玫瑰色素的提取及穩(wěn)定性分析

唐紅楓 孫茜 穆婷 張雨婷 程時(shí)勁 謝瓊

摘要：以玫瑰色素為研究對(duì)象，采用單因素試驗(yàn)對(duì)玫瑰色素的最佳提取條件進(jìn)行了探索，并對(duì)玫瑰色素的理化性質(zhì)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，玫瑰色素的最佳提取條件為以０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ－９５％乙醇溶液為提取劑，提取時(shí)間為６０ ｍｉｎ，提取溫度為６０ ℃，料液比為１∶２５（ｍ／Ｖ，ｇ∶ｍＬ）。玫瑰色素在５２０ ｎｍ處有最大光吸收。玫瑰色素在酸性環(huán)境中對(duì)Ｈ２Ｏ２、維生素Ｃ和食品添加劑穩(wěn)定性較好，對(duì)Ｆｅ２＋和Ｆｅ３＋不穩(wěn)定，且不耐高溫。

關(guān)鍵詞：玫瑰色素；提??；穩(wěn)定性；抗氧化性

中圖分類(lèi)號(hào)：Ｓ６８５．１２；ＴＳ２０２．３文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０12）06－1218-04

Study on the Extraction and Stability of Rose Pigment

ＴＡＮＧ Ｈｏｎｇ－ｆｅｎｇ１，ＳＵＮ Ｑｉａｎ２，ＭＵ Ｔｉｎｇ１，ＺＨＡＮＧ Ｙｕ－ｔｉｎｇ１，ＣＨＥＮＧ Ｓｈｉ－ｊｉｎ１，ＸＩＥ Ｑｉｏｎｇ１

（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｗｕｈａｎ Ｄｏｎｇｈｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕhａｎ ４３０２１２，Ｃｈｉｎａ；

２． Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ ４３００７９，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｒｏｓｅ ｐｉｇｍｅｎｔ． Ａｎｄ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｒｏｓｅ ｐｉｇｍｅｎｔ ｗere ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｅｄ， ０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ－９５％ ｅｔｈａｎｏｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ， ｅｘｔｒａｃｔed ａｔ ６０ ℃ ｆｏｒ ６０ ｍｉｎ， ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ １∶２５（ｍ∶Ｖ，ｇ／ｍＬ）．Ｔｈｅ ｐｉｇｍｅｎｔ ｈａｄ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｅａｋ ａｔ ５２０ ｎｍ． Ｔｈｅ ｐｉｇｍｅｎｔ ｗａｓ ｓｔａｂｌｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ａｃｉｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ Ｈ２Ｏ２， Ｖｉｔａｍｉｎ Ｃ ａｎｄ ｆｏｏｄ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ， ｂｕｔ ｕｎｓｔａｂｌｅ ｕｎｄｅｒ Ｆｅ２＋ ａｎｄ Ｆｅ３＋ ｏｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｒｏｓｅ ｐｉｇｍｅｎｔ； ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ； ｓｔａｂｉｌｉｔｙ； antiｏｘｉｄａｔｉｏｎ

隨著人們生活水平的不斷提高，食品安全意識(shí)日益增強(qiáng)，天然食品添加劑的開(kāi)發(fā)也成為趨勢(shì)。由于天然色素直接取自自然界中的動(dòng)植物和微生物，因而用于食品、化妝品乃至藥品更為安全可靠。近年來(lái)研究結(jié)果表明，番茄紅素、花青素等天然色素均具有生理活性，其藥用價(jià)值正逐漸受到人們的青睞［１］。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)需求的增加，將會(huì)有更多的天然色素被開(kāi)發(fā)利用。

玫瑰是薔薇科薔薇屬的多年生常綠或落葉灌木［２］。其在我國(guó)的栽培歷史久遠(yuǎn)，以前僅供藥用與制造香料，后來(lái)用作觀賞與培育品種。玫瑰色素是一種天然色素，它有很好的色澤、一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥理功效［３］。面對(duì)天然色素逐漸取代合成色素的發(fā)展趨勢(shì)，研究系統(tǒng)分析了玫瑰色素的提取條件和理化性質(zhì)，以期為其開(kāi)發(fā)和利用提供科學(xué)依據(jù)。

