宿椒1號中辣椒紅素的穩(wěn)定性及微量元素的測定

陳紅玲，段 紅，高貴珍，周珊珊

宿州學院生物與化學工程學院,安徽宿州,234000

宿椒1號中辣椒紅素的穩(wěn)定性及微量元素的測定

陳紅玲，段 紅，高貴珍，周珊珊

宿州學院生物與化學工程學院,安徽宿州,234000

以宿椒1號為原材料，利用超聲波破碎細胞，從辣椒中提取辣椒紅素，并探討辣椒紅素在不同溫度、光照、pH值、氧化劑、還原劑條件下的穩(wěn)定性。用HNO3-HClO4分解樣品，用火焰原子吸收光譜法測定辣椒制品中Cu、Zn、Ca、Se、Pb五種微量元素的含量。結(jié)果表明，辣椒紅色素對熱穩(wěn)定，對太陽光敏感，在pH<2條件下不穩(wěn)定，色素耐氧化性較好，耐還原性較差。辣椒中Ca、Zn的含量較高。

辣椒紅素；穩(wěn)定性；火焰原子吸收法；微量元素

辣椒中含有很高的Vc和較豐富的賴氨酸，具有散寒、解郁、健胃、祛風、形血、導滯之功。辣椒含高的營養(yǎng)價值，具有保健養(yǎng)生作用和抗癌抗輻射等功能，有很好的發(fā)展前景和很大的消費市場。辣椒紅素[1-3]是一種辣椒中的提取物，屬于類胡蘿卜素。其中極性較大的紅色組分主要是辣椒紅素和辣椒玉紅素[4],它們幾乎不溶于水，對熱較穩(wěn)定，耐光性差,一些金屬離子可使其褪色或沉淀。辣椒紅素著色力強，色調(diào)可因濃度而異，呈淺黃至橙紅色,通常由成熟紅辣椒干粉碎后，以乙醇、丙醇、異丙醇或正己烷抽提精制而得。經(jīng)進一步純化，可得到具有光澤的深紅色結(jié)晶。辣椒紅素可用于冷飲品、糕點、糖果、醬料、熟肉制品、人造蟹肉等多種食品,還可以有效延長著色物品的保質(zhì)期。辣椒紅素是國際上目前銷量最大的天然色素,每年的需求量都超過千萬噸,世界各地的銷售空間都非常大[5-6]。

辣椒中富含碳水化合物及Zn、Ca、Se、Cu等人體所需的微量元素。微量元素和大量Vc，在胃腸道內(nèi)可阻止致癌物質(zhì)——亞硝酸胺在體內(nèi)的形成，適當食用一些辛辣食品對人體健康是有益的。微量元素對生物體內(nèi)的免疫系統(tǒng)有著不可或缺的調(diào)節(jié)作用[7]，微量元素通過與蛋白質(zhì)和其他有機基團結(jié)合，形成了酶、激素、維生素等生物大分子，微量元素首先構成了體內(nèi)重要的載體與電子傳遞系統(tǒng)[8]。鈣對人體至關重要，不但關系到骨骼健康，而且可能與高血壓、經(jīng)前期緊張綜合癥等有關。鈣是人體不可或缺的微量元素，它既是身體的構造者，又是身體的調(diào)節(jié)者，是人體的生命之源[9]。

目前，銅、鋅、鈣、硒元素的測定方法主要有火焰光度法、分光光度法、原子吸收光譜法[10-11]和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法等。由于火焰光度法選擇性強、靈敏度高、分析范圍廣、抗干擾能力強、精密度高，故本研究用火焰原子吸收光譜法測定辣椒飲料中5 種不同微量元素的含量，為廣泛開發(fā)和研究辣椒資源提供理論依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

1.1.1 實驗材料

宿椒1號(宿州學院生物與化學工程學院培育)。

1.1.2 實驗試劑

碳酸鈣、銅、鋅、硒、鉛均為優(yōu)級純試劑，濃硝酸、高氯酸、雙氧水均為分析純試劑。

1.2 主要儀器設備

TAS-900原子吸收分光光度計(北京譜析)，F(xiàn)A2004型電子天平(上海精科)，粉碎機；實驗所用玻璃器皿均經(jīng)5%稀硝酸浸泡處理，用二次蒸餾水沖凈，烘干。

