玉米珍黃色素穩(wěn)定性的研究

茍 麗，曹 潔，付金玲

（文山學(xué)院 化學(xué)與工程學(xué)院，云南 文山 663099）

玉米珍黃色素穩(wěn)定性的研究

茍 麗，曹 潔，付金玲

（文山學(xué)院 化學(xué)與工程學(xué)院，云南 文山 663099）

以玉米珍為原料，用95%乙醇溶液浸提提取玉米黃色素，以吸光度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究了玉米黃色素的穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明:玉米黃色素在449 nm處有最大吸收，耐光性極差，具有一定的耐熱性、耐氧化還原性，在弱酸及堿性環(huán)境下穩(wěn)定性很好，但在強(qiáng)酸條件下不穩(wěn)定，苯甲酸鈉、檸檬酸、亞硝酸鈉等食品添加劑，K+、Na+、Zn2+、Mg2+、HCO3σ、Clσ、NO3

玉米珍；黃色素；穩(wěn)定性；吸光度

合成食用色素種類多，穩(wěn)定性好[1]。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是醫(yī)學(xué)、毒理學(xué)的發(fā)展，越來(lái)越多的食用合成色素被發(fā)現(xiàn)不利于人體健康。但存在于動(dòng)物體、植物體中的天然色素作為食用色素則比較安全[2]。所以，合成食用色素有可能完全被無(wú)毒天然食用色素取代[3]。

玉米（Zea.maysL）為禾本科玉米屬一年生草本植物。玉米黃色素的主要成分為玉米黃素、隱黃素、葉黃素等[4-5]，在玉米籽粒中含量約為0.01～0.9 mg/ 100 g[6]，因其具有生物活性，如抗氧化性，對(duì)癌癥、心血管疾病、眼部疾病等有一定的治療和預(yù)防作用。因此，玉米黃色素可用于食品、飲料、醫(yī)藥、保健等領(lǐng)域[7]。本研究以95%的乙醇為溶劑浸提玉米黃色素，用分光光度法測(cè)定玉米黃色素在多因素影響下的穩(wěn)定性。為進(jìn)一步利用玉米黃色素提供依據(jù)。

1 材料、儀器及試劑

1.1 材料

玉米珍、低鈉鹽、海藻碘鹽、螺旋藻鹽、雪晶鹽、雞蛋均購(gòu)于文山百信超市。

1.2 儀器

紫外分光光度計(jì)（UV-2550，日本津島）；可見(jiàn)分光光度計(jì)（V-1100D，上海美譜達(dá)儀器有限公司）；型恒溫水浴鍋（W201，上海申順生物科技有限公司）；分析天平（XT-220A，瑞士普利賽斯設(shè)備有限公司）。

1.3 試劑

95%乙醇、H2O2（30%）、抗壞血酸、蔗糖、無(wú)水碳酸鈉、無(wú)水葡萄糖、可溶性淀粉、檸檬酸、碳酸氫鈉、鹽酸及氫氧化鈉等都是分析純；明膠為生化試劑。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 玉米黃色素的制備

用優(yōu)質(zhì)玉米珍作原料，以料液比為1∶8與95%的乙醇浸提劑混合后，以HCl和NaOH調(diào)節(jié)其pH值為7，在75 ℃下于恒溫水浴鍋中提取2 h后抽濾，抽濾多次至浸提液透明且無(wú)沉淀即得玉米黃色素提取液[8]。

2.2 玉米黃色素的光譜性

用紫外分光光度計(jì)掃描，測(cè)出玉米黃色素吸收峰所對(duì)應(yīng)的最大吸收波長(zhǎng)，該波長(zhǎng)即為以下測(cè)定的波長(zhǎng)。

2.3 玉米黃色素的穩(wěn)定性研究

在保持玉米黃色素的濃度相同的條件下，在最大波長(zhǎng)下測(cè)定不同光照條件、溫度、pH值、氧化劑與還原劑、部分食品添加劑、淀粉、蛋白質(zhì)、金屬離子、糖類、陰離子、食用鹽、明膠、味精對(duì)玉米黃色素穩(wěn)定性的影響。色素穩(wěn)定性以吸光度為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

