紅樹莓色素提取方法比較及穩(wěn)定性研究

董彩軍，李鋒，邵元建

（南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南通226007）

紅樹莓色素提取方法比較及穩(wěn)定性研究

董彩軍，李鋒，邵元建

（南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南通226007）

采用超聲波法、酸化乙醇法和大孔樹脂法3種方法提取紅樹莓色素，通過正交實(shí)驗(yàn)確定了每種方法的最佳提取工藝參數(shù)，并對紅樹莓色素的穩(wěn)定性進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明，酸化乙醇提取法提取紅樹莓色素的得率最高，大孔樹脂法紅樹莓色素純度高；紅樹莓色素在酸性pH下色彩較好，同時具有較好的耐熱性和光穩(wěn)定性。

紅樹莓；色素；提取方法；穩(wěn)定性

紅樹莓原產(chǎn)北美，于1986年首次從美國引入我國。為薔薇科懸鉤子屬多年生落葉果樹，小灌木，俗稱“覆盆子”、“托盤”、“馬林”、“梅子”等[1]。全世界有樹莓品種數(shù)百種，可食用的主要有紅樹莓和黑樹莓兩種[2]。紅樹莓營養(yǎng)豐富齊全，含有多種人體不可缺少且易吸收的營養(yǎng)元素，如VB2、鈣、鋅、鐵、鎂等，尤其是VC含量是蘋果的5倍[3]。紅樹莓的成熟果實(shí)含有豐富的紅色素，含量為30mg/100 g～60mg/100 g鮮果[4]，其中花色苷是主要的呈色物質(zhì)。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明，花色苷在生理環(huán)境下表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抗氧化、清除自由基、抗突變、降低血清膽固醇、預(yù)防心腦血管疾病、保護(hù)肝臟、抑制腫瘤細(xì)胞發(fā)生、抗菌等生物活性[5-7]。

紅樹莓已被開發(fā)加工成多種營養(yǎng)美味的食品，但對其色素的提取及功能性研究較少。本實(shí)驗(yàn)研究了不同紅樹莓花色苷的提取方法，篩選一種最優(yōu)的紅樹莓色素提取方法，并研究了紅樹莓色素在食品應(yīng)用中的穩(wěn)定性，為開發(fā)功能性天然色素和綜合利用紅樹莓資源奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)用紅樹莓由南通安利可農(nóng)產(chǎn)品科技有限公司提供，將紅樹莓置于冰箱中冷凍保藏。

1.2 紅樹莓色素提取方法

1.2.1 超聲波法[8]

洗凈的紅樹莓凍果在室溫放置解凍，完全解凍后將紅樹莓果用打漿機(jī)打碎，按1∶10加入50％乙醇溶液超聲提取，提取液提取3次并過濾，合并濾液定容，測定濾液吸光度，計(jì)算鮮果中花色苷總量。

1.2.2 酸化乙醇法[9]

洗凈的紅樹莓凍果在室溫放置解凍，完全解凍后將紅樹莓果用打漿機(jī)打碎，以pH3濃度為80％的乙醇溶液按1∶15的料液比提取紅樹莓色素，提取液提取3次并過濾，合并濾液定容，測定濾液吸光度，計(jì)算鮮果中花色苷總量。

1.2.3 大孔樹脂法[10]

洗凈的紅樹莓凍果在室溫放置解凍，完全解凍后將樹莓于45℃烘箱中鼓風(fēng)干燥，粉碎機(jī)粉碎成粉末。稱取樹莓粉5.0 g，加入體積分?jǐn)?shù)為50％的乙醇溶液100mL，調(diào)節(jié)溶液pH至3.0，攪拌浸提1h，真空抽濾，濃縮樹莓花色苷粗提液，定容至100mL。過大孔樹脂柱，對粗紅樹莓色素純化。測純化液吸光度，計(jì)算鮮果中花色苷總量。

1.3 紅樹莓色素測定方法[11]