１材料與方法

１．１材料

１．１．１原料與試劑玫瑰花，采自武漢市江夏區(qū)武漢東湖學(xué)院校內(nèi)。所用試劑均為分析純。

１．１．２儀器與設(shè)備ＧＺＸ－９２４０型ＭＢＥ數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱，上海博弈實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；ＴＨＺ－Ｃ恒溫振蕩器，江蘇太倉(cāng)市試驗(yàn)設(shè)備廠；Ｓｃｉｅｎｔｚ－１０Ｎ冷凍干燥機(jī)，寧波新芝生物科技股份有限公司；ＧＬ－２４Ｍ高速冷凍離心機(jī)，長(zhǎng)沙湘麓離心機(jī)儀器有限公司；ＳＰ－７５２型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海光譜儀器有限公司。

１．２方法

１．２．１玫瑰色素最佳提取條件的確定

１）原料的預(yù)處理。將摘取的玫瑰花去掉花萼和花托，剔除枯黃、腐爛花瓣和其他雜質(zhì)，用去離子水漂洗，吸水紙吸干水分后粉碎備用。

２）提取劑的選擇。取等量的玫瑰花瓣，分別用等體積的不同溶劑在相同試驗(yàn)條件下提取，比較溶液顏色變化與溶解快慢，以確定合適的提取劑。

３）玫瑰色素最大吸收波長(zhǎng)的確定。以相應(yīng)提取劑為參比，對(duì)用最佳提取劑提取所得的色素溶液，用紫外分光光度計(jì)在２００～８００ ｎｍ范圍內(nèi)掃描，獲得玫瑰色素的最大吸收波長(zhǎng)。

４）單因素試驗(yàn)。在最大吸收波長(zhǎng)下分別測(cè)定其吸光度，進(jìn)行包括提取時(shí)間、提取溫度、料液比的單因素試驗(yàn)，從而逐步確定玫瑰色素的最佳提取條件。

１．２．２玫瑰色素理化性質(zhì)的研究準(zhǔn)確移取等體積稀釋后的色素供試液置于不同的條件下，分別在最大吸收波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度，探討ｐＨ、氧化劑、還原劑、金屬離子、食品添加劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響。

２結(jié)果與分析

２．１玫瑰色素最佳提取條件的探索結(jié)果

２．１．１提取劑的選擇從表１可以看出，從溶解情況來(lái)看，玫瑰色素易溶于極性溶劑，難溶或不溶于弱極性和非極性的溶劑；從顏色來(lái)看，０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ－９５％乙醇和０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ－甲醇對(duì)玫瑰色素均有很好的提取效果?？紤]到甲醇有一定的毒性，本著安全、經(jīng)濟(jì)的原則，選擇０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ－９５％乙醇作為提取劑。

２．１．２玫瑰色素最大吸收波長(zhǎng)將玫瑰色素提取液稀釋到可測(cè)試濃度，在２００～８００ ｎｍ范圍內(nèi)掃描。測(cè)定結(jié)果（圖１）表明，玫瑰色素在紫外光區(qū)約２８０ ｎｍ處有吸收，在可見(jiàn)光區(qū)５２０ ｎｍ處有最大吸收，在下面的試驗(yàn)中將測(cè)定波長(zhǎng)選定在５２０ ｎｍ處。據(jù)資料報(bào)道，花青苷類(lèi)色素的特征吸收譜帶在２７８ ｎｍ附近和５０７～５３６ ｎｍ范圍內(nèi)［４］，由此判斷玫瑰色素主要成分可能為花青苷類(lèi)色素。

２．１．３提取時(shí)間的選擇從圖２可以看出，提取初期隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，吸光度呈上升趨勢(shì)，到６０ ｍｉｎ時(shí)吸光度達(dá)最大，但６０ ｍｉｎ后吸光度有所下降且漸趨穩(wěn)定，可能是由于提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，部分色素會(huì)因?yàn)楣庹?、溫度等因素而結(jié)構(gòu)被破壞。因此，提取時(shí)間選為６０ ｍｉｎ左右較好。

２．１．４提取溫度的選擇由圖３可知，在３０～６０ ℃色素提取液的吸光度基本上不變，說(shuō)明在這一溫度范圍內(nèi)基本不影響色素的穩(wěn)定性；但在７０～１００ ℃范圍內(nèi)，隨著提取溫度的升高吸光度逐漸變小，說(shuō)明高溫對(duì)色素有一定的降解作用，故最佳提取溫度為６０ ℃，且玫瑰色素的保存應(yīng)當(dāng)避免高溫。

２．１．５料液比的選擇如果加入的提取劑過(guò)少，會(huì)有部分花瓣不被浸潤(rùn)，導(dǎo)致色素溶出不完全，而加入的提取劑過(guò)多又會(huì)增加成本。從圖４能看出，隨著料液比的減小吸光度升高，料液比為１∶２５（m/V，g∶mL，下同）后吸光度變化不大，說(shuō)明在此料液比下色素提取比較完全，結(jié)合經(jīng)濟(jì)的原則考慮，料液比選為1∶２５較合適。

