的影響

取等量色素液，分別加入等體積的金屬離子溶液，空白加入等體積蒸餾水，振蕩，靜置過夜，觀察顏色變化，并測定吸光度。

1.3.5 不同批次雞血藤紅色素吸光度的比較

稱取3批不同雞血藤原藥材1.0g；加65%酸性乙醇定容至25mL，浸提24h；浸提液過濾，各取1mL雞血藤紅色素原液，分別稀釋至10mL，測定λmax為452nm處的吸光度。

2 結果與分析

2.1 色素提取溶劑優(yōu)選

表1 色素提取溶劑的優(yōu)選Table 1 Optimization of pigment extraction

從表1可看出，6號提取液經稀釋100倍后其吸光度(A)仍可達0.136，色素含量明顯高出其他提取液；從表2可知，不同提取劑中紅色素的顏色變化。如果運用于產業(yè)化，可以考慮使用自來水[8]。但出于實驗室條件下提取效果的考慮，選擇6號提取劑即酸性65%乙醇(pH1.8)。

表2 不同提取溶劑中雞血藤紅色素的顏色變化Table 2 Color changes of Millettia reticulata red pigment in different extraction solvents

2.2 色素定性分析

2.2.1 光譜分析

圖1 雞血藤紅色素光譜掃描圖Fig.1 Ultraviolet scanning diagram of Millettia reticulata red pigment

由圖1可知，雞血藤紅色素在pH1.8、65%乙醇條件下的紫外區(qū)有兩個強烈的吸收峰，即在280nm左右和245nm左右，在可見光區(qū)454nm處也有一個吸收峰。本實驗選擇454nm為吸收波長進行后續(xù)實驗。查閱相關文獻以及圖譜，發(fā)現這與常見的花色苷類色素的吸收峰不同，初步判斷是一種未知的色素類型。

2.2.2 色素液顏色反應

表3 色素的顏色反應Table 3 Color reactions of pigment

植物色素顏色反應比較結果見表3，其與濃H2SO4反應顯紅色，與FeCl3反應有棕褐色絮狀沉淀，在酸性介質中反應顯紅色，在堿性介質中顯深紅色，故可初步推斷雞血藤紅色素不屬于黃酮類花色苷化合物。

2.3 色素的溶解性

溶解試驗結果表明雞血藤色素可溶于水、酸性乙醇、無水乙醇、甲醇、乙酸等溶劑，不溶于乙酸乙酯、丙三醇、石油醚、苯、氯仿、乙醚等溶劑，屬于水溶性色素類。

2.4 色素的穩(wěn)定性分析

2.4.1 色素液的光穩(wěn)定性

圖2 光照對紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.2 Effect of light on stability of red pigment

由圖2可知，光照對雞血藤紅色素有一定影響，隨著光照時間的延長，顏色變深，吸光度增大。其中，持續(xù)太陽光照的影響最大，而在室內自然光下色素降解的幅度不大，15d之后呈現一定的穩(wěn)定趨勢，較好的保存條件是室內避光保存，色素液在實驗時間內色澤基本保持不變。

2.4.2 色素液的熱穩(wěn)定性

圖3 溫度對紅色素穩(wěn)定性的影響Fig. 3 Effect of temperature on stability of red pigment

由圖3可知，在實驗時間內，隨著溫度的升高，吸光度隨之變大，雞血藤紅色素原液的顏色也逐漸變深。但在20～60℃，其吸光度變化不明顯，即此色素在20～60℃時對熱具有較好的穩(wěn)定性。在80～100℃條件下吸光度大幅變化，顏色明顯加深，這與天然色素在低溫時性質一般較穩(wěn)定，加熱或高溫可加快變色反應的特點相符合。故此色素液應放置于低溫或室溫環(huán)境中貯放。

2.4.3 氧化還原劑對色素液穩(wěn)定性的影響

圖4 氧化劑和還原劑對色素穩(wěn)定性的影響Fig.4 Effect of oxide-reducing agent on stability of red pigment