參考肖軍霞的方法稍做改動。準(zhǔn)確吸取紅樹莓色素提取液1mL與10mL pH1.0的鹽酸緩沖液混合搖勻；準(zhǔn)確吸取紅樹莓色素提取液1mL，與10mL pH4.5的醋酸緩沖液混合搖勻。分別用pH1.0和pH4.5的醋酸緩沖液為空白對照，于510 nm處測吸光值，按照下列公式計(jì)算花色苷提取量：

式中：X為為紅樹莓花色苷含量，（mg/g）；ΔT為為吸光值A(chǔ)pH1和ApH4.5的差值；V為為稀釋體積，L；F為為稀釋倍數(shù)；M為為矢車菊素-3-葡萄糖苷的相對分子質(zhì)量（449 g/mol）；ε為為矢車菊素-3-葡萄糖苷的摩爾消光系數(shù)[29 600 L/（mol·cm）]；m為為樣品質(zhì)量，g；b為為比色皿厚度（1 cm）。

2 結(jié)果與討論

2.1 3種不同色素提取方法提取紅樹莓色素得率

不同色素提取方法提取紅樹莓色素得率見表1。

表1 不同提取方法紅樹莓色素得率Table1 Pigment of red raspberry yield with different extraction method

按照1.2中所述方法，通過正交試驗(yàn)得出最佳提取工藝。在最佳提取條件下紅樹莓色素得率如表1所示。紅樹莓色素超聲波提取受到溶劑濃度、料液比、溫度和時間等因素的影響，本實(shí)驗(yàn)選用50％乙醇做為提取劑，在最佳料液比1∶10，提取溫度40℃，提取時間30min提取次數(shù)3次條件下，色素總量達(dá)到0.161mg/g；酸化乙醇提取法在提取溶劑為80％乙醇，提取溫度72℃，提取時間1 h，料液比1∶8，提取pH為3，提取次數(shù)3次的條件下，色素總量達(dá)到0.203mg/g；大孔樹脂法提取法采用AB-8型大孔樹脂，將pH3.0樹莓原汁注入樹脂柱中，吸附后用pH3濃度為60％乙醇溶液洗脫至無色，將收集液真空干燥至恒重，產(chǎn)品收率為1.8％，色素總量達(dá)到0.103mg/g。

由此得出，酸化乙醇提取方法是3種方法中得率最高的一種方法；大孔樹脂法得率最低，但大孔樹脂將色素純化，得到的色素純度最高。

2.2 紅樹莓色素的pH穩(wěn)定性

不同pH下紅樹莓色素的顏色影響見表2。

表2 不同pH下紅樹莓色素的顏色影響Table2 Effect of different acidity on the absorbance of pigment's hue

在不同pH條件下，紅樹莓色素會呈現(xiàn)出不同的顏色，其顏色變化規(guī)律如表2所示。實(shí)驗(yàn)證明pH在1～5之間時，色素溶液為深紫色，隨著pH升高，顏色稍變淺，經(jīng)紫紅色變?yōu)榧t色；pH5～8之間，隨著pH升高，色素溶液顏色由鮮紅色經(jīng)淺紅色變成橙紅色；pH繼續(xù)升高，顏色變?yōu)闇\黃色。原因可能是由于在不同氫離子濃度的溶液中，受到氫離子的影響，色素分子的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，從而導(dǎo)致了顏色的變化。由此可見，紅樹莓色素在使用時應(yīng)注意溶液的酸堿性，pH＝5時，樹莓色素為鮮亮的紅色。

2.3 紅樹莓色素的熱穩(wěn)定性

將樹莓色素溶液放置于不同溫度下，考察溫度對紅樹莓色素穩(wěn)定性的影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同溫度對紅樹莓色素穩(wěn)定性影響Fig.1 Temperature's effect on the stability of the pigment

隨著溫度升高，樹莓色素的吸光度值呈下降趨勢，溫度越高下降幅度越大。原因可能是隨著溫度的升高，色素的分解率會加快，色素不穩(wěn)定。說明在使用過程中，應(yīng)盡量避免持續(xù)高溫，從而降低其受熱破壞程度。如果做為食品色素使用，只要熱處理溫度不超過100℃或采用超高溫短時殺菌工藝，對顏色的影響是很小的。

