陳婉瑞，林 娜，黃俊生，金少鈿

（韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東潮州 521041）

黃皮果皮色素的提取工藝及其穩(wěn)定性研究

陳婉瑞，林 娜，黃俊生＊，金少鈿

（韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東潮州 521041）

以黃皮果皮為色素提取原料，并通過超聲波輔助法對穩(wěn)定性進(jìn)行研究．表明色素最佳提取工藝為：溶劑為三氯甲烷，料液比為1：40，時間為3 h，溫度為35℃．黃皮果皮色素為亮黃色．研究表明，該色素對溫度、pH值、氧化還原劑及金屬離子、各類食品添加劑的變化都比較穩(wěn)定，但對日光穩(wěn)定性較差，且鐵離子對該色素有一定的減色作用．總之黃皮果皮色素是一種穩(wěn)定性較好、安全可靠的天然植物色素.

黃皮果皮；色素；提取工藝；穩(wěn)定性

黃皮果，又名“黃皮”，“黃枇”，“黃彈子”，“王壇子”果色金黃、光潔耀目，根據(jù)性味，可分甜、酸兩個系統(tǒng)，有些品種甜酸適口、汁液豐富而具香味，是色、香、味俱佳的水果，可與荔枝并稱．我國的廣東、廣西、臺灣、福建是最大產(chǎn)地．黃皮的葉、根皮及果核等均可供藥用．

隨著天然色素的需求不斷發(fā)展，其質(zhì)量和數(shù)量都在不斷的增加，然而尋找色價高、耐光性強、抗干擾能力強的天然色素一直是人們不懈努力的方向，而黃皮果表皮天然的黃色素提取尚未見報道，因此值得研究.

1 提取工藝與穩(wěn)定性研究

1.1 材料與試劑

黃皮果皮（購自當(dāng)?shù)厥袌觯?、無水乙醇、石油醚、丙酮、乙酸乙醚、三氯甲烷、氫氧化鈉、鹽酸、硫酸鋅、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉、氯化鐵、硫酸銅、氯化鋁、30%過氧化氫等藥品或試劑均為分析純．

1.2 儀器與設(shè)備

LGJ-10冷凍干燥機（軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗儀器廠）；TU-1900型雙光束紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限公司）；WFH-203三用紫外分析儀（上海精科實業(yè)有限公司）；FA2004N電子天平（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；KQ-500DB型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）等.

1.3 方法

1.3.1 材料預(yù)處理

果皮除雜洗凈，冷凍干燥，粉碎過篩（60目）備用.

1.3.2 色素的提取工藝[1，5，6]

（1）色素提取工藝流程圖

果皮除雜洗凈→冷凍干燥→粉碎→浸提→濃縮→色素膏.

（2）最佳提取劑的選取

準(zhǔn)確稱0.1 g的樣品8份，分別置于10 ml的蒸餾水、無水乙醇、70%乙醇、1%鹽酸乙醇、丙酮、三氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯中，室溫下浸取3 h，定容，抽濾，在380-500 nm波長段掃描，測定吸光度，并比較選擇最佳提取溶劑.

（3）最佳提取時間的選擇

準(zhǔn)確稱取0.1 g的樣品8份，各加入三氯甲烷溶液10 ml，在室溫下分別浸提1、2、3、4、5、8、10、12 h后，定容，抽濾，測定在445 nm波長處的吸光度.

（4）最佳提取溫度的選擇

準(zhǔn)確稱取0.1 g樣品6份，各加入三氯甲烷溶液10 ml，分別在30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃時浸取3 h后，定容，抽濾，測定在445 nm波長處的吸光度，并對比選擇最佳提取溫度.

（5）最佳料液比的選擇

準(zhǔn)確稱取0.1 g樣品5份，分別加入以1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50料液比的三氯甲烷溶液中，35℃下浸提3 h后，定容，抽濾，測定在445 nm波長處的吸光度，并對比選擇最佳料液比.

1.3.3 黃皮果皮色素的穩(wěn)定性研究[1，5，6]

用最佳提取工藝提取色素，并以超聲波輔助浸提[3]，在45℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮得色素膏（黃色油狀物），用少量95%乙醇封存色膏，將此封存液作為色素原液，量取1 ml的原液并用無水乙醇稀釋至1 000 ml作為稀釋液.

