不同溫度、pH、光照條件對(duì)梔子黃色素穩(wěn)定性研究

鄒立君 楊昆忠 鄧 浩 楊莉莉

(1.江西中醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，江西 撫州 334000；2.江西有色地質(zhì)測試研究院，江西 南昌 330201；3.廣州科廣企業(yè)管理咨詢有限公司，廣東 廣州 510000)

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

1.1.1 材料與試劑

本次研究主要材料與試劑有：梔子黃色素(江蘇科樂生物有限公司，食品級(jí))、檸檬酸(天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司，AR)、碳酸氫二鈉(天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司，AR)、無水乙醇(天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司，AR)、蒸餾水(自制)等。

1.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

本次研究主要實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備有：電子天平(品牌：天津歐諾儀器儀表公司，型號(hào)：EL104)、電熱式恒溫水浴鍋(品牌：上海丙林電子科技有限公司，型號(hào)：DH系列)、紫外可見分光光度計(jì)(品牌：上海儀表集團(tuán)供銷有限公司；型號(hào)：N4)、電熱恒溫干燥箱(品牌：上海丙林電子科技有限公司，型號(hào)：DPG系列)、智能光照培養(yǎng)箱(品牌：上海丙林電子科技有限公司，型號(hào)：ZGZ系列)等。

1.2 方法

1.2.1 梔子黃色素穩(wěn)定性判定指標(biāo)選擇

本研究選擇色素?fù)p失率作為梔子黃色素穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)，梔子黃色素?fù)p失率=(處理前梔子黃色素溶液最大波長吸光值—處理后梔子黃色素溶液最大波長吸光值)/處理前梔子黃色素溶液最大波長吸光值×100%。

1.2.2 梔子黃色素吸收波長檢測方法

依據(jù)GB7912-2010檢測方法，準(zhǔn)確稱取0.10g經(jīng)恒溫干燥箱干燥后的梔子黃色素，在100mL容量瓶中用蒸餾水均勻定容為1mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液。以蒸餾水作為空白對(duì)照樣，通過紫外可見分光光度計(jì)對(duì)所配置標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行全波長掃描來獲取梔子黃色素最大吸收波值。

1.2.3 溫度對(duì)梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

準(zhǔn)確移取3.0mL梔子黃色素標(biāo)準(zhǔn)溶液(1mg/L)置于玻璃試管中，后在室溫(25℃)、50℃、80℃、100℃水浴條件下于0、3、6、9、12h測定計(jì)算梔子黃色素色素?fù)p失率，每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果取無異樣平均。

1.2.4 pH對(duì)梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

準(zhǔn)確稱量0.10g經(jīng)恒溫真空干燥的梔子黃色素粉末，分別用碳酸二氫鈉/檸檬酸緩沖溶液均勻定容至100mL，靜置。在0、3、6、9、12h用與之相對(duì)應(yīng)的pH緩沖液作為參比液，測定計(jì)算不同pH條件(pH=3、5、7、9、11)下梔子黃色素色素?fù)p失率，每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果取無異樣平均值。

1.2.5 光照對(duì)梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

準(zhǔn)確移取3.0mL梔子黃色素標(biāo)準(zhǔn)溶液(1mg/L)置于玻璃試管中，后置于太陽直射環(huán)境、室內(nèi)自然光環(huán)境和室內(nèi)避光環(huán)境的智能光照培養(yǎng)中，分別于0、3、6、9、12h測定計(jì)算梔子黃色素色素?fù)p失率，每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果取無異樣平均。

1.3 數(shù)據(jù)處理

本研究所得數(shù)據(jù)通過Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使用LSD和SPPSS19.0對(duì)時(shí)間結(jié)果進(jìn)行多重比較、顯著性分析和方差分析。

2 結(jié)果

2.1 梔子黃色素特征吸收波長檢測

經(jīng)紫外可見分光光度計(jì)掃描，梔子黃色素水溶液在236nm、326nm、442nm處出現(xiàn)3個(gè)特征吸收峰，分別為梔子苷、綠原酸、藏花素和藏花酸三類物質(zhì)對(duì)應(yīng)的特征吸收峰。其中442nm處藏花素和藏花酸特征吸收峰吸收強(qiáng)烈，與GB7912—2010中藏花素和藏花酸特征吸收峰(440±5)nm結(jié)果保持一致性，因此本次研究中采用442nm作為梔子黃色素特征波長，并用于各實(shí)驗(yàn)組色素?fù)p失率的計(jì)算。

