黑果小檗果皮色素穩(wěn)定性研究

張相鋒　焦子偉　楊曉絨

摘要 以黑果小檗果皮為試驗材料提取色素，并就光照、溫度、還原劑、氧化劑、食品添加劑、pH值和不同金屬對色素穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明：黑果小檗色素為花色素苷類物質(zhì)。對光具有一定的耐性；有良好的熱穩(wěn)定性（T≤60 ℃）；氧化劑和還原劑對色素穩(wěn)定性的影響較大，應(yīng)避免與氧化劑和還原劑接觸；食品添加劑食鹽、葡萄糖、檸檬酸對色素穩(wěn)定性的影響不大，且食鹽和檸檬酸對色素有增色作用；pH值對色素的影響較大，在酸性條件下黑果小檗色素較穩(wěn)定，在堿性條件下色素結(jié)構(gòu)可能被破壞，呈現(xiàn)墨綠色；色素對Mg2+、Ca2+相對穩(wěn)定，F(xiàn)e3+、Fe2+、Cu2+使色素吸光度產(chǎn)生較大波動，對色素穩(wěn)定性的影響較明顯。

關(guān)鍵詞 黑果小檗；色素穩(wěn)定性；食品添加劑；金屬離子

中圖分類號 TS255 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）03-0229-03

Abstract Taking peel of Berberis heteropoda Schrenk as material，the pigment was extracted.The effects of light，temperature，deoxidizer，oxidizer，food additives，pH，metalions on the stability of the pigment were studied.The results showed that the pigment was a type of an chocyanin.It had a certain tolerance to light，and good thermal stability（T≤60 ℃）.But deoxidizer and oxidizer had great influence on the stability of the pigment，and the pigment should avoid contact with the oxidant and reducing agent.Food additive（salt，glucose，citric acid） had little effect on the stability of pigment，salt and citric acid also had hyperchromic effect on the pigment.The pH had larger effect on the pigmen.Under acidic conditions，the pigment was stable.Under basic conditions，the pigment structure might be destroyed，showed the ink green.The pigment was relatively stable to Mg2+ and Ca2+，but Fe3+，F(xiàn)e2+，Cu2+ had more obvious impact on the stability of the pigment.

Key words Berberis heteropoda Schrenk；stability of pigment；food additives；metal ions

黑果小檗（Berberis heteropoda Schrenk）為小檗科小檗屬落葉灌木，是一種藥食兩用植物，在新疆民族藥中用于治療痢疾、腸炎、咽炎、濕疹、高血壓、高血脂等疾病，也可制作成果醬[1]。黑果小檗是具有較高經(jīng)濟價值的野生植物，在伊犁河谷分布廣泛，種質(zhì)資源十分豐富。其果實富含多種人體所需的維生素、有機酸和微量元素，具有顯著的醫(yī)療、保健作用和營養(yǎng)價值，其可提取紅色素，這種色素色艷、味正，對人體無毒副作用，是很好的食品著色劑，具有很大的開發(fā)利用價值[2-4]。

本文主要從影響食品著色劑穩(wěn)定性的因素著手，研究它們對黑果小檗色素穩(wěn)定性的影響，為其作為天然食品著色劑奠定一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

黑果小檗采于新疆伊寧霍城縣大西溝，置于-20 ℃冰箱冷凍去皮。

1.2 試驗方法

1.2.1 色素原料的制備[5-6]。以80%乙醇，提取溫度45 ℃，提取時間2 h，料液比1∶25，獲得粗提液，用NKA-9大孔徑樹脂純化，制備成色素粉末。

1.2.2 色素吸光特性測定。稱取0.15 g色素原粉，溶于100 mL蒸餾水中，置于可見分光光度計中，在400～600 nm范圍內(nèi)進(jìn)行波長掃描，測定色素最大吸收峰。

1.2.3 黑果小檗色素的穩(wěn)定性測定[7-8]。①光照對色素穩(wěn)定性的影響。稱取0.15 g色素原粉，溶于100 mL蒸餾水溶液，配制成1.5 mg/mL色素溶液。將色素溶液分別置于室外陽光和室內(nèi)光照處放置5 h，每隔1 h測吸光度值，重復(fù)3次取平均值。②溫度對色素穩(wěn)定性的影響。將色素稀釋溶液分別置于30、40、60、80、100 ℃條件下保溫3 h，每隔1 h取出，冷卻后，測定吸光度值，重復(fù)3次取平均值。③氧化還原劑對色素的影響。將H2O2、Na2S2SO3加到適當(dāng)濃度的色素溶液中2 h，每隔1 h取出，測定吸光度值，重復(fù)3次取平均值。④食品添加劑對色素穩(wěn)定性的影響。分別配制不同濃度的葡萄糖加入色素溶液中，室溫放置3 h，每隔1 h取出，測定吸光度值，重復(fù)3次取平均值；在色素溶液中分別加入不同濃度的檸檬酸，室溫靜置3 h，每隔1 h取出測定吸光度值，重復(fù)3次取平均值；在色素溶液中加入不同濃度的食鹽，室溫靜置3 h，每隔1 h取出，測定吸光度值，重復(fù)3次取平均值。⑤pH值對色素穩(wěn)定性的影響。分別用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為2、4、6、8、10，測定吸光度值，重復(fù)3次取平均值。⑥金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響。用Fe3+、Mg2+、Ca2+、Cu2+、Fe2+分別配制成不同濃度梯度后加入到色素液中，室溫放置1 h，測定吸光度值，重復(fù)3次取平均值[9-10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 色素的吸光特性