２．２玫瑰色素理化性質(zhì)分析

２．２．１ｐＨ對(duì)色素穩(wěn)定性的影響玫瑰色素顏色會(huì)隨ｐＨ的變化發(fā)生變化，當(dāng)ｐＨ＜５時(shí)，色素呈紅色，隨ｐＨ增大紅色由深變淺；當(dāng)５＜ｐＨ＜７時(shí)，色素呈淺紫藍(lán)色；當(dāng)ｐＨ＞７時(shí)，色素逐漸變成黃綠色直至黃褐色。這與花青素的變化規(guī)律相一致［５］?？赡苁怯捎诓煌模穑仁够ㄉ赵肿咏Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變，存在著藍(lán)色醌式堿、紅色酚式黃鹽和無(wú)色查耳酮、甲醇假堿等相互轉(zhuǎn)化［６］。隨著ｐＨ的增加，吸光度逐漸下降，說(shuō)明酸性環(huán)境有利于保持玫瑰色素的穩(wěn)定性，堿性環(huán)境中其穩(wěn)定性會(huì)受到一定的破壞（圖５），因此在開(kāi)發(fā)和利用玫瑰色素時(shí)一定要保持其在合適的pH，可以考慮將其用于酸性食物的著色［７］。

２．２．２氧化劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響在酸性介質(zhì)中，氧化劑Ｈ２Ｏ２的體積分?jǐn)?shù)增加時(shí)，色素溶液的吸光度稍有降低但顏色變化不明顯（圖６）。說(shuō)明玫瑰色素有一定的抗氧化性，這與推測(cè)的其主要成分花青苷的性質(zhì)［8］吻合，可以將它應(yīng)用作化妝品及藥物的著色劑［9］。

２．２．３還原劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響由圖７可知，隨著還原劑維生素Ｃ濃度的增加，色素溶液的吸光度稍微升高但顏色不變，說(shuō)明維生素Ｃ的抗氧化性對(duì)玫瑰色素有一定的增色作用但不影響其結(jié)構(gòu)。

２．２．４金屬離子對(duì)色素穩(wěn)定性的影響由表２可知，在酸性介質(zhì)中，大多數(shù)金屬離子對(duì)玫瑰色素的穩(wěn)定性幾乎沒(méi)有影響并能穩(wěn)定保持色素的鮮艷顏色，Ｎａ＋、Ｍｇ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｕ２＋和Ａｌ３＋對(duì)色素有一定的增色作用；添加Ｆｅ２＋和Ｆｅ３＋后色素溶液雖然吸光度有所增加，但是顏色由玫紅色變?yōu)樽攸S色，可能是Ｆｅ２＋和Ｆｅ３＋與色素分子發(fā)生了絡(luò)合反應(yīng)，形成了莢心結(jié)構(gòu)絡(luò)合物［１０］，一定程度上破壞了玫瑰色素的結(jié)構(gòu)，因此玫瑰色素在生產(chǎn)、應(yīng)用和保存中應(yīng)避免和鐵器皿接觸。

２．２．５食品添加劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響由圖８可知，隨著葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉、食鹽這4種食品添加劑濃度的增加，玫瑰色素溶液的吸光度變化幅度很小，由此表明，玫瑰色素對(duì)食品添加劑在一定范圍內(nèi)具有良好的穩(wěn)定性，這有利于它們?cè)谑称分械膽?yīng)用。

３結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)，逐步確定了玫瑰色素提取的最佳條件為提取溫度６０ ℃，提取時(shí)間６０ ｍｉｎ，料液比１∶２５。

通過(guò)試驗(yàn)可以推測(cè)玫瑰色素主成分為花青苷類(lèi)色素［１１］，此方面還需要進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)證明。玫瑰色素其穩(wěn)定性比較好，能夠耐受６０ ℃以下的溫度，但長(zhǎng)時(shí)間高溫色素不穩(wěn)定。大多數(shù)金屬離子對(duì)玫瑰色素的穩(wěn)定性沒(méi)有影響，但Ｆｅ２＋和Ｆｅ３＋對(duì)玫瑰色素有不良的影響，因此玫瑰色素在生產(chǎn)、應(yīng)用和保存中應(yīng)避免和鐵器皿接觸。玫瑰色素有一定的抗氧化性，可以與維生素Ｃ配合使用，并且在酸性溶液中及較高濃度的食品添加劑溶液中（如葡萄糖、可溶性淀粉、食鹽、蔗糖等）較為穩(wěn)定，可作為飲料、食品的色素添加劑使用。

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