千里光花黃色素提取及穩(wěn)定性研究

肖 浩，鄭小江，*

(1.生物資源保護與利用湖北省重點實驗室，湖北恩施445000;2.湖北民族學院生物科學與技術學院，湖北恩施445000)

千里光花黃色素提取及穩(wěn)定性研究

肖 浩1，2，鄭小江1，2，*

(1.生物資源保護與利用湖北省重點實驗室，湖北恩施445000;2.湖北民族學院生物科學與技術學院，湖北恩施445000)

采用有機溶劑浸提法，以千里光花黃色素特征吸光度值為指標，探討了千里光花黃色素的提取條件和穩(wěn)定性。結(jié)果表明:用1∶25的乙酸乙酯在60℃恒溫浸提3h為最佳提取工藝條件;該色素為脂溶性色素，在強酸中極不穩(wěn)定，而在堿性條件下穩(wěn)定;高溫對該色素的穩(wěn)定性影響不明顯，強日光和紫外光會加快色素降解，室內(nèi)自然光對該色素的穩(wěn)定性影響不明顯;強氧化劑對該色素的穩(wěn)定性影響不明顯，還原劑對該色素的穩(wěn)定性有一定影響;苯甲酸鈉、蔗糖、可溶性淀粉和鹽等常用食品添加劑對該色素的穩(wěn)定性無影響;金屬離子Cu2+、Al3+、Fe3+對該色素的穩(wěn)定性影響顯著，Na+、K+、Ca2+、Zn2+等離子對該色素的穩(wěn)定性無影響;該色素為功能性植物色素，可廣泛應用于食品、醫(yī)藥和化妝品等行業(yè)。

千里光，植物色素，提取工藝，穩(wěn)定性

千里光(Senecio scandens Buch.－Ham.)為菊科(Compositae) 千 里 光 屬 (Seneci) 糙 葉 系(Ser.Asperifolii)曲莖組(Sect.Flexicaulis)多年生藥食兩用草本植物［1］，又稱千里及(《本草拾遺》)、野菊花、天青紅、白蘇桿(《湖南藥物志》)，主要分布于湖北、江蘇、浙江、安徽、江西、湖南、四川、貴州、云南、廣東、廣西等地，生于路旁及曠野間。具有清熱、解毒、殺蟲、明目的功效，可治療各種急性炎癥性疾病、傷寒、菌痢、大葉肺炎、扁桃體炎、腸炎、流行性感冒、敗血癥、濕疹、燙傷等疾病［2］。近年來，隨著人民生活水平的提高，食用合成色素對人體健康的影響和危害越來越引起人們的關注，功能性植物色素的開發(fā)和應用日益受到人們的重視。千里光花中類胡蘿卜素含量較高［2］，是一種極具開發(fā)利用價值的功能性黃色素資源。目前為止，對千里光的開發(fā)利用研究多集中在生物堿、黃酮等抗菌成分及活性成分上，而對其色素的研究極少，且尚未有專門報道。植物色素提取工藝簡單、提取成本低、無毒害、具功能性，但因多數(shù)植物色素耐熱、耐光、耐酸堿性較差，限制了應用范圍。本文對千里光花黃色素的最佳提取條件和穩(wěn)定性進行研究，旨在為該色素的開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

千里光花 采自湖北民族學院校園;乙酸乙酯、無水乙醇、丙酮、正丁醇、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、雙氧水、亞硫酸鈉、苯甲酸鈉、蔗糖、食鹽、可溶性淀粉等 化學試劑均為分析純，食品添加劑均為食品級。

UV1100紫外－可見分光光度計 北京瑞利分析儀器公司;RE－52旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海安亭電子儀器廠;zK－82A型真空干燥箱 上海實驗儀器總廠;HWS26型電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科技有限公司;電子天平 上海天平儀器廠;高速粉碎機 北京市永光明醫(yī)療儀器廠;pHS－3C酸度計，硅膠層析柱。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 千里光新鮮花瓣→清選→干燥→粉碎→過80目篩→提取→過濾→色素液→濃縮精制成黃色素浸膏