1.3 實驗方法

1.3.1 提取過程

優(yōu)質(zhì)辣椒粉→預處理→溶劑浸提→提取液→減壓蒸餾→辣椒紅素粗品→重結(jié)晶—→高純度的辣椒紅素。

1.3.2 辣椒紅色素的吸收光譜特性

取少許已提取的辣椒紅素，用丙酮溶解后定容至100 mL容量瓶，以丙酮作為參比液，用722型分光光度計測辣椒紅色素的最大吸收波長。

1.3.3 光照對辣椒紅色素穩(wěn)定性的影響

取25 mL辣椒紅色素溶液3份于100 mL容量瓶中，分別放置于室外日光照射處、室內(nèi)自然光照射處及室內(nèi)陰暗處，每隔1 h取樣一次，測定吸光值并觀察其顏色變化情況。

1.3.4 溫度對辣椒紅色素穩(wěn)定性的影響

取等量溶液(25 mL)分別于25、40、60、80、100℃的恒溫水浴鍋中保持恒溫，其中80℃與100℃的要加回流裝置，防止高溫使溶液蒸發(fā)。每隔1 h取樣一次，冷卻至室溫后，用722分光光度計在其最大吸收波長處測定吸光值，并觀察其顏色變化情況。

1.3.5 pH值對辣椒紅色素穩(wěn)定性的影響

采用檸檬酸-磷酸氫二鈉配制pH 值為1～11的緩沖液，分別量取1 mL辣椒紅色素溶液與9 mL緩沖液充分混合，配制成不同pH值的辣椒紅色素溶液。對照為1 mL辣椒紅色素溶液與9 mL蒸餾水的混合液，在室溫陰暗處放置。每隔1 h取樣一次，測定其吸光值，并觀察其顏色變化情況。

1.3.6 氧化劑、還原劑對色素色度的影響

分別配制不同濃度的H2O2和Na2SO3溶液，按1∶1的比例取辣椒紅色素丙酮溶液分別與其混合，在最大吸收波長下測定吸光度并觀察其顏色，對照液中加入相同體積的二次蒸餾水。

1.4 辣椒中微量元素的測定

1.4.1 樣品處理

挑選外觀規(guī)則、色澤亮麗的辣椒，將其用粉碎機粉碎。取錐形瓶，稱取1.000 5 g辣椒粉于錐形瓶中，再加入20 mL HNO3-HClO4(4∶1)，小火加熱至溶液呈淺白色——消化完全。取下冷卻，加30% H2O25.0 mL，繼續(xù)小火加熱至近干，冷卻，用0.1 mol/L硝酸洗滌，定容至100 mL容量瓶，得到樣品液。空白樣品的制備按同樣的方法。

1.4.2 標準液配制

銅、硒、鉛標準液：稱取純金屬0.500 0 g置于小燒杯中，用稀硝酸并小火加熱至溶解，再轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶并定容制成1 mg/mL的標準儲備液，再逐級稀釋成2、4、6、8、10 μg/mL。

鋅標準液：稱取純金屬0.500 0 g置于小燒杯中，用稀硝酸并小火加熱至溶解，再轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶并定容制成1 mg/mL的標準儲備液，再逐級稀釋成1、2、3、4、5 μg/mL。

鈣標準液：稱取碳酸鈣1.250 0 g，用稀硝酸并小火加熱至溶解，再轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶并定容制成1 mg/mL的標準儲備液，再逐級稀釋成2、4、6、8、10 μg/mL。

