李文娟，雍曉華，王 斌，周 靜,*

(1.石河子大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，新疆 石河子 832003；2.新疆油田公司技術(shù)檢測(cè)中心，新疆 克拉瑪依 834000；3.新疆新源縣第二中學(xué)，新疆 新源 835800)

藥桑色素穩(wěn)定性研究

李文娟1，雍曉華2，王 斌3，周 靜1,*

(1.石河子大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，新疆 石河子 832003；2.新疆油田公司技術(shù)檢測(cè)中心，新疆 克拉瑪依 834000；3.新疆新源縣第二中學(xué)，新疆 新源 835800)

從新疆藥桑中提取藥桑色素，并對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行研究。結(jié)果表明：藥桑色素易溶于水、醇等極性溶劑，不溶于石油醚、苯等非極性溶劑；在酸性條件下穩(wěn)定，見(jiàn)光不穩(wěn)定；藥桑色素對(duì)H2O2、亞硫酸鈉及亞硫酸氫鈉敏感，吸光度隨著其添加水平的增加顯著降低；金屬離子Na+、K+、Mg2+、Mn2+對(duì)藥桑色素幾乎沒(méi)有影響，Al3+、Fe3+對(duì)藥桑色素有顯著的影響；常用食品添加劑山梨酸、VC、NaCl對(duì)藥桑色素都有一定程度的增色效應(yīng)，而苯甲酸鈉對(duì)藥桑色素有一定的減色效應(yīng)。

藥桑；色素；穩(wěn)定性

桑椹(mulberry)又名桑果、桑棗、桑實(shí)、桑子等，為多年生木本植物桑(Morus albaL.)的成熟果穗。李時(shí)珍《本草綱目》及汪昂《本草備要》均有詳細(xì)記載。具有補(bǔ)血、益腎、明目、烏發(fā)、抗衰老、降血壓、預(yù)防慢性肝炎、治療失眠和神經(jīng)衰弱等多種醫(yī)療保健功能，被國(guó)家衛(wèi)生部列為“既是食品又是藥品”的農(nóng)產(chǎn)品，醫(yī)學(xué)界將其譽(yù)為“21世紀(jì)的最佳保健果品”[1]。

藥桑(Morus nigraLinn.)是我國(guó)迄今發(fā)現(xiàn)的唯一花性染色體倍數(shù)為22倍體的桑樹(shù)資源，也是新疆目前桑品種分類(lèi)鑒定中唯一的黑桑種，在形態(tài)分類(lèi)中為獨(dú)立的種，并且是比較原始的類(lèi)型，在我國(guó)僅分布在新疆的南疆。作為維吾爾族民間藥材，藥桑具有鎮(zhèn)靜、護(hù)肝解酒、消炎止痛等功效。維吾爾醫(yī)常用飲食處方中亦有記載，對(duì)血糖過(guò)低、心肌炎有補(bǔ)助治療作用，可防治呼吸道和消化不良癥，有抗衰老功效[2]。

食用色素廣泛用于飲料、糖果、糕點(diǎn)和食品的著色。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)食品的加工以及安全問(wèn)題備加關(guān)注。出于對(duì)合成色素食用安全性的擔(dān)憂(yōu)，天然色素在食品工業(yè)中應(yīng)用發(fā)展迅速[3]。藥桑不僅具有很高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值，且含有豐富的天然色素，食用安全可靠。因此本實(shí)驗(yàn)對(duì)藥桑色素的理化性質(zhì)進(jìn)行初步研究，以期為藥桑色素的開(kāi)發(fā)和利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

藥桑采自新疆庫(kù)車(chē)縣，瞬間滅菌保存。

甲醇、9 5%乙醇、濃鹽酸、抗壞血酸、苯甲酸鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉 西安化學(xué)試劑廠；30%過(guò)氧化氫、蔗糖、山梨酸、氯化鉀、硝酸鋁 北京化學(xué)試劑廠；氯化鈣、氯化鐵、硫酸鎂(均為分析純)天津市博迪化工有限公司。

722型光柵分光光度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司；HH-S恒溫水浴鍋 西安禾普生物科技有限公司；PHS-3C型酸度計(jì) 上海安亭科學(xué)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 藥桑色素的提取

以體積分?jǐn)?shù)0.1% HCl-C2H5OH溶液為提取劑，藥桑和提取劑之比為1:5(m/V)，在40℃提取1h，濾液濃縮后，40℃干燥至質(zhì)量恒定，得到膏狀藥桑色素。

1.2.2 藥桑色素的光譜性質(zhì)

取藥桑色素濾液0.4mL，分別在體積分?jǐn)?shù)0.1% HCl-C2H5OH溶液、體積分?jǐn)?shù) 0.1% HCl-CH3OH溶液、10 g/100mL檸檬酸溶液、0.01mol/L HCl溶液和水中定溶到10mL，用分光光度計(jì)在波長(zhǎng)400～700nm測(cè)定吸光度。