1.2.2 色素提取效果及穩(wěn)定性確定 提取效果以該色素在最大吸收波長處的吸光度值高低來確定，穩(wěn)定性采用保存率來考察［3］，保存率=測定吸光值/初始吸光值×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 測定波長的選擇

將色素浸提液上硅膠層析柱(200～300目)，用氯仿洗脫，洗脫液倒入石英比色皿中，在紫外－可見分光光度計中進行掃描，選擇最大吸收波長，掃描結(jié)果見圖1。

圖1 吸光度－波長曲線

由圖1可知，該色素在447nm處有最大吸收峰，另在478nm處有一肩峰，與葉黃素和葉黃素酯的特征光譜很接近［4－5］，我們選擇447nm為測定波長。

2.2 最佳提取工藝選擇

2.2.1 提取劑選擇［6－7］分別稱取0.5g千里光花粉末于具塞試管中，分別加入20mL丙酮、95%乙醇、乙酸乙酯、甲醇、70%甲醇、石油醚，用磁力攪拌器攪拌均勻，靜置8h后，過濾，濾液用相應提取劑定容至50mL，取濾液于447nm處測定吸光度值，結(jié)果見表1。

表1 提取劑對提取效率的影響

由表1可知，乙酸乙酯為最佳提取劑。但乙酸乙酯、丙酮有害身體健康，從食品安全性考慮，則95%乙醇最為合適。

2.2.2 提取溫度的選擇 取0.5g千里光花粉末，用20mL最佳提取劑分別在40、50、60、70、75℃條件下浸提2h，過濾后濾液定容至50mL，取濾液于447nm處測定吸光度值，結(jié)果如表2。

由表2可以看出，隨溫度升高吸光度值增大，但由于溫度升高，浸提液浸出的雜質(zhì)較多，浸提液變混濁;而在60、70、75℃三種條件下比較，吸光度值變化不大，從經(jīng)濟角度考慮，采用60℃提取最佳。

表2 提取溫度對提取效率的影響

2.2.3 提取時間選擇 分別取0.5g千里光花粉末，以乙酸乙酯為提取劑，在60℃條件下分別處理1、2、3、4、5h，過濾定容，取濾液在447nm處測定吸光度值，結(jié)果如表3。

表3 提取時間對提取效率的影響

由表3可知，隨著提取時間的延長，吸光度值逐漸增大，達到3h后，變化不再明顯。從經(jīng)濟角度考慮，提取時間3h最佳。

2.2.4 料液比選擇 分別取0.5g千里光花粉末，按料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30的比例在上述最佳提取溶劑、提取溫度、提取時間條件下處理，過濾定容，取濾液在447nm處測定吸光度值，結(jié)果如表4。由表4可以看出，隨著料液比的增大，提取效率越來越高，當料液比達到1∶25后，吸光度值變化不再

NEWS評分是一種用于反映患者病理生理狀況并識別各種潛在風險的評分法，其在常規(guī)基礎項上增加了對吸氧與經(jīng)皮血氧飽和度的評估，雖然因過度依賴儀器而而存在一定的假陽性率，但其臨床指導價值依然非常強[1]。中醫(yī)危重癥評分是一種基于傳統(tǒng)醫(yī)學、同樣具有反映病理生理狀況與識別潛在風險的評分法，相較于NEWS評分在歐美各級醫(yī)院的廣泛應用，中醫(yī)危重癥評分的應用尚不夠廣泛，其臨床應用價值也未得到廣泛承認。本文選取收治的624例危重疾病患者，試探究兩種評分法在危重癥預測上的一致性?，F(xiàn)報告如下。

表4 不同料液比對提取效率的影響

明顯，故最佳料液比為1∶25。

2.3 千里光花黃色素的穩(wěn)定性研究

2.3.1 色素的酸堿穩(wěn)定性［8］分別取5mL色素丙酮溶液，再加入不同pH的緩沖溶液5mL，對照組加5mL蒸餾水，常溫暗處放置2h后于447nm處測其吸光度，結(jié)果見表5。

表5 pH對色素穩(wěn)定性的影響

從表5可見，在強酸性范圍pH(1～4)內(nèi)，該色素吸光度值下降較明顯。放置2h，pH為2、4時的色素保存率僅為18.11%和25.06%，而在堿性范圍內(nèi)吸光度值基本保持不變，故該色素只適合于堿性環(huán)境。

