紫紅色四季報(bào)春花色素的提取及穩(wěn)定性研究

柴連周

(保山中醫(yī)藥高等專科學(xué)校，基礎(chǔ)部，云南保山678000)

四季報(bào)春花屬報(bào)春花科，又名四季櫻草、仙鶴蓮等?；ㄆ谑敲磕?～4月份，其花色有白色、紫紅色、藍(lán)色、洋紅色、淡紫色、淡紅色等，是云南8大名花之一［1］。

天然色素具有色澤自然、安全性高、特殊的芳香氣味等特點(diǎn)［2］，還有一定的藥理作用和營(yíng)養(yǎng)效果。隨著人類生活水平的提高，天然色素備受人們的親睞。從植物中提取色素是生產(chǎn)天然色素的主要途徑，常用的天然色素的提取方法有:溶劑提取法、超臨界流體萃取法、微波萃取法、酶法［3］。目前，關(guān)于杜鵑花、百合花、迎春花、玫瑰花等的素色提取及穩(wěn)定性研究已有很多報(bào)道［4］，但紫紅色四季報(bào)春花色素的提取及穩(wěn)定性研究鮮有報(bào)道［5－8］。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料、儀器與試劑

紫紅色四季報(bào)春花(采于楚雄師范學(xué)院)，洗凈，曬干，磨成粉末置于干燥器中備用。

無(wú)水乙醇、HCl、NaOH、H2O2、Na2SO3、FeCl3、KCl、MgCl2、NaCl、ZnCl2、可溶性淀粉、蔗糖、葡萄糖、檸檬酸均為分析純。

722型光柵分光光度計(jì)(山東高密彩虹分析儀器有限公司);PHS－2C型酸度計(jì)(金壇市大地自動(dòng)化儀器廠);L/L－S型電子天平(Switzerland);HH－S2S恒溫水浴鍋(金壇市大地自動(dòng)化儀器廠);SHZ－D循環(huán)水式真空泵(鞏義市英峪予華儀器廠)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 溶劑的選擇

取1.0g曬干的紫紅色四季報(bào)春花，分別置于水、95%酸性乙醇、95%堿性乙醇、65%酸性乙醇、65%堿性乙醇中浸泡6h，過濾后減壓抽濾得到色素母液，觀察母液顏色，進(jìn)而衡量色素提取效果。

1.2.2 紫紅色四季報(bào)春花色素最大吸收波長(zhǎng)的確定

吸取色素母液5.00 mL用蒸餾水稀釋到100 mL后調(diào)pH=1，靜置2 min，以蒸餾水為參比溶液，用分光計(jì)在200～700 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)每隔10 nm測(cè)定一次溶液的吸光度，以確定紫紅色四季報(bào)春花色素的最佳吸收波長(zhǎng)。

1.2.3 紫紅色四季報(bào)春花色素的穩(wěn)定性分析

1)溫度對(duì)色素的穩(wěn)定性的影響

分別取7份10.00 mL pH=1的色素稀釋液(色素母液以1∶20稀釋)于7支比色管中，分別在不同的溫度下加熱1h，迅速冷卻至室溫后觀察其顏色變化，以蒸餾水作參比溶液，測(cè)定其吸光度。

2)光對(duì)色素的穩(wěn)定性的影響

將色素母液按1∶20稀釋，并調(diào)節(jié)pH=1，然后分別取3份10.00 mL的稀釋液于3支比色管中，并分別置于室內(nèi)黑暗處、自然光(非直射光)照射、日光直接照射(從窗外射進(jìn))，1 h后用蒸餾水作參比溶液，在最大吸收波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度。

3)pH值對(duì)色素穩(wěn)定性的影響

將吸取的2.50 mL色素母液按1∶20稀釋，取8份5.00 mL稀釋液，其中7份分別加入HCl或NaOH 調(diào)整 pH 為 1、2、3、5、7、9、11，定容到 10.00 mL，剩余的1份用蒸餾水定容留做對(duì)照，放置1 h后，觀察不同pH值時(shí)色素溶液顏色的變化，并測(cè)定其吸光度。

4)金屬離子對(duì)色素穩(wěn)定性的影響

配制含各種金屬離子的鹽溶液，濃度為0.080 mol/L，并吸取6份5.00 mL pH=1的按1∶20稀釋的色素液，置于6支比色管中，其中5份分別用不同的金屬離子溶液定容，剩余的1份用蒸餾水定容，室溫下放置7 h，記錄顏色的變化，并測(cè)定其吸光度。

5)氧化劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響

配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1% 、0.2%、0.3% 、0.4%的H2O2溶液，吸取5份5.00 mL pH=1的色素稀釋液(色素母液以1∶20稀釋)于5支比色管中，分別以H2O2溶液定容至刻度，搖勻后放置30 min，觀察其顏色變化，并以各質(zhì)量分?jǐn)?shù)的H2O2溶液作參比溶液，在最大吸收波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度。

6)還原劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響

配制濃度為 2.0 ×10－3、4.0 ×10－3、6.0 ×10－3、8.0×10－3mol/L 的 Na2SO3溶液，吸取 5 份5.00 mL pH=1的按1∶20稀釋的色素液于5支比色管中，分別以各濃度的Na2SO3溶液定容至刻度，搖勻后放置30min，觀察其顏色變化，并以各濃度的Na2SO3溶液作參比溶液，測(cè)定其吸光度。

7)食品添加劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響

配制一定濃度的葡萄糖、蔗糖、檸檬酸及可溶性淀粉的色素溶液，1 h后，目測(cè)色素液顏色變化，并測(cè)定其吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同溶劑對(duì)色素的提取效果

