一種天然綠色素改性產(chǎn)物的光熱穩(wěn)定性研究

郭艷華，張玉敏，李艾華，吳旺喜，許國權(quán)

（江漢大學(xué)　a.化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院；b.生命科學(xué)學(xué)院，湖北武漢　430056）

一種天然綠色素改性產(chǎn)物的光熱穩(wěn)定性研究

郭艷華a，張玉敏a，李艾華a，吳旺喜a，許國權(quán)b

（江漢大學(xué)a.化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院；b.生命科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430056）

摘要：研究了藜蒿葉綠色素改性制取的綠色素銅鈉鹽的吸收光譜，測定了藜蒿葉綠色素銅鈉鹽在不同酸堿、不同環(huán)境下的光照、加熱等條件下的穩(wěn)定性。結(jié)果表明：藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的吸收光譜與市售的葉綠素銅鈉鹽的特征吸收類似；藜蒿葉綠色素銅鈉鹽對酸堿、光照、熱均有很好的耐受性。

關(guān)鍵詞：藜蒿葉綠色素；葉綠素銅鈉鹽；光熱穩(wěn)定性；天然綠色素

天然植物色素作為重要的食品添加劑，其中絕大多數(shù)色素?zé)o副作用、安全性高，同時因其含有的黃酮、多酚類化合物都是人體必需的營養(yǎng)物質(zhì)［1-4］，在重視食品安全的大環(huán)境下，越來越受到人們的青睞。天然植物色素具有很多優(yōu)點的同時也具有一些不利的性質(zhì)特點，許多天然植物色素穩(wěn)定性較差，這使得應(yīng)用受到一定限制。將天然色素制成其鹽的形式是提高天然色素的穩(wěn)定性的可行方法，國內(nèi)外已有用蠶沙、竹葉、水浮蓮葉等制取葉綠素銅鈉鹽的報道［5-8］，對天然色素的穩(wěn)定性研究也有一些報道［9-12］。本實驗研究以藜蒿葉綠色素改性制取的藜蒿葉綠色素銅鈉鹽［13］的光熱穩(wěn)定性，為藜蒿葉綠色素的開發(fā)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1　實驗材料

1.1原材料

市售新鮮藜蒿葉，從武漢中百倉儲超市購得。

1.2主要儀器

UV-240紫外-可見分光光度計，日本島津公司；721分光光度計，上海精密科學(xué)儀器有限公司；pHS-2型精密酸度計，上海精密科學(xué)儀器有限公司；AY 220型電子天平，日本島津公司；紫外燈125W，上海亞旺燈泡廠。

1.3主要試劑

HCl（分析純），NaOH（分析純）。

2　實驗方法

2.1藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的制備

將洗凈的新鮮藜蒿葉自然晾干，用剪刀剪成3～10 mm大小，粉碎，用超聲波方法提取藜蒿葉綠色素，并制備綠色素銅鈉鹽［13］，得到綠色產(chǎn)品，置于暗處保存作為光熱穩(wěn)定性實驗樣品。

2.2藜蒿葉綠色素和綠色素銅鈉鹽的吸收光譜測定

用吸量管吸取0.5 mL綠色素銅鈉鹽溶液，分別移入10 mL比色管中，用蒸餾水稀釋至刻度線。向另外一支比色管中移人0.5 mL浸提溶劑，稀釋至刻度線，用1 cm比色皿在紫外光譜儀上測200～700 mn范圍內(nèi)的吸收光譜。

2.3藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的耐酸堿性

酸堿性對天然色素的影響主要是使天然色素的結(jié)構(gòu)或組成發(fā)生變化，從而使其顏色發(fā)生變化，本實驗探討了不同的酸度條件對藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的影響。將pH值分別為5、7、9、11的藜蒿葉綠色素銅鈉鹽溶液在室溫下放置1h，目測其顏色變化，然后測其吸光度。