1.4.3 測定條件

選擇強度高、干擾少、背景低的譜線作為被測元素的分析譜線，選擇結(jié)果見表1。

表1 火焰原子吸收法測定條件

2 結(jié)果與討論

2.1 辣椒紅色素的光譜特性

由圖1可知，辣椒紅色素在420～480 nm之間有最大吸收峰，進一步測得最大吸收波長為460 nm，故以下實驗的測定波長選擇為460 nm。

2.2 光照對辣椒紅色素穩(wěn)定性的影響

從表2可以看出，室內(nèi)暗光對辣椒紅色素的影響小，吸光值基本沒變化；室內(nèi)自然光的影響也較小，顏色無明顯變化；但在室外太陽光下不穩(wěn)定，吸光值下降較快，顏色變化明顯，由橙紅色變?yōu)槿榘咨世苯芳t色素在太陽光下不穩(wěn)定。

2.3 溫度對辣椒紅色素穩(wěn)定性的影響

從表3可以看出，辣椒紅色素在25℃～60℃時吸光度變化較小，溶液顏色無明顯變化，仍為橙紅色，較穩(wěn)定；當溫度升高到80℃～100℃時，吸光度下降程度明顯，顏色由橙紅色變?yōu)槌赛S色，說明在此溫度范圍內(nèi)，色素不穩(wěn)定，易分解。另外，80℃～100℃高溫時短時間內(nèi)色素較穩(wěn)定，1～2 h內(nèi)色素快速分解。

表2 光照對辣椒紅色素穩(wěn)定性的影響

表3 溫度對辣椒紅色素穩(wěn)定性的影響

2.4 pH值對辣椒紅色素穩(wěn)定性的影響

從表4可以看出，當pH值在1～2范圍內(nèi)時，吸光值在前2個小時內(nèi)下降較為明顯。顏色逐漸由橙紅色變?yōu)槌赛S色；在pH值在3～11范圍內(nèi)時，其吸光值無明顯變化，顏色變化也不大，說明在pH為3～11時較穩(wěn)定。

表4 pH值對辣椒紅色素穩(wěn)定性的影響

2.5 氧化劑、還原劑對色素色度的影響

由表5可以看出,加入氧化劑H2O2后，色素溶液的吸光度值和顏色明顯變化，說明辣椒紅色素色度有較好的耐氧化性。加入還原劑Na2SO3后，色素溶液的吸光度值隨Na2SO3濃度的增大逐漸減小，溶液顏色也逐漸變淺，并且在Na2SO3濃度增大為3%時有沉淀生成，說明辣椒紅色素色度耐還原性較差。

表5 氧化劑、還原劑對色素色度的影響

2.6 標準曲線

表6 元素標準液線性回歸方程

2.7 元素含量

計算公式：C=AV/M，式中，C為辣椒中元素含量(mg/kg)，A為樣品液元素質(zhì)量濃度(μg/mL)，V為樣品液的體積(mL)；M為稱取的樣品質(zhì)量(g)。

表7 辣椒中各元素含量測定結(jié)果 單位：(mg/kg)

3 結(jié)束語

(1)當溫度升高到80℃～100℃時，辣椒紅素吸光度下降程度明顯，顏色由橙紅色變?yōu)槌赛S色，說明在此溫度范圍內(nèi)，色素不穩(wěn)定，易分解，耐高溫性差。在室外太陽光下不穩(wěn)定，吸光值下降較快，顏色變化明顯，由橙紅色變?yōu)槿榘咨?，故不宜暴露在陽光下保存。在pH值在3～11范圍內(nèi)時，其吸光值無明顯變化，顏色變化也不大，pH值在1～2范圍內(nèi)極不穩(wěn)定，色素耐氧化性較好， 耐還原性較差。此研究結(jié)果對辣椒紅素的儲運具有一定的參考價值。

(2)經(jīng)過對辣椒中微量元素的測定，可知辣椒是人體補鈣、硒等營養(yǎng)元素的較好食材或調(diào)味品。

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(責任編輯：汪材印)

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宿州學院學報編輯部

10.3969/j.issn.1673-2006.2015.01.025

2014-09-11

宿州學院特色種植業(yè)苗種生產(chǎn)工程技術研究中心開放課題“辣椒土傳染病害防治技術研究”(2013YKF13)；“何首烏多配體選育”(2013YKF11)。

陳紅玲(1972-)，女，安徽宿州人，實驗師，主要研究方向：植物病害防治。

O657

A

1673-2006(2015)01-0088-04