1.2.3 藥桑色素的溶解性

分別取藥桑色素浸膏0.3g，用6mL不同溶劑溶解，觀察其在極性不同的溶劑中的溶解性及其變化[8]。

1.2.4 藥桑色素穩(wěn)定性研究

研究pH值、各種食品添加劑、氧化劑、還原劑、光照及金屬離子等對(duì)藥桑色素穩(wěn)定性的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 藥桑色素的吸收曲線(xiàn)

圖1 不同提取溶劑中藥桑色素的吸收曲線(xiàn)Fig.1 Absorption spectra of Morus nigra Linn. pigment in different solvents

由圖1可知，在可見(jiàn)光區(qū)516nm處有一個(gè)較大吸收峰，這是植物中黃酮類(lèi)化合物的花色素及其苷類(lèi)的特征吸收峰之一，說(shuō)明藥桑色素主要屬于花青苷類(lèi)色素[4]，故選定516nm作為最佳吸收波長(zhǎng)。與水對(duì)比，4種提取劑都對(duì)藥桑色素有一定的增色效應(yīng)，且都有一定的紅移現(xiàn)象。4種提取劑增色效應(yīng)的順序?yàn)?.1% HCl-CH3OH溶液＞0.1% HCl-C2H5OH溶液＞10g/100mL檸檬酸溶液＞0. 01mol/L HCl溶液；4種提取劑產(chǎn)生紅移順序?yàn)?.1% HCl-C2H5OH溶液＞0.1% HCl-CH3OH溶液＞10g/100mL檸檬酸溶液＞0.01mol/L HCl溶液。

2.2 藥桑色素的溶解性

表1 藥桑色素的溶解性Table 1 Solubility of Morus nigra Linn.pigment

從表1可以看出，藥桑色素易溶于水、乙醇、甲醇，微溶于丙酮，不溶于石油醚、苯、甲苯、乙酸乙酯、三氯甲烷、難溶于己烷，說(shuō)明藥桑色素為水溶性色素，符合花青素類(lèi)色素的特征[5]。

2.3 pH值對(duì)色素的影響

取藥桑色素濾液0.4mL，以蒸餾水定容至10mL，用酸度計(jì)測(cè)其pH值為3.54，說(shuō)明藥桑色素顯酸性。用0.04mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值，觀察色素溶液的顏色變化[6]，結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2可以看出，藥桑色素在酸性條件下穩(wěn)定，堿性條件下不穩(wěn)定。藥桑色素的顏色隨溶液pH值的改變而不同，其顏色變化與花青素一致，表明藥桑色素主要為花青素類(lèi)色素。

2.4 光照對(duì)藥桑色素穩(wěn)定性的影響

取一定量的藥桑色素-溶液1:25(m/V)，放置于太陽(yáng)光下(5月份)，測(cè)不同光照時(shí)間下藥桑色素的吸光度，結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知，隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng)，色素分解嚴(yán)重。所以含有該色素的食品等應(yīng)避光保存。

表2 pH值對(duì)藥桑色素的影響Table 2 pH stability of Morus nigra Linn. pigment

圖2 光照對(duì)色素穩(wěn)定性的影響Fig.2 Light stability of Morus nigra Linn. pigment

2.5 氧化劑和還原劑對(duì)藥桑色素穩(wěn)定性的影響

取藥桑色素濾液0.4mL，分別用不同體積分?jǐn)?shù)的H2O2溶液和質(zhì)量濃度亞硫酸鈉溶液以及亞硫酸氫鈉溶液定容至10mL，測(cè)其吸光度，觀察其對(duì)藥桑色素穩(wěn)定性的影響，結(jié)果見(jiàn)圖3、4。

圖3 H2O2對(duì)藥桑色素穩(wěn)定性的影響Fig.3 Effect of H2O2 on stability of Morus nigra Linn. pigment

由圖3可看出，色素的吸光度隨著H2O2體積分?jǐn)?shù)的升高顯著降低，說(shuō)明藥桑色素對(duì)H2O2較為敏感。如果在食品中添加此色素，H2O2不可用做抗氧化劑。

圖4 Na2SO3、NaHSO3對(duì)藥桑色素穩(wěn)定性的影響Fig.4 Effects of Na2SO3 and NaHSO3 on stability of Morus nigra Linn. pigment

圖4說(shuō)明Na2SO3及NaHSO3對(duì)藥桑色素影響較大，當(dāng)Na2SO3和NaHSO3溶液質(zhì)量濃度大于0.1g/100mL時(shí)吸光度迅速降低，藥桑色素的吸光度迅速降低，因此在藥桑保存過(guò)程中或用藥桑色素作為著色劑的食品中應(yīng)避免與氧化劑和還原劑接觸。

2.6 金屬離子對(duì)藥桑色素穩(wěn)定性的影響

取藥桑色素濾液0.4mL，分別用0.04g/L的不同金屬離子溶液定容至10mL容量瓶中，測(cè)定其吸光度，觀察其對(duì)藥桑色素穩(wěn)定性的影響[9]，結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 金屬離子對(duì)藥桑色素穩(wěn)定性的影響Fig.5 Effect of metal ions on stability of Morus nigra Linn. pigment