由圖4可知，氧化劑、還原劑對雞血藤紅色素均有一定的降解作用，隨著時間的增長，降解程度越深，顏色逐漸變淺。總的看來，雞血藤紅色素有一定的抗氧化還原性。

2.4.4 pH值對色素液穩(wěn)定性的影響

圖5 pH值對色素穩(wěn)定性的影響Fig.5 Effect of pH value on stability of red pigment

由圖5可以看出，隨pH值增大吸光度先降低而后升高；由表4可以看出，顏色也由深至淺再變深。雞血藤紅色素在不同pH值條件下的顯色性質與花色苷類色素截然不同。

表4 pH值對色素顏色的影響Table 4 Effect of pH value on color of pigment

2.4.5 金屬離子對色素液穩(wěn)定性的影響

表5 金屬離子對紅色素穩(wěn)定性的影響Table 5 Effects of metal ions on stability of red pigment

由表5可知，從溶液顏色變化來看，加Fe3+使其顏色變深并產生絮狀沉淀，對色素影響最大。因此，不宜用鐵器盛裝色素溶液；而K+、Mg2+、Zn2+、Na+、Mn2+、Ba2+等離子對色素的影響不明顯?？偟目磥恚蠖鄶到饘匐x子對雞血藤紅色素的穩(wěn)定性無明顯影響。

2.5 不同批次雞血藤紅色素吸光度的比較

表6 不同批次雞血藤紅色素吸光度的比較Table 6 Comparison on absorbance of different batches of red pigment

由表6可以看出，不同批次的原藥材紅色素的含量有一定差異，這種差異是無序的。因此，盡量選用同一批次的藥材，可以保證紅色素提取測定的穩(wěn)定、準確。

3 結 論

由實驗結果可知，雞血藤紅色素含量豐富，最佳提取試劑為pH1.8的65%乙醇溶液，該色素不屬于常見的花色苷類化合物；光熱對其有一定影響，但只要不是強光持續(xù)照射，則該色素仍具有良好的穩(wěn)定性；在高溫80℃及以上溫度加熱，該色素顏色加深，故應避免陽光直射以及高溫；pH值對其有明顯的影響，在酸性條件下呈紅色，堿性條件下紅色加深；該色素對氧化劑和還原劑較為敏感，在實際應用中應盡量減少與這類物質接觸；金屬離子除Fe3+等個別離子外，都對此色素的穩(wěn)定性影響不大，應避免使用鐵器。雞血藤紅色素作為一種天然色素，有較好的穩(wěn)定性，可廣泛用于各類飲料酒類冷食的著色，有較好的應用前景。

[1] 趙桂紅, 姚鳳蓮. 藍靛果天然色素提取研究[J]. 食品研究與開發(fā),2005, 26(3): 106-107.

[2] 庫爾班江·巴拉提. 玫瑰花紅色素的提取及穩(wěn)定性研究[J]. 新疆師范大學學報: 自然科學版, 2006, 25(1): 52-55.

[3] 曹志榮. 食用色素與人體健康[J]. 化學世界, 1999(8): 446-447.

[4] 楊西岳. 天然植物色素的開發(fā)[J]. 天然產物分離, 2007, 5(1): 11-14.

[5] 陳栓虎, 王翠玲, 董發(fā)昕, 等. 柿子紅色素的提取及穩(wěn)定性研究[J].西北大學學報: 自然科學版, 2004, 34(6): 677-679.

[6] 韓麗平. 雞血藤化學成分研究[J]. 中國藥房, 2006, 17(20): 1596-1598.

[7] 馬自超, 龐業(yè)珍. 天然食用色素化學及生產工藝學[M]. 北京: 中國林業(yè)出版社, 1994: 32.

[8] 劉?；? 蔣麗芳, 裴正鈴, 等. 雞血藤紅色素穩(wěn)定性研究[J]. 檢驗醫(yī)學教育, 2007, 14(2): 46-47.

Red Pigment Extraction fromMillettia reticulataBenth and Physical and Chemical Properties of Pigment

XU Run1，LIU Jian-hua2，YANG Guang-cheng1，LI Ji-long1，YANG Nai-jia2,*
(1. College of Life Sciences, Guizhou University, Guiyang 550025, China；2. Guizhou Provincial Base of Biotechnology Research and Development, Guiyang 550002, China)

The red pigment was extracted fromMillettia reticulataBenth and the physical and chemical properties of red pigment fromMillettia reticulataBenth were investigated, the effects of light, temperature, pH value, oxide-reducing medium on pigment stability were studied. The results showed that the procedure of acid-alcohol extraction gave rather satisfactory results. The pigment does not belong to anthocyanins, and is stable below 20 － 60 ℃, but its resistance to oxide and reductant is not good.

Millettia reticulataBenth；red pigment；physical and chemical properties；stability

Q949.751.9；TS202.3

A

1002-6630(2012)10-0107-04

2011-04-17

貴州省科技成果轉化項目(黔科合成字[2008]5025)

許潤(1987—)，男，碩士，研究方向為中草藥制劑及其藥理。E-mail：runes617@yahoo.cn

*通信作者：楊迺嘉(1965—)，女，研究員，學士，研究方向為中草藥開發(fā)。 E-mail：khyangbiyu@163.com