3 結(jié)果與討論

3.1 玉米黃色素的光譜性

取一定量的玉米黃色素提取液，用95%乙醇定容至25 mL，用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)掃描，測(cè)出玉米黃色素吸收峰所對(duì)應(yīng)的最大吸收波長(zhǎng)，該波長(zhǎng)為以下測(cè)定波長(zhǎng)。結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 玉米黃色素的紫外光譜圖

由圖1可以看出，玉米黃色素在449 nm下有最大吸收，以下將449 nm作為測(cè)定波長(zhǎng)。

3.2 玉米黃色素溶液在光照條件下穩(wěn)定性

分別取等量的色素提取液于容量瓶中，用95%乙醇稀釋至刻度，分別在日光直射、自然光照射及黑暗條件下放置不同時(shí)間后，在449 nm處測(cè)其吸光度。結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 玉米黃色素溶液光照不同時(shí)間下穩(wěn)定性

由表1可知，光照對(duì)玉米黃色素有很大的影響。在陽(yáng)光直射下，隨著放置時(shí)間的增加，玉米黃色素溶液由亮黃色變?yōu)辄S綠色再變?yōu)闊o(wú)色，放置5 h后色素吸光度就降為0.000；而在自然光照射和黑暗條件下，隨著放置時(shí)間的增加，玉米黃色素溶液的顏色無(wú)明顯變化，但黑暗條件下的色素穩(wěn)定性高于自然光照射條件下的。所以，玉米黃色素在使用過(guò)程中應(yīng)避免陽(yáng)光直射，且應(yīng)盡量避光保存。

3.3 玉米黃色素溶液在不同溫度下的穩(wěn)定性

移取一定量的色素提取液于容量瓶中，以95%乙醇稀釋至刻度配成色素實(shí)驗(yàn)液，分別在15 ℃、30 ℃、45 ℃、60 ℃、75 ℃、90 ℃下的恒溫水浴鍋中恒溫10 min后，在449 nm處分別測(cè)不同溫度下其吸光度，并觀察其顏色變化。結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 玉米黃色素溶液在不同溫度下的穩(wěn)定性

由表2可知，溫度對(duì)玉米黃色素有一定的影響。接近室溫的色素溶液的吸光度值較較高溫度的大，但15 ℃～75 ℃之間色素溶液的吸光度變化不大于0.03，而90 ℃時(shí)色素溶液的吸光度變?yōu)榱?.183，吸光度下降值較大，且顏色由亮黃色變?yōu)榱说S色，說(shuō)明高溫對(duì)玉米黃色素的穩(wěn)定性影響極大。所以，玉米黃色素具有一定的耐熱性，但是在使用玉米黃色素及用玉米黃色素著色食品的過(guò)程中，應(yīng)避免較高溫度。

3.4 玉米黃色素溶液在不同pH值下的穩(wěn)定性

分別移取等量的色素提取液于容量瓶中，用95%乙醇稀釋至刻度，用HCl和NaOH溶液分別調(diào)其pH值為1、3、5、7、9，靜置5 min后，在449 nm處分別測(cè)定其吸光度，并觀察顏色變化。結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 玉米黃色素溶液在不同pH值時(shí)的穩(wěn)定性

由表3可知，玉米黃色素隨pH值的增大顏色無(wú)明顯變化，但在pH值為1時(shí)色素溶液的吸光度較其它pH值小，而其它pH值下色素溶液的吸光度值變化不大。所以，pH值對(duì)玉米黃色素的穩(wěn)定性有一定的影響，在使用玉米黃色素的過(guò)程中應(yīng)避免在強(qiáng)酸性環(huán)境中使用。

3.5 玉米黃色素溶液在不同濃度的氧化劑和還原劑中的穩(wěn)定性

以H2O2為氧化劑，Vc及Na2SO3為還原劑。分別配制色素濃度相同而H2O2、Vc、 Na2SO3濃度不同的色素實(shí)驗(yàn)液，在449 nm下于不同時(shí)刻分別測(cè)定其吸光度。結(jié)果見(jiàn)表4、表5和表6。

