金蓮花黃色素的提取及其穩(wěn)定性研究

楊 輝,曾春萍,王歡歡,田嘉銘,王書華,安 芳

(1.河北北方學院基礎醫(yī)學院,河北張家口 075029；2.張家口市藥品檢驗所,河北張家口075029；3.河北北方學院實驗中心,河北張家口 075029)

金蓮花T rollius chinensis Bge又稱金梅草,金芙蓉,金疙瘩等,為毛茛科植物金蓮花的干燥花及花蕾,金蓮花中含有大量黃色素,其主要成分為葉黃素-環(huán)氧化合物 (xantho-phyll-epoxyd,C40H56O3)及金蓮花黃質(zhì)[1](trollixanthin,C40H56O4).關于金蓮花的藥理研究方面的報道很多[2,3].具有抗病毒和抗菌消炎作用,廣泛用于治療呼吸道和腸道等疾病.但對其色素的提取及穩(wěn)定性的研究的報道較少.隨著人們對 “綠色產(chǎn)品”認識的深入,用于食品及化妝品著色劑的天然植物色素,備受消費者的青睞[4].金蓮花黃色素作為無毒無害的天然植物色素[5],在食品添加劑等領域具有廣闊的開發(fā)利用前景.

本實驗研究了金蓮花黃色素的提取工藝及其穩(wěn)定性,并對提取條件進行了優(yōu)化實驗.對其色素的穩(wěn)定性做了較為深入的研究,為開發(fā)利用金蓮花這一天然藥用植物資源提供科學依據(jù).

1 儀器與試劑

1.1 儀器

756MC型紫外可見分光光度計 (上海精密科學儀器有限公司；KQ-500B型超聲波清洗器 (昆山市超聲儀器有限公司)；MP1100B型電子天平 (天津市泰斯特儀器有限公司)；DZ-1BC型真空干燥箱 (天津市泰斯特儀器有限公司).

1.2 試劑

丙酮,石油醚,乙醚,乙醇,NaCl,蔗糖,Na2SO3、H2O2等,均為分析純.不同pH值緩沖體系(pH=4.0,4.5,5.0,5.7,7.0,7.5,8.0,8.5,9.0),4%NaOH,38%HCl,實驗所用水均為三重蒸餾水.

實驗所用的金蓮花樣品采自張家口市壩上地區(qū),由我校中醫(yī)系馬淑蘭教授鑒定為短瓣金蓮花 (Trollius chinensis Bge).

2 方法與結(jié)果

2.1 提取方法及工藝[6]

將金蓮花洗滌、干燥后去柄,取適量金蓮花樣品放入2000 mL的錐形瓶中,加入丙酮 (以浸沒樣品為宜),振蕩,攪拌,浸沒58 h,經(jīng)過濾,離心處理后,將所得濾液進行減壓蒸餾,冷凍干燥后得到深黃色色素浸膏,蒸出的丙酮可循環(huán)用作提取劑,將以上過程重復兩次,直至金蓮花花瓣無色.

2.2 色素溶液的制備

稱取干燥好的金蓮花黃色素0.503 g,置于100 mL容量瓶中加入乙醇使其充分溶解,并用水定容至刻度,即得色素溶液 (含量為5.03 g?L-1)

2.3 提取溶劑的選擇

取250 mL錐形瓶5個,在各瓶中分別放入金蓮花樣品,再分別加入適量不同的提取劑 (水、丙酮、石油醚、乙醇、乙醚),充分振蕩,室溫下放置20 min后,觀察各種提取液顏色的變化情況.加入丙酮的溶液顏色明顯變黃,花瓣顏色較大程度褪去；加入石油醚,乙醇,乙醚的溶液呈淺黃色；而加入水的溶液顏色幾乎無變化.對以上各種提取液進行超聲波處理20 min,顏色無明顯變化.實驗結(jié)果表明,常溫下用丙酮作提取劑,提取效果最佳.

2.4 色素溶液的制備

稱取干燥好的金蓮花黃色素0.503 g,置于100 mL容量瓶中,加入乙醇使其充分溶解,并用水定容至刻度,即得色素溶液 (含量為5.03 g?L-1)

2.5 金蓮花黃色素的主要物理化學性質(zhì)

2.5.1 黃色素的外觀、顏色及溶解性 黃色素在室溫下為金黃色膏狀,氣芳香、味微苦,微溶于水,易溶于丙酮,屬于脂溶性色素.

2.5.2 pH反應 取25 mL比色管9支,分別加入已配置好的黃色素溶液5.0 mL.用pH值分別為4.0,4.5,5.0,5.7,7.0,7.5,8.0,8.5,9.0的緩沖溶液稀釋至刻度,搖勻,室溫下放置15 min后,觀察其顏色的變化.由實驗結(jié)果可知,金蓮花色素在pH=4.0～7.5范圍內(nèi)色澤變鮮艷,且顏色變化相對穩(wěn)定,而在pH=8.0～9.0范圍內(nèi)色澤變暗.

2.5.3 NaCl和蔗糖介質(zhì)對黃色素的影響 取 25 mL比色管7支,分別加入已配置好的黃色素溶液5.0 mL,再分別加入0,0.10,0.20,0.30,0.40,0.50,0.60 g NaCl固體,加水定容至25 mL,搖勻,室溫下放置1 h后,觀察其顏色變化并測其吸光度,用同樣的方法加入不同量的蔗糖,觀察其顏色變化并測定其吸光度.實驗結(jié)果見表1.