2.3.2 色素的熱穩(wěn)定性 取5mL色素正丁醇溶液，分別于40、60、80、90、100℃溫度條件下恒溫2h，冷卻至室溫后，測定其吸光度，結(jié)果見表6。

表6 溫度對色素穩(wěn)定性的影響

由表6可知，從常溫到100℃，色素溶液的吸光度值變化不明顯，說明該色素能耐100℃以下的高溫，可廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)。2.3.3 色素的光穩(wěn)定性［9－10］取1mL色素母液用正丁醇定容至10mL，以避光冷藏(4℃)色素液為對照，分別在室內(nèi)自然光(光強8553Ix)、強日光(平均光強67240Ix)和紫外燈光(15W，高度15cm)下照射，6h后觀察各色素溶液的顏色變化，測定在447nm處色素液的吸光度值，結(jié)果如表7。

表7 室內(nèi)自然光、強日光及紫外線對色素穩(wěn)定性的影響

由表7可知，該色素在紫外光、強日光下極不穩(wěn)定，而室內(nèi)自然光對其影響不明顯，故該色素應避光保存。

表8 氧化劑對色素穩(wěn)定性的影響

由表8可知，色素在不同濃度的強氧化劑溶液中，其吸光度值變化不明顯，表明該色素具有一定的抗氧化功能。

2.3.5 還原劑對色素穩(wěn)定性的影響［11］以 Na2SO3作為還原劑，配制含有還原劑的不同濃度的Na2SO3色素丙酮溶液，于室溫暗處放置2h然后取樣，測定其吸光度值，結(jié)果如表9。

表9 還原劑對色素穩(wěn)定性的影響

由表9可知，隨著還原劑濃度增大，色素溶液的吸光度值逐漸變小，當Na2SO3質(zhì)量濃度為0.4%時，2h后色素保存率為85.4%，說明還原劑對該色素的穩(wěn)定性有一定影響。

2.3.6 食品添加劑對色素穩(wěn)定性的影響 各取5mL色素原液于試管中，分別加入5mL 3%的苯甲酸鈉、3%可溶性淀粉、3%蔗糖、3%食鹽和水，以水為對照，于暗處放置2h后取樣，測定其吸光度值，結(jié)果如表10。

表10 常用食品添加劑對色素穩(wěn)定性的影響

由表10可以看出，苯甲酸鈉、可溶性淀粉、蔗糖、食鹽等常用食品添加劑對該色素的穩(wěn)定性沒有影響，可用于食品調(diào)色。

2.3.7 金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響［12－13］配制同一稀釋度的色素丙酮溶液10mL，分別加入不同質(zhì)量的鈉、鋁、銅、鉀、鐵、鈣、鋅離子，使之成為含金屬離子1×10－2、5×10－2、1×10－1mol/L的色素溶液，于暗處放置2h后取樣，測定在447nm處的吸光度值，結(jié)果如表11。

由表11可知，Al3+、Cu2+、Fe3+三種離子對色素影響明顯，當離子濃度為1×10－1mol/L時，2h后色素保存率分別為53.7%、58.3%、49.1%;Na+、K+、Ca2+、Zn2+等離子對色素無影響。因此，該色素在使用中應避免與Al3+、Cu2+、Fe3+接觸。

表11 金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響(吸光度值A)

3 結(jié)論與討論

3.1 從色素的光譜掃描結(jié)果和穩(wěn)定性推斷，千里光花中的黃色素屬于類胡蘿卜素中的葉黃素和葉黃素酯。

3.2 千里光花黃色素的最佳提取工藝條件為:以乙酸乙酯為提取劑，按料液比1∶25的比例在60℃條件下浸提3h。從食品安全性考慮，可選擇95%乙醇。

3.3 該色素對強氧化劑、還原劑、常用食品添加劑、Na+、K+、Ca2+、Zn2+及100℃以下高溫可保持穩(wěn)定，而對強酸、強日光(67240lx)、紫外光(15W)及 Al3+、Cu2+、Fe3+敏感，不能保持穩(wěn)定，在應用過程中應盡量避免這些不利因素。

3.4 從千里光花提取的色素中除含有類胡蘿卜素外，還含有黃酮、胡蘿卜苷、蒙花苷等活性成分［14］，具有抗氧化防治衰老的功效。該色素為功能性植物色素，可廣泛應用于食品、醫(yī)藥和化妝品等行業(yè)。

［1］中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志(第七十七卷，第一分冊)［M］.北京:科學出版社，1999:294－295.