表4 玉米黃色素溶液在不同濃度的H2O2中的穩(wěn)定性

從表4可以看出，色素實(shí)驗(yàn)液在H2O2存在下吸光度有所變化，但H2O2濃度低于12%時(shí)色素溶液的吸光度變化不大，而當(dāng)H2O2濃度為12%時(shí)色素溶液的吸光度明顯增大。隨著H2O2濃度的增加和擺放時(shí)間的增加，色素溶液的顏色無(wú)明顯變化。所以，玉米黃色素在H2O2存在下在一定的范圍內(nèi)穩(wěn)定的，可見(jiàn)玉米黃色素在一定范圍內(nèi)有一定的耐氧化性。

表5 玉米黃色素溶液在不同濃度的Vc中的穩(wěn)定性

表6 玉米黃色素溶液在不同濃度的Na2SO3中的穩(wěn)定性

由表5，表6可知，加了還原劑后的色素溶液的吸光度有所變化，但變化值均不大于0.03，且隨著還原劑濃度的增加和擺放時(shí)間的延長(zhǎng)，色素溶液的顏色無(wú)明顯變化。所以，Vc、Na2SO3對(duì)玉米黃色素的穩(wěn)定性影響不大，即玉米黃色素具有一定的耐還原性。固玉米黃色素可用于含Vc及Na2SO3的食品中。

3.6 玉米黃色素溶液在部分食品添加劑中的穩(wěn)定性

分別配制苯甲酸鈉、檸檬酸、亞硝酸鈉的濃度為0.00 mg/mL、0.05 mg/mL、0.10 mg/mL、0.15 mg/mL、0.20 mg/mL而玉米黃色素濃度相同的色素溶液，放置不同時(shí)間于449 nm處分別測(cè)定其吸光度。結(jié)果見(jiàn)表7、表8、表9。

表7 玉米黃色素溶液在不同濃度的苯甲酸鈉中的穩(wěn)定性

由表7可以看出，隨著苯甲酸鈉濃度的增大和放置時(shí)間的增加，色素溶液的吸光度值有所降低，但變化的幅度均不是很大。且色素溶液的顏色無(wú)明顯變化。所以苯甲酸鈉對(duì)玉米黃色素穩(wěn)定性的影響很小。

表8 玉米黃色素溶液在不同濃度的檸檬酸中的穩(wěn)定性

由表8可知，與不加檸檬酸的色素溶液比較，含檸檬酸濃度為0.05 mg/mL時(shí)色素溶液的吸光度有所增大，而當(dāng)檸檬酸濃度大于0.05 mg/mL時(shí)，色素溶液的吸光度有所降低，但變化值均不是很大。所以檸檬酸對(duì)玉米黃色素穩(wěn)定性的影響不大。

表9 玉米黃色素溶液在不同濃度亞硝酸鈉中的穩(wěn)定性

由表9可以看出，與不加亞硝酸鈉的色素溶液比較，加了亞硝酸鈉的色素溶液的吸光度值有所降低，但降低值均不大于0.03。且色素溶液的顏色無(wú)明顯變化。所以，亞硝酸鈉對(duì)玉米黃色素穩(wěn)定性的影響不大。

3.7 玉米黃色素溶液在明膠中的穩(wěn)定性

分別配制明膠濃度為0.00 mg/mL、0.05 mg/mL、0.10 mg/mL、0.15 mg/mL、0.20mg/mL而玉米黃色素濃度相同的色素溶液，放置不同時(shí)間于449 nm處分別測(cè)定其吸光度。結(jié)果見(jiàn)表10。

表10 玉米黃色素溶液在不同濃度的明膠中穩(wěn)定性

由表10可知，與不加明膠的色素溶液比較，加了明膠的色素溶液的吸光度隨著明膠濃度的增大依次升高，但在相同的明膠濃度下，隨著擺放時(shí)間的延長(zhǎng)，色素溶液的吸光度降低。從整體看，加了明膠的色素溶液的吸光度較對(duì)照組高。明膠對(duì)色素有增色作用。