2.2 溫度對(duì)梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

通過LSD和SPPSS19.0處理溫度對(duì)梔子黃色素色素?fù)p失率的影響相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示溫度和處理時(shí)間對(duì)色素?fù)p失率影響顯著(P<0.05)，藏花素和藏花酸化學(xué)穩(wěn)定性相對(duì)較差，長時(shí)間處于高溫條件下將會(huì)加快其分解。

表1 溫度對(duì)梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

2.3 pH對(duì)梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

由下表可知，梔子黃色素在本實(shí)驗(yàn)所選pH范圍(3-11)內(nèi)色素?fù)p失率均低于20%，其中pH在5-9范圍內(nèi)梔子黃色素色素?fù)p失率低于10%。實(shí)驗(yàn)過程中觀察不同pH值下梔子黃色素溶液顏色，結(jié)果表明中性和堿性條件下溶液呈本色，其中堿性顏色更為明顯，酸性條件下溶液呈橙黃色。因此可知，堿性條件下梔子黃色素穩(wěn)定性和顏色更適用于其作為食品添加劑進(jìn)行加工生產(chǎn)。絕大多數(shù)天然色素都有色移特性，如花苷類色素在堿性、中性和酸性條件下分別呈藍(lán)色、紫色及紅色。梔子黃色素化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)不飽和共軛雙鍵，易被親電試劑(H+)氧化成飽和烴，由此發(fā)生色移和褪色反應(yīng)。酸性條件下，溶液中含有大量H+，梔子黃色素易被氧化，導(dǎo)致其穩(wěn)定性下降，顏色減退。此外，隨著時(shí)間的增長色素?fù)p失率提高，合理控制梔子黃色素在堿性條件下的時(shí)間可以起到有效保護(hù)其穩(wěn)定性和色度作用。在實(shí)際生產(chǎn)中，梔子黃色素往往通過縮短堿處理時(shí)間和控制反應(yīng)環(huán)境酸堿度來提高穩(wěn)定性和色度穩(wěn)定性，這與本研究結(jié)論保持一致性。

表2 pH對(duì)梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

2.4 光照對(duì)梔子黃色素的影響

由下表可知，梔子黃色素溶液處于太陽直射光條件下12h后色素?fù)p失率達(dá)到23.5%，而室內(nèi)自然光和避光條件下梔子黃色素色素?fù)p失率較為接近，在9.7%左右，色素?fù)p失率較低。由此可說明太陽光直射直接影響梔子黃色素的穩(wěn)定性，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)該避免梔子黃色素被太陽光直射。通過LSD和SPPSS19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析可知，時(shí)間和太陽光直射對(duì)梔子黃色素色素?fù)p失的影響顯著(P<0.05)，因此梔子黃色素實(shí)際生產(chǎn)過程中除了要避免太陽光直射外，還需要控制曝光時(shí)間。

表3 光照對(duì)梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

3 討論

梔子黃色素作為一種天然黃色素，在食品和印染紡織等諸多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。作為食品添加劑和染料的梔子黃色素，其穩(wěn)定性直接關(guān)乎到最終產(chǎn)品的價(jià)值，因此在生產(chǎn)和應(yīng)用梔子黃色素時(shí)須嚴(yán)格控制條件，保證其穩(wěn)定性和顏色。本研究以梔子黃色素為材料，改變溫度、pH和光照條件，通過計(jì)算比較色素?fù)p失率來判定不同條件對(duì)梔子黃色素穩(wěn)定性的影響。研究表明，溫度的提高和太陽光直射會(huì)降低梔子黃色素穩(wěn)定性。梔子黃色素在酸性條件下會(huì)變成橘紅色，相比之下堿性 條件更利于梔子黃色素保有本色。因此，為了保證梔子黃色素的高純度提取生產(chǎn)和使用中顏色和穩(wěn)定性，應(yīng)將其控制在適宜溫度、弱堿性及避免環(huán)境中。