（1）光照對色素穩(wěn)定性的影響

可見光對色素穩(wěn)定性的影響：準(zhǔn)確量取相同體積的稀釋液，置于太陽光下0、5、10、20、30、40、60、120、180 min，考察日光對色素溶液的顏色及吸收光譜的影響，同時考察在最大吸收波長445 nm處，并分析室內(nèi)光和白熾光對色素吸光度的影響.

紫外光對色素穩(wěn)定性的影響：準(zhǔn)確量取相同體積的稀釋液，分別在紫外光254、365nm處照射0、5、10、20、40、60、120 min，觀察各溶液顏色的變化，并測定各溶液在最大波長445 nm處的吸光度.

（2）溫度對色素穩(wěn)定性的影響

準(zhǔn)確量取相同體積的稀釋液，分別于30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃的恒溫水浴鍋中恒溫1 h，觀察各溶液的顏色變化，等溶液恢復(fù)至室溫后在400-500 nm波長段掃描，測定吸光度并繪制吸收光譜圖.

（3）pH值對色素穩(wěn)定性的影響

準(zhǔn)確量取相同體積的稀釋液，用0.1 mol/L NaOH和0.1 mol/L HCl調(diào)其pH分別為2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0，靜置0.5 h，觀察各溶液顏色的變化，并在400-500 nm波長段掃描，測定吸光度并繪制吸收光譜圖.

（4）氧化還原劑對色素穩(wěn)定性的影響

氧化劑對色素穩(wěn)定性的影響：準(zhǔn)確量取相同體積的稀釋液，分別加5 ml不同濃度0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%和0.05%的過氧化氫，常溫下靜置1.5 h，觀察各溶液顏色的變化，并在400-500 nm波長段掃描，測定吸光并繪制吸收光譜圖.

還原劑對色素穩(wěn)定性的影響：準(zhǔn)確量取相同體積的稀釋液，分別加入5 ml不同濃度0、0.01%，0.02%、0.03%、0.04%和0.05%的亞硫酸鈉，常溫下靜置1.5 h，觀察各溶液顏色的變化，并在400-500 nm波長段掃描，測定吸光并繪制吸收光譜圖.

（5）金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響

準(zhǔn)確量取相同體積的稀釋液，分別加入5 ml濃度為2×10-5、10×10-5、50×10-5mol/L的K+、Zn2+、Mg2+、Na+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Cu2+等各種金屬離子，常溫下靜置22 h，觀察各溶液顏色的變化，并測定各溶液在最大波長445 nm處的吸光度.

（6）食品添加劑對色素穩(wěn)定性的影響

葡萄糖與蔗糖對色素穩(wěn)定性的影響：準(zhǔn)確量取相同體積的稀釋液，分別加入5 ml濃度為0%、1%、5%、10%、20%的葡萄糖、蔗糖溶液，常溫靜置22 h，觀察各溶液顏色的變化，并測定各溶液在最大波長445 nm處的吸光度.

其他食品添加劑對色素穩(wěn)定性影響：準(zhǔn)確量取相同體積的稀釋液，分別加入5 ml濃度為0%、0.01%、0.05%、0.1%的山梨甲酸、苯甲酸鈉、抗壞血酸、檸檬酸、糖精、木糖醇、甜蜜素，常溫靜置22 h，觀察各溶液顏色的變化，并測定各溶液在最大波長445 nm處的吸光度.

2 結(jié)果與分析

2.1 色素提取最佳工藝參數(shù)的確定

2.1.1 不同溶劑對黃皮果皮色素提取的影響

從圖1和表1可知色素易溶于三氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯、丙酮、乙醇等，該色素的最佳提取劑是三氯甲烷，其在可見光區(qū)的最大吸收波長為445 nm，黃皮果皮色素為亮黃色，色澤鮮艷.

圖1 黃皮果皮色素在不同溶劑中的吸收光譜

表1 黃皮果皮色素在不同溶劑中的提取效果

2.1.2 提取時間對黃皮果皮色素的影響

從圖2可得出，隨著浸提時間的延長，黃皮果皮黃色素的吸光度呈上升趨勢，且在3 h的時候，上升的趨勢是最大的，但在3 h后，吸光度的變化不大，最終選擇3 h為最佳的提取時間.