2.4 紅樹莓色素的光穩(wěn)定性

將pH為4的樹莓色素溶液分別放置于室內(nèi)和室外陽光照射處，每隔12小時測定一次吸光度，其結(jié)果如圖2所示。

圖2光對紅樹莓色素穩(wěn)定性影響Fig.2 Light effect on the stability of the pigment

圖2 結(jié)果表明，室外陽光照射的樣品，吸光度值下降幅度明顯大于室內(nèi)放置樣品，證明色素對光線比較敏感。光對色素影響是雙面的，首先光是色素生物合成的重要因子，但同時光又會加速色素的降解，避光條件下色素的吸光度下降較少，因此紅樹莓色素應(yīng)在避光條件下保存。如果將紅樹莓色素用做食品色素，食品的放置一定要注意避免陽光直射。

3 結(jié)論

通過對3種不同的紅樹莓色素提取工藝研究，酸化乙醇法提取紅樹莓色素得率最高，采用大孔樹脂提取法得到的樹莓色素的純度最好。要得到較高純度和得率的色素產(chǎn)品，可以將兩種提取方法結(jié)合使用。

穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明：紅樹莓色素在酸性條件下顏色比較鮮艷，適合于添加在酸性食品中；紅樹莓色素有較好的熱穩(wěn)定性，對食品熱加工處理要求不高；陽光直射會對紅樹莓色素顏色產(chǎn)生影響，最好要避光保藏。

[1]房玉林,趙現(xiàn)華,張昂,等.不同釀造工藝對樹莓干酒香氣成分的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008,36(11):197-202

[2]王彥輝,張清華.樹莓優(yōu)良品種與栽培技術(shù)[M].北京:金盾出版社, 2003

[3]王文芝.樹莓果實(shí)營養(yǎng)成分初報(bào)[J].西北園藝,2001(2):13-14

[4]白立敏,辛秀蘭,江波,等.樹莓紅色素的提取及穩(wěn)定性研究[J].食品工業(yè)科技,2007(28):179-181

[5]薛紅瑋,陳向民,牟德華．花色苷類色素抗氧化活性研究進(jìn)展[J]．食品研究與開發(fā),2009,30(7):190-192

[6]孫希云,趙秀紅,張琦,等．紅樹莓花色苷粗提物抗氧化性能與抑菌作用研究[J]．食品工業(yè)科技,2009,31(3):132-135

[7]Dvaranauskait A,Venskutonis P R,LabokasJ.Radical scavenging activity of raspberry(RubusidaeusL.)fruit extracts[J].Acta Alimentaria,2006(35):73-83

[8]王豐,明哲.紅樹莓色素提取及穩(wěn)定性研究[J].北方園藝,2010 (20):14-18

[9]肖軍霞,黃國清,仇宏偉,等.紅樹莓花色苷的提取及抗氧化活性研究[J].食品科學(xué),2011(8):15-18

[10]郭慶啟,張娜,付立營,等.大孔樹脂法純化樹莓花色苷及初步鑒定[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2010(6):171-174

[11]肖軍霞,黃國清,耿欣.紅樹莓色素的定性鑒定及提取工藝研究[J].食品研究與開發(fā),2012(2):112-115

Comparison of Extraction Methods and Color Stability Study on Pigment of Red Raspberry

DONG Cai-jun，LI Feng，SHAO Yuan-jian
（Nantong Agricultural vocational technology college，Nantong226007，Jiangsu，China）

Three methods，ultrasound extraction，acidified ethanol and resin were applied to extract pigment from red raspberry，and the optimal extraction conditions were determined by orthogonal array design.Result indicated that using acidified ethanol method，the pigment extracting from red raspberry was the highest；using resin method，the pigment is of highest purity.The stability of pigment of raspberry was studied too.Result prove that the pigment has brightly colored in low pH，high fever stability and light stability.

red raspberry；pigment；extraction method；stability

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.04.018

2013-08-15

董彩軍（1981—），女（漢），講師，碩士，研究方向：天然產(chǎn)物研究與開發(fā)。