2.4熱對藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的影響測定

取pH值為7的藜蒿葉綠色素銅鈉鹽溶液分別在20、40、60、80、100℃下恒溫水浴加熱1 h，測其吸光值，并目測其顏色變化。

2.5光照對藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的影響測定

2.5.1自然光照射將pH=7的藜蒿葉綠色素銅鈉鹽溶液在室溫自然光下放置0、1、10、30 d，目測其顏色變化，并測其吸光度。

2.5.2紫外光照射將pH=7的藜蒿葉綠色素銅鈉鹽溶液置于紫外燈下分別照射5、10、15、20、30、120 min，目測其顏色變化，并測其吸光度。

3　實驗結(jié)果

3.1藜蒿葉綠色素和綠色素銅鈉鹽的吸收光譜

按2.2的實驗步驟試驗，得到藜蒿葉綠色素和綠色素銅鈉鹽的吸收光譜見圖1。

圖1　藜蒿葉綠色素和綠色素銅鈉鹽的吸收光譜Fig.1　 Absorption spectrum of artemisia selengensis leaf pigment and sodium copper chlorophyllin

由圖1可知，所得藜蒿葉綠色素的最大吸收波長為420 nm和669 nm，而葉綠素的兩個最大吸收波長為420～450 nm和440～470 nm，與葉綠素基本吻合。由于提取的綠色素主要成分為葉綠素，還含有極少量胡蘿卜素和葉黃素，是由多種色素混合在一起的（此結(jié)果是本課題經(jīng)薄層色譜分離研究而得）。本課題制備得到的藜蒿葉綠色素銅鈉鹽在410 nm和630 nm處有最大吸收峰，與目前市售的葉綠素銅鈉鹽的特征吸收峰（在415 nm和630 nm處有最大吸收峰）基本一致［14］，結(jié)果表明：本課題制備得到的藜蒿葉綠色素銅鈉鹽其成分基本上是葉綠素銅鈉鹽。

3.2藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的耐酸堿性

按2.3的實驗步驟試驗，得到藜蒿葉葉綠素銅鈉鹽的耐酸堿性見表1。由表1可知藜蒿葉綠色素銅鈉鹽在不同的酸度條件下吸收峰的位置（410 nm，630 nm）沒有發(fā)生變化，而吸光度只是在可見光區(qū)吸收峰410 nm左右很窄的波長范圍內(nèi)有很小變化，吸光度的大小順序為：pH=11＞pH= 9＞pH= 7＞pH= 5，pH=9到pH= 5吸光度變化很??；其他可見光區(qū)吸光度幾乎沒有變化，同時觀測到藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的顏色無明顯變化，其顏色始終為綠色，說明藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的耐酸堿性很好，且在堿性和弱酸性條件下很穩(wěn)定，幾乎不分解，這正是食品和藥品通常的酸堿范圍，適用于食品和藥品的著色。

表1　不同酸堿性條件下的吸光度Tab.1 Absorbance in different pH conditions

3.3熱對藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的影響

按2.5.1的實驗步驟試驗，得到自然光對藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的影響見表2。

表2　不同溫度條件下的吸光度Tab.2 Absorbance in different temperature conditions

表2說明：藜蒿葉綠色素銅鈉鹽在pH值為7的不同溫度條件下吸收峰的位置（410 nm，630 nm）沒有發(fā)生變化，說明組成沒有變化。在可見光范圍內(nèi)，吸光度變化很小，變化相對稍大的是在吸收峰410 nm附近。20～80℃之間吸光度幾乎沒有變化，藜蒿葉綠色素銅鈉鹽分解率小于0.6％，顏色無變化；當(dāng)溫度上升到100℃時，吸光度相對有些變化，在410 nm處變化最大，藜蒿葉綠色素銅鈉鹽分解率為1.5％，顏色無明顯變化，說明藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的耐熱性好。

