南燭葉中烏飯成分的水提工藝優(yōu)化及色素環(huán)境穩(wěn)定性研究

陸芝娟，周 兵，李英華

(浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江杭州 310018)

近年來，合成色素的非法或超標(biāo)使用引發(fā)了諸多食品或化妝品安全事故。因此，開發(fā)研制天然色素，并利用天然色素代替人工合成色素已經(jīng)成為食品、化妝品行業(yè)的發(fā)展新趨勢[1]。目前，食品中的色素添加中，天然色素所占比例不足20%，因此越來越多的科研工作者研究從天然植物中提取天然色素并研究它們的穩(wěn)定性[2-4]。南燭又稱烏飯樹(VacciniumbracteatumThunb)為杜鵑花科植物，在我國分布極廣[5]。據(jù)本草記載烏飯葉應(yīng)用歷史悠久，能夠益精氣、強(qiáng)筋骨、明目、益腸胃和補(bǔ)骨髓等，并有報(bào)道指出烏飯葉具有促進(jìn)視紅素再合成、Vp樣機(jī)能、改善血液微循環(huán)、抗?jié)?、抗炎癥、抗衰老、止泄、抗菌等多種生理活性[6-7]。烏飯樹葉含有花青素、無羈萜、表無羈萜醇、β-谷甾醇、熊果酸、藍(lán)黑色素、異葒草素、對(duì)羥基桂皮酸、內(nèi)消旋肌醇、α-亞麻酸、烏索酸、齊墩果酸、三十一烷和鞣質(zhì)等多種活性成分[8-9]。迄今為止，國內(nèi)外關(guān)于南燭葉的研究尚未引起足夠重視，尚屬于未開發(fā)的植物資源。研究表明，烏飯色素是水溶性色素[10]，故筆者以水為提取劑，通過單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)南燭中烏飯色素的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，并研究色素不同應(yīng)用環(huán)境的穩(wěn)定性，以期為南燭的進(jìn)一步開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1研究對(duì)象。南燭葉為采自浙江寧波郊區(qū)的山上的南燭灌木的枝葉。

1.1.2主要儀器。78HW-1數(shù)顯恒溫磁力攪拌器，購自杭州儀表電機(jī)有限公司；HH-2恒溫水浴鍋和Agilent 8453E紫外分光光度計(jì)，均購自Agilent公司；PHS-2C pH計(jì)，購自上海雷韻試驗(yàn)儀器制造有限公司。

1.1.3主要試劑。大米，購自杭州聯(lián)華超市的五常米；NaOH、HCl等均為分析純，水為娃哈哈純凈水，市售。

1.2方法

1.2.1南燭葉提取方法。將采集3 d以內(nèi)的新鮮南燭葉用蒸餾水洗凈后，用剪刀剪成0.5 cm寬、2.0 cm長的細(xì)條。稱取一定質(zhì)量的葉條于已經(jīng)在水浴鍋中預(yù)熱至設(shè)定溫度的一定體積的純凈水中，啟動(dòng)攪拌，并安裝好冷凝回流裝置，攪拌浸出一段時(shí)間后過濾，取濾液稀釋至一定體積測定吸光度，以吸光度來代表色素的提取得率。

1.2.2單因素考察。(1)提取溫度對(duì)烏飯成分提取得率的影響。精確稱取洗凈切好10.000 g烏飯葉，按料液比1∶10(W/V，g/ml，下同)加入蒸餾水，在溫度為75、80、85、90、95和100 ℃下提取 90 min，過濾，取續(xù)濾液0.1 ml稀釋到50 ml的容量瓶中，搖勻，在317 nm波長下測定吸光度，考察溫度對(duì)提取得率的影響。(2)提取時(shí)間對(duì)烏飯成分提取得率的影響。精確稱取10.000 g烏飯葉，按料液比1∶10(g/ml)加入蒸餾水，在85 ℃下浸提，時(shí)間分別為30、60、90、120和150 min，過濾，取續(xù)濾液0.1 ml稀釋到50 ml的容量瓶中，搖勻，在317 nm波長下測定吸光度，考察時(shí)間對(duì)提取得率的影響。(3)料液比對(duì)烏飯成分提取得率的影響。精確稱取10.000 g烏飯葉，在85 ℃下浸提，時(shí)間為90 min，按料液比分別為1∶5、1∶8、1∶10、1∶12和1∶15加入蒸餾水，過濾，取續(xù)濾液0.1 ml稀釋到50 ml的容量瓶中，搖勻，在317nm波長下測定吸光度，考察料液比對(duì)提取得率的影響。