由圖5可看出，大多數(shù)金屬離子對(duì)藥桑色素的吸光度影響不大，總體為Na+、K+、Mg2+、Mn2+對(duì)藥桑色素幾乎沒(méi)有影響；Al3+、Fe3+對(duì)藥桑色素有顯著的影響。其中Ca2+離子對(duì)藥桑色素有一定程度的增色效應(yīng)；Pb2+離子對(duì)藥桑色素有一定程度的減色效應(yīng)；說(shuō)明在含有藥桑色素的食品中可以添加人體需要的Na+、K+、Ca2+、Mg2+以增加食品的營(yíng)養(yǎng)性而不會(huì)影響其色澤。同時(shí)Al3+、Fe3+對(duì)色素溶液有很強(qiáng)的增色效應(yīng)，由于Al3+、Fe3+與色素形成絡(luò)合物，使色素溶液色澤加深。鐵離子和鋁離子可以做媒染劑，用于對(duì)真絲織物的染色[7]。但Al3+在人體內(nèi)會(huì)妨礙鈣、鋅、鐵、鎂等元素的吸收，容易引起骨質(zhì)軟化、骨折，因此在食品加工貯藏運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中應(yīng)注意避免接觸，最好用塑料罐或玻璃罐包裝。

2.7 常用食品添加劑對(duì)藥桑色素穩(wěn)定性的影響

圖6 常用食品添加劑對(duì)藥桑色素穩(wěn)定性的影響Fig.6 Effect of common food additives on stability of Morus nigra Linn. pigment

取藥桑色素濾液0.4mL，分別用不同質(zhì)量濃度的蔗糖、山梨酸、苯甲酸鈉、V C、氯化鈉4種常用食品添加劑[10]定容至10mL，測(cè)其吸光度，觀察其對(duì)藥桑色素穩(wěn)定性的影響，結(jié)果見(jiàn)圖6。

由圖6可知，山梨酸、VC、NaCl對(duì)藥桑色素都有一定程度的增色效應(yīng)，蔗糖質(zhì)量濃度在2g/100mL時(shí)增色效應(yīng)明顯，而苯甲酸鈉對(duì)藥桑色素有一定的減色效應(yīng)。說(shuō)明在含有藥桑色素食品加工過(guò)程中可以添加蔗糖、山梨酸、VC、NaCl等添加劑。而苯甲酸鈉不宜用來(lái)作為含有藥桑色素的食品中的防腐劑。

3 結(jié) 論

藥桑色素溶液呈酸性，它在酸性條件下穩(wěn)定，因此該色素可作為酸性食品(飲料、冷飲等)的著色劑；它易溶于水、醇等極性溶劑，微溶于丙酮，不溶于乙酸乙酯、石油醚等有機(jī)溶劑，說(shuō)明藥桑色素為水溶性色素，符合花青素類(lèi)色素的特征；藥桑色素的光穩(wěn)定性較差，因此含有藥桑色素的食品應(yīng)避光保存；山梨酸、VC、氯化鈉對(duì)色素也有一定程度的增色效應(yīng)。Na+、K+、Ca2+、Mg2+對(duì)色素的穩(wěn)定性影響不大，Al3+、Fe3+對(duì)色素有很強(qiáng)的增色效應(yīng)。

[1] 季更生, 曹陽(yáng), 朱嬋, 等. 桑椹紅色素的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2007, 35(28): 8777-8778; 8790.

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Stability of Pigment fromMorus nigraLinn.

LI Wen-juan1，YONG Xiao-hua2，WANG Bin3，ZHOU Jing1,*
(1. School of Chemistry and Chemical Engineering, Shihezi University, Shihezi 832003, China；2. Technology Detection Centre of Xinjiang Oil Field Corporation, Kelamayi 834000, China；3. The Second Middle School of Xinyuan, Xinyuan 835800, China)

The pigment extracted fromMorus nigraLinn. from Xinjiang was evaluated for its stability. The pigment was soluble in polar solvents such as water and ethanol, and insoluble in non-polar solvents such as petroleum ether and benzene. It was stable in acidic media and had no light stability. In addition, the pigment was sensitive to hydrogen peroxide, sodium sulfite and sodium bisulfite. Metal ions such as Na+, K+, Mg2+and Mn2+had almost no effect on the stability of the pigment; however, Al3+and Fe3+displayed an obvious effect on its stability. Moreover, common food additives including sorbic acid, vitamin C and sodium chloride exhibited a certain hyperchromic effect, whereas sodium benzoate exhibited a certain hypochromic effect.

Morus nigraLinn.；pigment；stability

O629.9

A

1002-6630(2010)13-0132-04

2009-04-23

李文娟(1980—)，女，講師，碩士，主要從事有機(jī)合成及天然產(chǎn)物化學(xué)研究。E-mail：lwj01_tea@shzu.edu.cn

﹡通信作者：周靜(1956—)，女，教授，本科，主要從事天然產(chǎn)物化學(xué)研究。E-mail：zj01_tea@shzu.edu.cn