3.4光對藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的影響

3.4.1自然光照射按2.5.1的實驗步驟試驗，得到自然光對藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的影響見表3。由表3可知，pH =7的藜蒿葉綠色素銅鈉鹽溶液在室溫自然光下經(jīng)不同時間的放置后，吸收峰的位置沒有變化，吸光度只是在可見光區(qū)410 nm左右很窄的波長范圍內(nèi)有很小變化，當(dāng)波長大于440 nm后吸光度基本不變。在0～10 d間吸光度幾乎不變，在波長410 nm處相對變化最大，這時藜蒿葉綠色素銅鈉鹽分解率也僅為1.08％，同時觀測藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的綠色無明顯變化，所以葉綠素銅鈉鹽在自然光下的耐光性很好。

表3　自然光照射不同時間的吸光度Tab.3 Absorbance at different time of natural light illumination

3.4.2紫外光照射按2.5.2的實驗步驟試驗，得到紫外光照射對藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的影響見表4。

表4　紫外光照射不同時間的吸光度Tab.4 Absorbance at different time of ultraviolet light illumination

由表4可知，pH=7的藜蒿葉綠色素銅鈉鹽溶液在室溫紫外光照射下吸收峰的位置沒有發(fā)生變化，吸光度只是在可見光區(qū)410 nm左右很窄的波長范圍內(nèi)有小的變化：當(dāng)紫外光照射時間小于30 min時，吸光度值變化極小，說明紫外光照射對藜蒿葉綠色素銅鈉鹽無影響，當(dāng)紫外光照射120 min時，吸光度值相對減小較多，在可見光區(qū)410 nm時，藜蒿葉綠色素銅鈉鹽吸光度值相對減小最多，但其分解率也僅為2.92％，同時觀測到藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的顏色無明顯變化，所以藜蒿葉色素銅鈉鹽在紫外光下的耐光性尚好。

4　結(jié)論

1）藜蒿葉綠色素和藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的紫外-可見吸收光譜的測定得到：藜蒿葉綠色素的吸收峰與葉綠素吸收峰基本一致。藜蒿葉綠色素銅鈉鹽在410 nm和630 nm處有最大吸收峰，與目前市售的葉綠素銅鈉鹽的特征吸收峰基本一致。

2）藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的對酸堿的變化測定得到：不同pH值（5～11）下，吸光度變化很?。黄渌梢姽鈪^(qū)吸光度幾乎無變化，說明藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的耐酸堿性好，且在堿性和弱酸性條件下穩(wěn)定。

3）熱對藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的影響測定得到：弱酸性的葉綠素銅鈉鹽在不同溫度條件下的耐熱性很好。

4）光對藜蒿葉綠色素銅鈉鹽的影響測定得到：中性的藜蒿葉綠色素銅鈉鹽溶液在不同光照射下吸收峰的位置沒有發(fā)生變化，吸光度只是在可見光區(qū)410 nm左右很窄的波長范圍內(nèi)有小的變化，其他可見區(qū)均無變化，說明藜蒿葉綠色素銅鈉鹽對光穩(wěn)定。

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（責(zé)任編輯：葉冰）

Light and Heat Stability of a Kind of Natural Green Modified Product

GUO Yanhuaa，ZHANG Yumina，LI Aihuaa，WU Wangxia，XU Guoquanb
（a.School of Chemistry and Environmental Engineering；b.School of Life Sciences，Jianghan University，Wuhan 430056，Hubei，China）

Abstract：The absorption spectrum of sodium copper chlorophyllin produced by artemisia selengensis chlorophyll modification was studied.The stability of the produced sodium copper chlorophyllin in different pH，light and heat were determined.The results showed the absorption spectrum of the sodium copper chlorophyllin from artemisia selengensis leaf pigment was consistent with the commercial sodium copper chlorophyllin，and the product had good tolerance to acid，alkali，light and heat.

Keywords：artemisia selengensis chlorophyll；sodium copper chlorophyllin；light and heat stability；natural green

作者簡介：郭艷華（1960—），女，教授，研究方向：天然產(chǎn)物化學(xué)及光電功能材料。

基金項目：湖北省教育廳科技項目（B2014073）；武漢市科技局科技平臺項目（2014022905011274）

收稿日期：2015-05-18

DOI：10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2015.04.004

中圖分類號：O631.31

文獻標志碼：A

文章編號：1673-0143（2015）04-0303-05