1.2.3工藝擴(kuò)大對(duì)提取烏飯成分得率的影響。分別精確稱取5.000、10.000、20.000、50.000和100.000 g烏飯葉，在85 ℃，時(shí)間為90 min，料液比位1∶10下浸提，取0.1 ml稀釋到50 ml的容量瓶中，搖勻，進(jìn)行測定，考察工藝擴(kuò)大對(duì)提取烏飯成分的影響。

1.2.4烏飯色素成分環(huán)境穩(wěn)定性研究。按照單因素試驗(yàn)中最佳提取工藝條件提取烏飯成分，冷卻，分成4份，1份用鹽酸調(diào)pH至4，1份用NaOH調(diào)pH至11，1份在85 ℃下加熱，1份在室溫下，分別于1、2、3、4和5 h測定其吸光值，觀察烏飯成分在不同pH值和不同環(huán)境下的穩(wěn)定性。并將試驗(yàn)溶液與大米共煮，觀察煮熟后大米變黑的情況來驗(yàn)證烏飯成分的穩(wěn)定性。

2 結(jié)果與分析

2.1單因素考察試驗(yàn)

2.1.1提取溫度對(duì)烏飯成分提取得率的影響。圖1表明，隨著溫度的增加，烏飯成分的提取得率增加。當(dāng)溫度超過85 ℃時(shí)，吸光度隨溫度的增加而下降?？赡苁怯捎跍囟雀哂?5 ℃時(shí)，其穩(wěn)定性下降所導(dǎo)致。

圖1 提取溫度對(duì)烏飯成分提取得率的影響

2.1.2提取時(shí)間對(duì)烏飯成分提取得率的影響。圖2表明，從30～90 min，烏飯成分提取得率呈上升趨勢。當(dāng)超過90 min時(shí)，提取得率呈現(xiàn)穩(wěn)定趨勢。因此確定提取烏飯成分的最佳時(shí)間為90 min。

圖2 提取時(shí)間對(duì)烏飯成分提取得率的影響

2.1.3提取料液比對(duì)烏飯成分提取得率的影響。圖3表明，隨著料液比的增加，烏飯成分的提取得率增加。當(dāng)料液比為1∶10時(shí)，烏飯成分的提取得率最高；之后隨著料液比的增加，提取得率變化不明顯。因此確定烏飯成分提取的最佳料液比為1∶10。

圖3 料液比對(duì)提取烏飯成分提取得率的影響

2.2工藝擴(kuò)大對(duì)提取烏飯成分提取得率的影響圖4表明，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，隨著提取工藝的放大，烏飯成分的提取得率變化不大。說明在工藝放大過程中，烏飯成分的提取得率基本未受影響，該提取工藝可以進(jìn)行放大生產(chǎn)。

圖4 工藝放大對(duì)提取烏飯成分提取得率的影響

2.3烏飯葉中烏飯成分的穩(wěn)定性研究圖5表明，在酸性溶液條件下，烏飯葉中的烏飯成分在3 h內(nèi)穩(wěn)定性較好；4 h后，其吸光度開始下降。在堿性溶液條件下，烏飯葉中的烏飯成分穩(wěn)定性較差，隨著時(shí)間的變化，吸光值逐漸降低。在室溫條件下的穩(wěn)定性大于85 ℃。和大米共煮后的試驗(yàn)現(xiàn)象也證明了烏飯成分在酸性條件、室溫條件的烏飯效果要優(yōu)于85 ℃條件，而堿性條件下的烏飯成分沒有烏飯效果。因此，建議烏飯成分宜保存于室溫和中性環(huán)境中，而堿性條件會(huì)破壞烏飯成分的烏飯效果。

圖5 不同環(huán)境下的烏飯成分穩(wěn)定性

3 結(jié)論

南燭葉中烏飯成分的最佳提取工藝參數(shù)為：料液比1∶10 g/ml，提取溫度85 ℃，提取時(shí)間為90 min；且工藝放大對(duì)產(chǎn)品提取得率影響不大。色素溶液在酸性和室溫條件下較為穩(wěn)定，而在高溫和堿性條件下穩(wěn)定性較差，在堿性環(huán)境中烏飯效果喪失。烏飯色素不宜在高溫和堿性環(huán)境中保存。該研究為烏飯色素的開發(fā)利用奠定了理論基礎(chǔ)。

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