3.8 玉米黃色素在不同金屬離子溶液中的穩(wěn)定性

分別配制金屬離子濃度為0.1 mg/mL而的色素濃度相同的溶液；在449 nm下分別測(cè)定其吸光度并觀察其顏色變化。結(jié)果見(jiàn)表11。

表11 玉米黃色素在不同金屬離子溶液中的穩(wěn)定性

由表11可知，與對(duì)照相比，加了K+、Na+、Fe2+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Mn2+、Mg2+的色 素 溶 液 的色素殘存率分別為99.7%、99.5%、84.7%、91.8%、93.4%、97.9%、94.9%、98.4%。Fe2+對(duì)玉米黃色素的影響大，其次是Al3+、Cu2+、Mn2+，而K+、Na+、Zn2+、Mg2+對(duì)玉米黃色素的穩(wěn)定性基本無(wú)影響。所以，在使用、運(yùn)輸及保存玉米黃色素的過(guò)程中應(yīng)避免使用鐵鋁、銅、錳制品。

3.9 玉米黃色素在不同糖類中的穩(wěn)定性

分別配制蔗糖、葡萄糖濃度為0.0 mg/mL、0.2 mg/mL、0.4 mg/mL、0.6 mg/mL、0.8 mg/mL而玉米黃色素濃度相同的色素溶液，放置不同時(shí)間于449 nm處分別測(cè)定其吸光度。結(jié)果見(jiàn)表12、表13。

表12 玉米黃色素在不同濃度的蔗糖中的穩(wěn)定性

表13 玉米黃色素在不同濃度的葡萄糖的穩(wěn)定性

由表12和表13可以看出，與對(duì)照組相比，加了蔗糖、葡萄糖的色素溶液的吸光度有所變化，但變化值均不大。所以蔗糖、葡萄糖對(duì)玉米黃色素穩(wěn)定性的影響不大。玉米黃色素可用于含蔗糖、葡萄糖的食品中。

3.10 玉米黃色素在陰離子中的穩(wěn)定性

分別配制陰離子濃度均為為0.1 mg/mL且玉米黃色素濃度相同的色素溶液，在449 nm下分別測(cè)定其吸光度并觀察顏色變化。結(jié)果見(jiàn)表14。

表14 玉米黃色素在陰離子中的穩(wěn)定性

由表14可知，與對(duì)照色素溶液相比，加了陰離子的色素溶液的吸光度均有所變化，但加了和的色素溶液的吸光度變化尤為突出，有一定的增色作用，而其它變化值均不大。

3.11 玉米黃色素在不同的食用鹽中的穩(wěn)定性

分別配制食用鹽的濃度均為0.3 mg/mL且玉米黃色素的濃度相同的色素溶液，在449 nm下每隔一段時(shí)間分別測(cè)定其吸光度。結(jié)果見(jiàn)表15。

表15 玉米黃色素在不同的食用鹽中的穩(wěn)定性

由表15可以看出與對(duì)照組相比，加了食用鹽的色素溶液的吸光度總體上增大，但變化值均不大于0.03，所以食用鹽對(duì)玉米黃色素穩(wěn)定性的影響不大。

3.12 玉米黃色素在不同濃度的雞蛋清中的穩(wěn)定性

分別配制雞蛋清濃度為0 mg/mL、2 mg/mL、4 mg/mL、6 mg/mL、8 mg/mL而玉米黃色素濃度相同的色素溶液，放置不同時(shí)間于449 nm處分別測(cè)定其吸光度。結(jié)果見(jiàn)表16。

表16 玉米黃色素在不同濃度的蛋白質(zhì)中的穩(wěn)定性

從表16可以看出，與對(duì)照組相比，加了蛋白質(zhì)的色素溶液的吸光度隨著蛋清含量的增加和作用時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，且增幅很大。不加蛋清的色素溶液的顏色為亮黃色；當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)含量為2 mg/mL時(shí)，色素溶液為黃色且微渾；當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)含量增至4 mg/mL及以后，色素溶液為黃色但渾濁且擺放后出現(xiàn)沉淀，可能是由于隨著蛋清濃度的增大，逐漸超于飽合狀態(tài)而變渾濁至出現(xiàn)沉淀。因此，在添加蛋清時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制濃度不影響玉米色素的亮黃色。

3.13 玉米黃色素在不同濃度的味精中的穩(wěn)定性

分別配制味精濃度為0.00 mg/mL、0.05 mg/mL、0.10 mg/mL、0.15 mg/mL、0.20 mg/mL而玉米黃色素濃度相同的色素溶液，放置不同時(shí)間于449 nm處分別測(cè)定其吸光度。結(jié)果見(jiàn)表17。