表1 NaCl和蔗糖介質(zhì)對黃色素的影響

結(jié)果表明,在金蓮花黃色素溶液中加入NaCl,其吸光度增大且色澤變鮮艷,但隨著NaCl濃度的增大,溶液顏色無明顯變化；在金蓮花黃色素溶液中加入蔗糖,對黃色素影響不大.

2.5.4 還原劑Na2SO3、氧化劑H2O2對黃色素的影響 取25 mL比色管7支,分別加入已配置好的黃色素溶液5.0 mL,然后分別加入0,0.10,0.20,0.30,0.40,0.50,0.60 g Na2SO3固體,用水定容至25 mL,搖勻.室溫下放置10min后,測定其吸光度,結(jié)果見表2.同樣,取25 mL比色管 8支,各加入5.0 g?L-1的黃色素溶液5.0 mL,然后分別加入3%的H2O2溶液0,0.20,0.60,1.00,1.40,1.80,2.20,2.60 mL,用水稀釋至25 mL,搖勻.室溫下放置10 min后,測定其吸光度,實驗結(jié)果見表2.

表2 Na2SO3對黃色素的影響

表3 H2O2對黃色素的影響

結(jié)果表明,Na2SO3和H2O2對黃色素均有影響.在黃色素溶液中加入Na2SO3,隨著加入量的增加,吸光度增大；在黃色素溶液中加入H2O2,吸光度增大,但隨著加入量達一定程度時,吸光度降低.

2.5.5 溫度對黃色素的影響 取25 mL比色管1支,管中加入已配置好的黃色素溶液5.0 mL,用水稀釋至25 mL將其置于室溫、30℃、40℃、60℃、80℃恒溫水浴中,每隔0.5 h取樣一次,測定其吸光度,實驗結(jié)果見表4.

表4 溫度對黃色素的影響(3h)

由表4可以看出,金蓮花黃色素在低于60℃時,吸光度無變化在溫度高于60℃時色素溶液已混濁,說明3h內(nèi),金蓮花黃色素處于穩(wěn)定狀態(tài)的最佳溫度應該低于60℃.

2.5.6 金屬離子對黃色素的影響 取25 mL比色管7支,分別加入已配置好的黃色素溶液5.0 mL,然后在各管中分別加入含有Na+、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Zn2+、Ni2+、Cu2+的少量固體,在室溫下放置10 min后,觀察各管色素溶液顏色變化情況.加入Zn2+、Ni2+、Cu2+(40 μ g?L-1)的溶液顏色加深,加入Fe3+(80 μ g?L-1)的溶液顏色變黑,而加入Na+、Mg2+、Ca2+(40 μ g?L-1)的色素溶液顏色無明顯變化.實驗結(jié)果表明,Fe3+、Zn2+、Ni2+、Cu2+對色素的顏色均有一定的影響.

2.5.7 光照對黃色素的影響 取25 mL比色管3支,編號分別為a、b、c.然后在各管中分別加入已配置好的黃色素溶液5.0 mL,將a管避光放置,b管置于室內(nèi)直射光處,c管置于室內(nèi)自然光處,每隔0.5 h取樣一次,觀察色素溶液隨時間的變化情況,測定其吸光度,實驗結(jié)果見表5.

表5 光照對黃色素的影響

結(jié)果表明,b管吸光度降低,a管和c管吸光度無明顯變化.這說明該色素對直射強光穩(wěn)定性不好,但該色素在自然光下能否長時間穩(wěn)定,有待于延長放置時間后進一步觀察.

3 小 結(jié)

通過不同試劑對金蓮花黃色素的提取實驗,確定了常溫下丙酮為該色素的最佳提取溶劑,并提出了簡便易行的提取工藝.

金蓮花黃色素在室溫下為金黃色膏狀,氣芳香,味微苦,微溶于水,屬脂溶性色素,在pH=4.0～7.5條件下具有較好的穩(wěn)定性.NaCl、蔗糖對金蓮花黃色素的影響不大,Na2SO3、H2O2會破壞色素,對黃色素有一定影響.

光照和溫度對黃色素有一定影響.高溫會破壞黃色素,在60℃以下色素的熱穩(wěn)定性較好,光照對色素具有降解作用.保存時應避免高溫和強光.金屬離子Fe3+、Zn2+、Ni2+、Cu2+對金蓮花黃色素的色澤均有一定影響.化學環(huán)境對金蓮花黃色素化學結(jié)構(gòu)的影響還有待于進一步深入研究.

[1] 劉麗娟,王秀坤,徐光,等.金蓮花莖葉的抑菌作用研究[J].中醫(yī)藥學報,1992,(03)：33-34

[2] 謝宗萬.全國中草藥匯編(上冊)(第二版)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社,1996：549-55

[3] 林晨,沈偉哉.不同溶媒中金蓮花提取物的體外抑菌作用的比較 [J].暨南大學學報：醫(yī)學版,2001,22(06)：54-55

[4] 林秋鳳,馮順卿.金蓮花抑菌抗病毒活性成分的初步研究 [J].浙江大學學報：理學版,2004,31(04)：412-4151

[5] 馬同森,劉繡華,趙東保,等.紫荊花紅色素的提取及其穩(wěn)定性研究[J].化學研究,1997,(04)：36-40

[6] 烏云,趙慧.金蓮花黃色素的提取及其穩(wěn)定性研究[J].內(nèi)蒙師范大學學報,2003,32(03)：238-241