當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性研究

管海波，黃忠京，銀小玲，覃江克，梁敏，羅艷，楊瑞云，*

（1.藥用資源化學(xué)與藥物分子工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，廣西 桂林 541004；2.廣西民族大學(xué)化學(xué)與生態(tài)工程學(xué)院，廣西 南寧 530006；3.廣西醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，廣西 南寧 530021）

食用色素作為目前食品添加劑的一個(gè)重要組成部分，通常分為合成色素和天然色素兩大類?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)試驗(yàn)證明，長(zhǎng)期和過量使用合成色素對(duì)人體健康有一定的危害，部分合成色素還具有致癌、致毒、致畸、致瀉等作用[1-2]。而天然色素以其色香誘人、無毒無害、色調(diào)自然、口感甘純，同時(shí)具有生理保健等優(yōu)點(diǎn)，日益受到人們的青睞[3]。因此，尋找和開發(fā)更多的天然色素資源已成為食品工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

當(dāng)歸藤（Embelia parviflora Wall.）系紫金?？扑崽僮訉僦参?，主要分布在廣西、廣東、云南等地[4]。當(dāng)歸藤的根與藤供藥用，用于治療月經(jīng)不調(diào)、閉經(jīng)、白帶、萎黃病、不孕癥等婦科疾病，有當(dāng)歸的作用，因此得名。此外亦用于貧血、跌打損傷、骨折等癥狀[5-6]。廣西民間流傳有“誰人懂得篩其蔃，不愁不生養(yǎng)”之說。當(dāng)歸藤提取物呈鮮紅色，是一種較為理想的天然紅色素來源。本文以廣西產(chǎn)當(dāng)歸藤為主要原料，對(duì)該色素的穩(wěn)定性進(jìn)行研究，為食品工業(yè)開發(fā)和利用當(dāng)歸藤紅色素資源提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

當(dāng)歸藤2009年7月購于桂林藥材市場(chǎng)，晾干，粉碎。

無水乙醇、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、苯甲酸鈉、Na2SO3等均為市售分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

CARY-100紫外可見分光光度計(jì)：美國(guó)Varian公司；R-1001型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；BS/BT124S型電子天平：北京賽多利斯天平有限公司；HH-S型恒溫水浴鍋：鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；PHS-3C酸度計(jì)：上海雷磁儀器廠；醫(yī)用紫外燈：長(zhǎng)沙燈具廠。

1.3 方法

1.3.1 當(dāng)歸藤紅色素的提取

稱取一定量的當(dāng)歸藤，自然風(fēng)干，粉碎后用70%乙醇按料液比 1∶25（g/mL）在 70 ℃下浸提 140 min，減壓濃縮，即得到當(dāng)歸藤紅色素粗品。

1.3.2 當(dāng)歸藤紅色素的光譜特性

取一定量的色素粗品用70%乙醇稀釋一定倍數(shù)，室溫下用紫外可見分光光度計(jì)在波長(zhǎng)200 nm～600 nm范圍內(nèi)進(jìn)行光譜掃描，最大吸收峰為440 nm，從而確定440 nm波長(zhǎng)為測(cè)試波長(zhǎng)。

1.3.3 pH對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

用70%乙醇配制一定體積的色素溶液，以5 mol/L HCl和2mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)色素溶液的pH分別為1、3、5、7、9、11。3 h 后在波長(zhǎng) 440 nm 處測(cè)定其吸光度。

1.3.4 糖對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

用 50%乙醇配制成質(zhì)量濃度分別為 2、4、6、8、10 mg/mL的葡萄糖、蔗糖、麥芽糖溶液。取2 mL色素液于10 mL具塞比色管中，用不同濃度的葡萄糖、蔗糖、麥芽糖溶液定容至刻度，搖勻，室溫下放置5 h，以不加甜味劑的色素溶液作對(duì)照，測(cè)定色素溶液在440 nm處的吸光值，并目測(cè)其顏色變化情況。

1.3.5 光照對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

取一定體積的色素溶液，分別置于室內(nèi)暗處、室內(nèi)自然光下、40 W的紫外燈和室外太陽光下，每隔一段時(shí)間（0、2、4、6、8 h）后取樣，測(cè)其在 440 nm 波長(zhǎng)下的吸光度變化。