表17 味精對(duì)玉米黃色素穩(wěn)定性的影響

由表17可以看出，隨著味精濃度的增加和擺放時(shí)間的延長(zhǎng)，色素溶液的吸光度有所變化，但變化值均不大于0.03，色素溶液的顏色無(wú)明顯變化。所以味精對(duì)玉米黃色素的穩(wěn)定性幾乎無(wú)影響，在使用玉米黃色素的同時(shí)可以使用味精。

3.14 玉米黃色素在不同濃度淀粉中的穩(wěn)定性

分別配制淀粉濃度為0.0 mg/mL、0.1 mg/mL、0.3 mg/mL、0.5 mg/mL、0.7 mg/mL而玉米黃色素濃度相同的色素溶液，放置不同時(shí)間于449 nm處分別測(cè)定其吸光度。結(jié)果見(jiàn)表18。

表18 玉米黃色素在不同濃度淀粉中的穩(wěn)定性

由表18可知，與未加淀粉的色素溶液相比，隨著淀粉濃度的增加及擺放時(shí)間的延長(zhǎng)，色素溶液的吸光度逐漸升高，且升高值較大。說(shuō)明淀粉對(duì)玉米黃色素有一定的增色作用。

4 結(jié)論

玉米黃色素在449 nm處有最大吸收；耐光性差，具有一定的耐熱性，但是高溫對(duì)玉米黃色素的穩(wěn)定性影響大；具有耐還原性，在一定濃度范圍內(nèi)具有耐氧化性；玉米色素應(yīng)避免在強(qiáng)酸性環(huán)境中使用，適宜在弱酸性、中性條件下使用；對(duì)苯甲酸鈉、檸檬酸、亞硫酸鈉、葡萄糖、蔗糖、食用鹽、味精、K+、Na+、Zn2+、Mg2+較 穩(wěn) 定；對(duì)Fe2+、Al3+、Cu2+、Mn2+不穩(wěn)定；明膠、淀粉、蛋清、CO32-、SO4

2-對(duì)色素有一定的增色作用。

參考文獻(xiàn)：

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Extraction and Stability Study of Maize Yellow Pigment

GOU Li, CAO Jie, FU Jinling
(School of Chemistry and Engineering, Wenshan University, Wenshan Yunnan 663099, China)

This paper studies the stability of maize yellow pigment extracted from ground maize using 95% ethanol with absorbance as evaluation index. The results of the study show that the corn yellow pigment has characters that maximum absorption is at 449nm, light fastness is poor, it has some heat resistance and oxidation of reducing, stability is very good in weak acid and alkaline environment. However, it is very unstable in strong acid condition. In addition, sodium benzoate, citric acid, sodium nitrite and other food additives, K+, Na+, Zn2+, Mg2+, HCO3-, Cl-, NO3-, HPO42-, OH-have less effect on the stability of maize yellow pigment. To the contrary, Fe2+, Al3+, Cu2+, Mn2+have more effect. And gelatin, protein, starch, CO32-and SO42-have an effect on the pigment.

maize yellow pigment; stability; absorbance

TS264.4

A

1674-9200（2016）06-0025-06

（責(zé)任編輯 張 鐵）

2016-09-26

文山學(xué)院“有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)”精品課程建設(shè)項(xiàng)目（A2010202）。

茍麗，女，云南文山人，文山學(xué)院化學(xué)與工程學(xué)院高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，主要從事分析化學(xué)研究；曹潔，女，壯族，云南廣南人，文山學(xué)院化學(xué)與工程學(xué)院助教，碩士，主要從事化學(xué)分析測(cè)試研究；付金玲，女，云南保山人，文山學(xué)院化學(xué)與工程學(xué)院2011級(jí)化學(xué)2班學(xué)生。

σ、HPO4

2-、OHσ等離子對(duì)玉米黃色素的穩(wěn)定性影響不大，F(xiàn)e2+、Al3+、Cu2+、Mn2+、對(duì)玉米黃色素的穩(wěn)定性有較大影響。明膠、淀粉、蛋白質(zhì)、CO32-、SO42-對(duì)色素有一定的增色作用。