紫紅色四季報(bào)春花色素在不同溶劑中的溶解情況見表1。由表1可知，紫紅色四季報(bào)春花色素在水及乙醇中溶解性能較好，為水溶性色素，其中pH=1的95%酸性乙醇作浸提溶劑更為合適，且除去溶劑的溫度低，有利于色素的穩(wěn)定，提取方法簡(jiǎn)單，易推廣。

表1 紫紅色四季報(bào)春花色素在不同溶劑中的溶解情況Table 1 Four Seasons purple primrose pigment dissolved in different solvents

2.2 色素的光譜特征

稀釋后的色素提取母液的吸光度測(cè)定結(jié)果如圖1和表2所示。

圖1 紫紅色四季報(bào)春花色素的吸收光譜Figure 1 Absorption spectrum of four seasons purple primrose pigment

從圖1可知，紫紅色四季報(bào)春花色素在380～390 nm波長(zhǎng)處有一吸收峰。由表2可知，紫紅色四季報(bào)春花色素的最大吸收波長(zhǎng)出現(xiàn)在可見光區(qū)的382 nm處，探討其穩(wěn)定性均在382 nm下測(cè)定吸光度。

表2 紫紅色四季報(bào)春花色素在不同波長(zhǎng)下的吸光度Table 2 Absorbance of four seasons purple primrose pigment at different wavelengths

2.3 色素的穩(wěn)定性分析

2.3.1 溫度對(duì)色素的影響

將色素稀釋液放在不同的溫度下加熱1h后，測(cè)定其吸光度，結(jié)果見表3。

表3 不同溫度對(duì)色素的影響Table 3 Effect of different temperatures on pigment

由表3可知，當(dāng)溫度≤50℃時(shí)，溫度對(duì)色素穩(wěn)定性基本沒有影響;當(dāng)溫度≥60℃時(shí)，色素液顏色較室溫時(shí)淡，且溫度升高，吸光度變小。說明紫紅色四季報(bào)春花色素在中等溫度穩(wěn)定性尚好，但溫度超過60℃影響就不能忽視了。

2.3.2 光照對(duì)色素的影響

將色素置于不同的光照1 h后，在382 nm波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 光照對(duì)色素的影響Table 4 Effect of light on the pigment

由表4可知，光照強(qiáng)度增強(qiáng)，色素的吸光度值變化不大，色素溶液的顏色依然是紫紅色，清澈無(wú)沉淀發(fā)生，表明該色素的耐光性較好。

2.3.3 pH值對(duì)色素的影響

不同pH條件下測(cè)得溶液的吸光度如表5所示。

表5 pH對(duì)色素穩(wěn)定性的影響Table 5 Effect of pH on the stability of the pigment

由表5可知，在堿性條件下，此色素成黃、綠色，說明紫紅色四季報(bào)春花色素在堿性條件下不穩(wěn)定;在酸性條件下顏色變化不明顯，說明該色素耐酸性較好，其中pH＜5時(shí)，色素溶液顏色比較穩(wěn)定，適宜于酸性條件下使用;pH≥5時(shí)顏色改變，但顏色改變具有可逆性，可通過酸堿進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.3.4 金屬離子對(duì)色素的影響

金屬離子對(duì)色素提取液穩(wěn)定性的影響見表6。

表6 金屬離子對(duì)色素影響Table 6 Effect of metal ions on the pigment

從表6可知，金屬離子對(duì)紫紅色四季報(bào)春花色素的影響呈現(xiàn)價(jià)數(shù)越高影響程度越大的趨勢(shì)。高價(jià)金屬離子如Fe3+對(duì)色素影響很大，Mg2+、Zn2+使色素顏色變淡，但影響不大，其它金屬離子對(duì)色素基本沒有影響。

2.3.5 氧化劑及還原劑對(duì)色素的影響

氧化劑及還原劑對(duì)色素的影響見表7、表8。由表7、表8可知，在還原劑和氧化劑存在的情況下，色素溶液易變色，說明該色素不耐氧化劑和還原劑，如果使用該色素應(yīng)使其避免接觸還原劑和氧化劑。

表7 H2O2對(duì)色素的影響Table 7 Effect of H2O2on pigment

表8 Na2SO3對(duì)色素的影響Table 8 Effect of Na2SO3on pigment

2.3.6 食品添加劑對(duì)色素的影響

食品添加劑對(duì)色素的影響結(jié)果見表9。

表9 食品添加劑對(duì)色素的影響Table 9 Effect of food additives on the pigment

由表9可知，葡萄糖、蔗糖和可溶性淀粉對(duì)色素的影響很小，目視溶液顏色幾乎無(wú)變化;隨檸檬酸濃度的增加，色素的吸光度增大，目視溶液顏色加深，表明檸檬酸對(duì)色素有增色作用。

3 結(jié)論

試驗(yàn)研究結(jié)果表明:紫紅色四季報(bào)春花色素溶解性能優(yōu)異，從經(jīng)濟(jì)角度考慮可用95%酸性乙醇溶解，且該色素在382 nm處有最大吸收峰;該色素在酸性溶液中較穩(wěn)定，且具有較好的光穩(wěn)定性，但當(dāng)溫度≥60℃時(shí)穩(wěn)定性差;該色素的抗氧化劑和還原劑能力差，金屬離子Na+，K+對(duì)其穩(wěn)定性影響不大，Mg2+，Zn2+使色素溶液顏色變淺，而Fe3+對(duì)該色素的穩(wěn)定性影響較大，故運(yùn)輸儲(chǔ)存中應(yīng)避免使用鐵器;常用食品添加劑對(duì)其穩(wěn)定性影響不大，檸檬酸對(duì)色素有添色作用，為該色素能夠?yàn)槭称诽砑觿┑拈_發(fā)利用提供一定的試驗(yàn)參考。

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