1.3.6 金屬離子對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

取8 mL色素溶液9份，分別加入2 mL濃度為1 mg/mL 的 Mg2+、K+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Cu2+、Zn2+、Na+、Pb2+溶液，對(duì)照組加入2 mL蒸餾水，混合均勻，靜置2 h后，測(cè)定在440 nm波長(zhǎng)下的吸光度。并觀察顏色變化情況。

1.3.7 氧化劑對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

以H2O2作為氧化劑，配制成濃度分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%的H2O2溶液。取當(dāng)歸藤色素提取液各5 mL，分別加入不同濃度的H2O2溶液1 mL，對(duì)照組中加入1 mL蒸餾水，再用70%乙醇稀釋至10mL，室溫下放置3h后，于440nm下測(cè)其吸光度，并目測(cè)其顏色變化情況。

1.3.8 還原劑對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

以Na2SO3作為還原劑，配制成濃度分別為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL 的 Na2SO3溶液。取當(dāng)歸藤色素提取液各5 mL，分別加入不同濃度的Na2SO3溶液1 mL，對(duì)照組中加入1 mL蒸餾水，再用70%乙醇稀釋至10 mL，室溫下放置3 h后，于440 nm下測(cè)其吸光度，并目測(cè)其顏色變化情況。

1.3.9 溫度對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

取等量色素溶液8份，分別置于30（室溫）、40、50、60、70、80、90、100 ℃的恒溫水浴中。1.5 h 后，在440 nm波長(zhǎng)下分別測(cè)定吸光值，并目測(cè)其顏色變化情況。

1.3.10 防腐劑對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

以苯甲酸鈉作為防腐劑，分別配制濃度為0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%的苯甲酸鈉色素溶液，室溫下放置2 h、4 h后，在440 nm波長(zhǎng)下分別測(cè)定其吸光度，并目測(cè)其顏色變化情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

不同pH對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見表1。

表1 pH對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Table 1 Effects of pH values on the stability of red pigment

由表1可知，隨著pH的增加，當(dāng)歸藤色素的紅色逐漸加深。在酸性條件下較穩(wěn)定，且色澤明亮，而在堿性條件下不穩(wěn)定，其原因可能是堿性條件改變了色素中發(fā)色基團(tuán)的結(jié)構(gòu)。因此當(dāng)歸藤紅色素的開發(fā)利用過程中，必須注意pH值的影響。

2.2 糖對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

糖對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見表2。

表2 糖對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Table 2 Effects of sugar on the stability of red pigment

由表2可知，隨著葡萄糖濃度的增加，吸光度值有所下降，但變化幅度很小，并且目測(cè)色素溶液顏色也基本保持不變，說明在此濃度范圍內(nèi)，葡萄糖對(duì)當(dāng)歸藤色素的穩(wěn)定性影響不大；蔗糖濃度在2 mg/mL～8 mg/mL，當(dāng)歸藤色素溶液的吸光值隨著蔗糖濃度的增加而緩慢增大，當(dāng)蔗糖濃度達(dá)到10 mg/mL時(shí)當(dāng)歸藤色素溶液的吸光度值變化較大，可能是高濃度的蔗糖使色素溶液體系發(fā)生了改變，因此在低濃度范圍內(nèi)蔗糖對(duì)當(dāng)歸藤色素具有一定的護(hù)色作用；隨著麥芽糖濃度的增加當(dāng)歸藤色素溶液的吸光值變化不明顯，顏色也基本無變化，說明在一定濃度范圍內(nèi)麥芽糖對(duì)當(dāng)歸藤色素?zé)o不良影響。

2.3 光對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

不同光照條件對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見圖1。

圖1 光對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.1 Effects of different time of light on the stability of red pigment

由圖1可知，在室內(nèi)黑暗處和室內(nèi)自然光下，色素色調(diào)及吸光度幾乎沒有變化，表明室內(nèi)暗處和室內(nèi)自然光對(duì)該色素的色澤和穩(wěn)定性均無明顯影響；紫外光照射下，吸光度隨著時(shí)間延長(zhǎng)先增大后減小，但總體變化幅度不大，因此，在該色素的制備過程中，可以用紫外光短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行殺菌；室外太陽光下，色調(diào)及吸光度變化較顯著，隨著太陽光照射時(shí)間的延長(zhǎng)，色素溶液吸光度值顯著增大，色素溶液顏色由紅色變?yōu)槌壬⑶页霈F(xiàn)渾濁現(xiàn)象，表明太陽光對(duì)色素穩(wěn)定性有顯著影響，所以在使用和儲(chǔ)備該色素時(shí)，應(yīng)盡量避免強(qiáng)光照射。