［2］江蘇新醫(yī)學院.中藥大辭典［M］.上冊.上海:上海人民出版社，1977:213－215.

［3］胡曉丹，謝筆鈞.金盞菊花類胡蘿卜素的提取及性質(zhì)研究［J］.食品科技，2001(3):36－38.

［4］孫素玲，楊娟，王華兵.萬壽菊中葉黃素酯的提取工藝研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37(9):3867－3868.

［5］劉洪海，杜平，梁紅兵，等.萬壽菊花中葉黃素酯的提取及皂化工藝的研究［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工，2009，72(3).

［6］趙豐麗，李秋臨，諶玉芬.柿子皮類胡蘿卜素的超聲提取及抗氧化活性的研究［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2008，34(8):183－187.

［7］郭鵬飛，胡長鷹.番木瓜中類胡蘿b素的提取［J］.中國調(diào)味品，2009，34(1):95－99.

［8］馮作山，張瑞.天然孔雀草脂溶性色素穩(wěn)定性的研究［J］.食品與機械，2005，21(2):20－22.

［9］羅燕春，韋吉，黎軍平，等.黃秋葵葉粉中葉黃素和β－胡蘿卜素的穩(wěn)定性研究［J］.中國農(nóng)學通報，2008，24(7):85－88.

［10］蔣益花，蔣新龍.益母草花紅色素的提取及理化性質(zhì)研究［J］.中國釀造，2006，161(8):38－42.

［11］馮穎，王建國，孟憲軍，等.無梗五加果色素提取及穩(wěn)定性研究［J］.食品工業(yè)，2009(2):60－62.

［12］郭守軍，楊永利，陳齊營，等.潮州柑果皮色素的提取及穩(wěn)定性研究［J］.食品科學，2007，28(11):165－170.

［13］程瑛琨，李蕾，王丹梅，等.酸漿宿萼色素的提取工藝及穩(wěn)定性的研究［J］.食品工業(yè)科技，2006，27(12):58－61.

［14］陳錄新，馬鴻雁，張勉，等.千里光化學成分研究［J］.中國中藥雜志，2006，31(22):1872－1874.

Study on extraction and stability of yellow pigment from Senecio

XIAO Hao1，2，ZHENG Xiao－jiang1，2，*
(1.The Key Laboratory in Hubei Province About Biological Resources Protection and Utilization in Hubei Institute For Nationalities，Enshi 445000，China;2.Biological Science and Technology College in Hubei Institute for Nationalities，Enshi 445000，China)

The extraction conditions and stability of Senecio pigment were studied using Senecio flowers yellow pigment characteristic absorbance value as index.Results showed that extraction rate was higher after extraction 3h at 60℃ with ethyl acetate in the solid－liquid ratio as 1∶25，the pigment was easy to change under acid conditions but stable under alkaline conditions.High temperature had little effect on the pigment stability，strong sunlight can speed up the pigment degradate，natural light in room had little effect.Strong oxidant had little effect on the pigment stability，reductant had a certain impact on the stability of the pigment，additives as sodium benzoate，sucrose，soluble starch and salt which used to add in food had no effect on the pigment.Such metallic ions as Cu2+，AI3+，F(xiàn)e3+had significant effects on stability of the pigment，while metallic ions as Na+，K+，Ca2+，Zn2+had no effects.It was functional plant pigment which can be widely used in food，pharmaceutical and cosmetics industries.

Senecio;plant pigment;extraction way;stability

TS202.3

A

1002－0306(2011)04－0317－04

2010－03－18 *通訊聯(lián)系人

肖浩(1986－)，男，在讀碩士研究生，研究方向:野生植物資源的保護與利用研究。

湖北省教育廳高校產(chǎn)學研合作資助項目(CXY2009B037)。