氧化還原劑及金屬離子對梔子黃色素穩(wěn)定性的影響研究

鄒立君 楊昆忠 鄧 浩 楊莉莉

(1.江西中醫(yī)藥高等專科學校，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

本研究所用主要材料與試劑有：梔子黃色素(江蘇科樂生物有限公司，食品級)、H2O2(天津市致遠化學試劑有限公司，AR)、亞硫酸鈉(天津市致遠化學試劑有限公司，AR)、硫酸銅(天津市致遠化學試劑有限公司，AR)、氯化鐵(天津市致遠化學試劑有限公司，AR)、氯化鈉(天津市致遠化學試劑有限公司，AR)、氯化鈣(天津市致遠化學試劑有限公司，AR)、無水乙醇(天津市致遠化學試劑有限公司，AR)、氯化亞鐵(天津市致遠化學試劑有限公司，AR)、硫酸鋅(天津市致遠化學試劑有限公司，AR)、蒸餾水(自制)等。

1.1.2 主要實驗儀器

本研究所用主要實驗儀器與設備有：電子天平(品牌：天津歐諾儀器儀表公司，型號：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：DH系列)、紫外可見分光光度計(品牌：上海儀表集團供銷有限公司，型號：N4)、電熱恒溫干燥箱(品牌：上海丙林電子科技有限公司，型號：DPG系列)等。

1.2 方法

1.2.1 梔子黃色素穩(wěn)定性判定指標選擇

選擇色素損失率作為梔子黃色素穩(wěn)定性評價指標，梔子黃色素損失率=(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)GB 7912-2010檢測方法，準確稱取0.10 g經(jīng)恒溫干燥箱干燥后的梔子黃色素，在100 mL容量瓶中用蒸餾水均勻定容為1 mg/L標準溶液。以蒸餾水作為空白對照樣，通過紫外可見分光光度計對所配置標準溶液進行全波長掃描來獲取梔子黃色素最大吸收波值。

1.2.3 金屬對梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

分別準確稱取5份經(jīng)恒溫真空干燥的梔子黃色素0.10 g，分別用0.2%(M/V)的氯化鐵、氯化鈉、氯化鈣、硫酸銅、硫酸鋅金屬鹽溶液均勻定容至100 mL，在0h、3h、6h、9h、12h用與之相對應的金屬鹽溶液作為參比液，測定計算梔子黃色素色素損失率，每組實驗重復3次，結(jié)果取無異樣平均值。

1.2.4 食品中常見氧化劑對梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

準確稱取0.10 g經(jīng)恒溫真空干燥后的梔子黃色素，分別用含量0.1%、0.2%、0.3%的雙氧水和次氯酸鈉溶液均勻定容至100 mL，在0h、3h、6h、9h、12h用與之相對應濃度的雙氧水和次氯酸鈉溶液作為參比液，測定計算梔子黃色素色素損失率。

1.2.5 食品中常見還原劑對梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

準確稱取0.10g經(jīng)恒溫真空干燥后的梔子黃色素，分別用0.1%、0.2%、0.3%的亞硫酸鈉、亞硝酸鈉溶液濃度定容至100 mL，在0h、3h、6h、9h、12h用與之相對應濃度的亞硫酸鈉和亞硝酸鈉溶液作為參比液，測定計算梔子黃色素色素損失率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

本研究所得數(shù)據(jù)通過Excel軟件進行統(tǒng)計分析，使用LSD和SPPSS19.0對時間結(jié)果進行多重比較、顯著性分析和方差分析。

2 結(jié)果

2.1 金屬對梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

梔子黃色素多數(shù)情況下用于食品生產(chǎn)中，氯化鈉、氯化鈣、硫酸銅、硫酸鋅及氯化鐵為食品加工中常用的添加劑，因此主要考慮上述幾種金屬離子對梔子黃色素穩(wěn)定性的影響。如下表所示，氯化鈉、氯化鈣、硫酸銅和硫酸鋅對梔子黃色素穩(wěn)定性影響不大，色素損失率值介于6.0%～7.0%之間，由此說明Na+、Ca2+、Cu2+、Zn2+、SO42-、Cl-離子對梔子黃色素穩(wěn)定性影響不大。而氯化亞鐵和氯化鐵對梔子黃色素影響較為顯著，0.2%濃度下12 h后梔子黃色素色素損失率分別為69.3%、78.3%，由此表明Fe3+和Fe2+對梔子黃色素穩(wěn)定性有較大影響。因此在梔子黃色素提取生產(chǎn)加工、產(chǎn)品運輸及使用過程中要避免與鐵制設備接觸，可用無毒塑料產(chǎn)品和非金屬設備進行加工生產(chǎn)及包裝。當然，為了保護梔子黃色素的穩(wěn)定性，實際生產(chǎn)和使用梔子黃素的時候還可以通過添加鐵金屬螯合劑來達到保護作用。

表1 不同金屬離子(0.2%)對梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

2.2 食品中常見氧化劑對梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

由下表可知，梔子黃色素在濃度為0.3%的雙氧水和次氯酸鈉條件12 h下，色素損失率接近20%，而在氧化劑濃度為0.1%、0.2%條件下，色素損失率差異不顯著。研究表明，梔子黃色素分子結(jié)構(gòu)中含有特殊共軛雙鍵，具有一定抗氧化能力，由此直接決定梔子黃色素具有抗疲勞和抗衰老的生物特性，在中藥、食品及保健品等領域有一定的應用價值。即便如此，梔子黃色素實際生產(chǎn)和使用中也需要注意要避免與高濃度氧化劑接觸，在不改變其理化性質(zhì)前提下，可適當添加食品級弱氧化劑。

表2 雙氧水對梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

表3 次氯酸鈉對梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

2.3 食品中常見還原劑對梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

由下表可知，梔子黃色素在濃度為0.1%、0.2%、0.3%的亞硫酸鈉和亞硝酸鈉還原劑12 h條件下，色素損失率約為15%。實驗數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計學軟件SPSS19.0分析可知，亞硫酸鈉和亞硝酸鈉兩種還原劑濃度和處理時間對梔子黃色素色素損失率的影響不顯著，無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。由上表明，梔子黃色素在弱還原劑條件下保持良好的穩(wěn)定性，這可能與處于還原劑條件下可以減少梔子黃色素被氧化的概率有關。

表4 亞硫酸鈉對梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

表5 亞硝酸鈉對梔子黃色素穩(wěn)定性的影響

3 討論

梔子黃色素是一種易溶于水，化學性質(zhì)相對穩(wěn)定，色澤鮮艷的天然黃色素，其主要成分為藏花素和藏花酸。梔子黃色素作為天然色素常用于食品、印染紡織等行業(yè)，建議用量為0.3 g/kg。研究表明梔子黃色素穩(wěn)定性和顏色保真度受多重因素影響，本研究以食品中常見氧化還原劑和金屬離子作為變量，探討其對梔子黃色素穩(wěn)定性的影響。研究表明梔子黃色素在食品中常見氧化還原劑條件下穩(wěn)定性較好，顏色保真效果優(yōu)良；鐵離子對梔子黃色素影響較大，會大大提高色素損失率。因此，在梔子黃色素提取生產(chǎn)過程、運輸及應用等過程中要避免使用鐵制設備與容器，以保證梔子黃色素穩(wěn)定性和顏色保真。