由圖1可以看出，黑果小檗果皮色素在536 nm處有最大吸收峰，基本定性為花色素苷類物質(zhì)。后續(xù)試驗檢測均在536 nm處進(jìn)行吸光度值的檢測。

2.2 光照對色素穩(wěn)定性的影響

由圖2可以看出，黑果小檗色素在室外自然光下，吸光度值下降幅度較大，稍有顏色變化；但在室內(nèi)自然光下吸光度值下降很小，顏色變化不明顯；說明黑果小檗色素對光具有一定的耐性。

2.3 溫度對色素穩(wěn)定性的影響

由圖3可以看出，黑果小檗色素在中、低溫（30～60 ℃）下較穩(wěn)定，吸光度值變化不大。在高溫（≥80 ℃）下吸光度值下降較大。說明該色素具一定的耐熱性，但在高溫下不穩(wěn)定。

2.4 氧化劑對色素穩(wěn)定性的影響

由圖4可以看出，黑果小檗色素吸光度值隨著氧化劑濃度的增大而降低。隨著時間的延長，吸光度值減小，色素隨濃度逐漸降低，顏色變化由紅色逐漸變?yōu)椴菥G色，說明氧化劑對色素的穩(wěn)定性有較大影響。

2.5 還原劑對色素穩(wěn)定性的影響

由圖5可以看出，隨著Na2S2SO3 濃度的升高及作用時間的延長，色素的吸光度值先急劇下降，后下降速度放緩色澤消退，逐漸變?yōu)椴菥G色，說明黑果小檗色素的耐還原性差。

2.6 葡萄糖對色素穩(wěn)定性的影響

由圖6可以看出，隨著葡萄糖濃度的增加，吸光度值逐漸增加，但波動很小。隨時間的延長，吸光度值輕微增加，顏色基本無變化，說明葡萄糖對色素穩(wěn)定性影響不大。

2.7 檸檬酸對色素穩(wěn)定性的影響

由圖7可以看出，隨著檸檬酸濃度的增加，吸光度值在增加。隨時間的延長，吸光度值輕微增加，顏色加深，說明檸檬酸對色素有增色效果。

2.8 氯化鈉對色素穩(wěn)定性的影響

由圖8可以看出，隨著氯化鈉濃度的增加，吸光度值在增加，隨時間的延長，吸光度值輕微增加，顏色稍有加深，說明氯化鈉對色素有增色效果。

2.9 pH值對色素穩(wěn)定性的影響

由圖9可以看出，酸堿度對黑果小檗色素的穩(wěn)定性影響較大，黑果小檗色素在pH值2～6時顏色為紅色，且逐漸變淡，在pH值為6時為紫紅色。在pH值為8～10時呈墨綠色。吸光度值先極度降低再緩慢上升，波動很大。說明在酸性條件下黑果小檗色素較穩(wěn)定，在堿性條件下色素結(jié)構(gòu)可能被破壞，呈現(xiàn)墨綠色。

2.10 金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響

由圖10可以看出，隨著離子濃度的增加，色素液吸光度值均比未加金屬離子溶液吸光度高。Mg2+、Ca2+ 隨離子濃度的增加，吸光度值變化很小，顏色也基本無變化。但Fe3+使該色素吸光度大幅上升，顏色變?yōu)椴菥G色。Fe2+也使吸光度值有很大波動，且隨濃度增加吸光度值波動很大，顏色變?yōu)辄S綠色。Cu2+也使吸光度值有很大波動，且隨濃度增加吸光度值波動增大，顏色變?yōu)榈仙瑵舛仍黾?，顏色逐漸變淺。

3 結(jié)論

3.1 黑果小檗色素的光譜特性

黑果小檗色素為天然色素，純化的色素粉末呈紫紅色，水溶則顯紅色。色素溶液在400～600 nm的波長范圍內(nèi)，最大吸峰為536 nm，基本定性為花色素苷類物質(zhì)。

3.2 黑果小檗色素穩(wěn)定性

黑果小檗色素不管在室內(nèi)還是室外，光照對其吸光度值沒有太大的影響，說明黑果小檗色素對光具有一定的耐性。該色素有良好的熱穩(wěn)定性（T≤60 ℃），超過60 ℃吸光度急劇下降；該色素易被氧化劑氧化，氧化劑使色素吸光度下降，還原劑對色素影響也較大，因而要避免與氧化劑和還原劑接觸；該色素對食品添加劑食鹽、葡萄糖、檸檬酸比較穩(wěn)定，且食鹽和檸檬酸對色素有增色作用；pH值對色素的影響較大，在酸性條件下黑果小檗色素較穩(wěn)定，在堿性條件下色素結(jié)構(gòu)可能被破壞，呈現(xiàn)墨綠色；該色素對Mg2+、Ca2+相對穩(wěn)定，F(xiàn)e3+、Fe2+、Cu2+使色素吸光度產(chǎn)生較大波動，對色素穩(wěn)定性影響較明顯。

綜上所述，以黑果小檗為原料提取天然食用色素，原料來源豐富，同時又具有一定的醫(yī)療保健功能，是一種較為理想的天然食用色素資源，具有一定的開發(fā)應(yīng)用價值[11-14]。

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