2.4 金屬離子對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

金屬離子對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見表3。

表3 金屬離子對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Table 3 Effects of metallic ions on the stability of red pigment

從表3可知，金屬離子對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響不盡相同。K+、Ca2+、Na+、從吸光度值和顏色上看差異均不明顯，說明這3種金屬離子對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性無不良影響。Zn2+使色素變成淡黃色，且吸光值顯著降低，說明Zn2+對(duì)當(dāng)歸藤紅色素具有降解作用。Mg2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響較大：Mg2+使色素變成淡黃色，并伴有淡黃色懸浮物；Fe3+使色素變成棕褐色，同時(shí)吸光值急劇升高；Al3+使色素變成淡黃色，且生成白色絮狀懸浮物；Cu2+使色素變成黃褐色，生成黃褐色絮狀懸浮物的同時(shí)，吸光值也急劇升高；Pb2+使色素變成淺褐色，并產(chǎn)生淺褐色絮狀懸浮物；其原因是由于這些金屬離子與色素發(fā)生了反應(yīng)，生成不溶性的鹽，因此該色素在生產(chǎn)和應(yīng)用中，應(yīng)盡量避免與這些金屬容器相接觸。

2.5 氧化劑對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

H2O2對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見表4。

由表4可知，H2O2濃度在0.1%～0.5%時(shí)當(dāng)歸藤色素溶液的吸光度逐漸增大，當(dāng)H2O2濃度超過0.6%時(shí)當(dāng)歸藤色素溶液吸光度逐漸降低，但總體上看吸光度變化幅度不大，并且目測(cè)色素溶液顏色也基本保持不變，維持在一個(gè)較穩(wěn)定的水平上。因此當(dāng)歸藤紅色素在低濃度的氧化劑中穩(wěn)定性較好，具有一定的抗氧化性。

表4 H2O2對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Table 4 Effects of hydrogen peroxide on the stability of red pigment

2.6 還原劑對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

Na2SO3對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見表5。

表5 Na2SO3對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Table 5 Effects of sodium sulfite on the stability of red pigment

由表5可知，隨著Na2SO3溶液濃度的增大，色素溶液的吸光度增大，在0.2 mg/mL～1.0 mg/mL濃度范圍內(nèi)吸光度變化幅度不顯著，顏色由暗紅色變?yōu)榧t色，說明Na2SO3溶液對(duì)當(dāng)歸藤色素穩(wěn)定性影響不大，同時(shí)也說明此色素具有一定的抗還原性，并且在一定程度上Na2SO3溶液對(duì)色素有增色作用。

2.7 溫度對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

溫度對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見圖2。

圖2 溫度對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.2 Effects of temperature on the stability of red pigment

由圖2可知，隨著溫度的升高，當(dāng)歸藤紅色素溶液的吸光度增大。當(dāng)溫度在70℃以下，溶液的顏色和吸光度變化不大，說明當(dāng)歸藤紅色素在低溫下較為穩(wěn)定；當(dāng)溫度超過80℃時(shí)，色素溶液的吸光度變化幅度較大，并且伴有混濁現(xiàn)象產(chǎn)生，這說明高溫對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性有一定的影響，因此在生產(chǎn)和應(yīng)用中應(yīng)避免高溫處理。

2.8 防腐劑對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

苯甲酸鈉對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見圖3。

圖3 苯甲酸鈉對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.3 Effects of sodium benzoate on the stability of red pigment

由圖3可以看出，2 h和4 h后的吸光度值變化均不顯著，色素色調(diào)也無明顯變化，說明防腐劑對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性基本沒有影響，可以添加作為色素防腐使用。

3 結(jié)論

通過以上研究表明，當(dāng)歸藤紅色素在酸性條件下較穩(wěn)定，具有一定的抗氧化、抗還原性及耐熱性。食品工業(yè)中常用的4種食品添加劑，葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、苯甲酸鈉對(duì)該色素?zé)o明顯影響。而太陽光對(duì)色素穩(wěn)定性有顯著影響，應(yīng)盡量避免強(qiáng)光照射。金屬離子K+、Ca2+、Na+對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性無不良影響，但Mg2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響較大。因此，在當(dāng)歸藤紅色素的開發(fā)利用過程中應(yīng)盡量避免這些因素的干擾。

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[6]江蘇植物研究所.新華本草綱要,第一冊(cè) [M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1988:389