2.1.3 提取溫度對黃皮果皮黃色素的影響

從圖3來看，隨著提取溫度的上升，提取得到的色素溶液的吸光值呈先增加后下降的趨勢，而且實驗中色素的顏色也隨著溫度的上升而變?yōu)榈S色，且至室溫后，顏色也沒有恢復(fù)．因此綜合多方面的因素，選取35℃為最佳的浸提溫度．

2.1.4 料液比對提取黃皮果皮色素的影響

從圖4可看出隨著料液比濃度的下降，吸光度呈緩慢上升的趨勢，當(dāng)料液比達(dá)到1∶30的時候，吸光度上升的趨勢已經(jīng)不大，因此選擇1∶40為最佳的料液比.

圖2 不同浸提時間的吸光度

圖3 不同浸提溫度的吸光度

圖4 不同料液比的吸光度

圖5 不同日照時間對黃皮果皮色素穩(wěn)定性的影響

2.2 黃皮果皮色素的穩(wěn)定性

2.2.1 色素對光的穩(wěn)定性

從圖5可以看出，隨著時間的延長，最大波長445 nm處的吸光度逐漸下降，光照時間在60 min后可以看到445 nm的吸收峰消失，色素的顏色由亮黃色變?yōu)闇\黃色，不可恢復(fù)．說明日光照射對色素的穩(wěn)定性影響較大，因此該色素應(yīng)避免陽光照射．色素在不同光源照射下在波長445 nm處的吸光度，結(jié)果見表3．

從表3可以看出，隨著光照射時間的延長，色素的吸光度呈現(xiàn)出下降的趨勢，因此該色素不僅要避免陽光照射，也應(yīng)該避免燈光照射．

表3 不同光源照射下吸光度的比較 （445 nm）

從圖6可知，隨著紫外線照射時間的延長，兩種不同波長的紫外線照射對色素的吸光度有明顯的影響，它們都呈現(xiàn)出下降的趨勢，其中波長為365 nm的紫外線照射的吸光度下降的幅度較大，而波長為254 nm的紫外線照射的吸光度下降幅度較小．

圖6 紫外光對色素穩(wěn)定性的影響

2.2.2 耐熱性

由圖7可以看出，當(dāng)溫度上升時，色素的吸收光譜會受到一定的影響，但幅度并不大，隨著溫度的上升，色素的吸光度逐漸下降，總的來說，色素受溫度的影響并不大，耐熱性較好.

圖7 不同溫度對色素穩(wěn)定性的影響

圖8 不同pH值對色素穩(wěn)定性的影響

2.2.3 耐酸堿性

從圖8和表4可以看出，酸度對該色素有一定的影響，當(dāng)pH在2-8時色素的顏色變化不明顯，且吸光度變化幅度也較?。划?dāng)溶液處于堿性較強的環(huán)境時，色素的顏色變化較大，且吸光度上升的幅度較大．說明該色素在酸性條件下比較穩(wěn)定.

表4 不同酸度條件下色素提取液吸光度的比較

2.2.4 色素的耐氧化和還原性

從圖譜9可以看出，隨著過氧化氫濃度的增加，最大吸收峰處的吸光度稍微變大，但變化程度極其微小，且各提取液的顏色基本上沒有變化，表明該色素的耐氧化性較好.

從圖10及實驗現(xiàn)象可以看出，隨著亞硫酸鈉濃度的逐漸升高，最大吸收峰處的吸光度變化較之于過氧化氫要大一些，也隨著亞硫酸鈉濃度升高，色素的最大吸收峰紅移，但色素的顏色發(fā)生的變化較小，因此可以看出該色素的耐還原性較好.

圖9 不同濃度過氧化氫對色素的穩(wěn)定性影響

圖10 不同濃度亞硫酸鈉對色素穩(wěn)定性的影響

2.2.5 金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響

從表5可以看出，不同濃度金屬離子對色素的穩(wěn)定性有一定的影響，但Fe3+對該色素的穩(wěn)定性影響較大，隨著Fe3+濃度的增大，色素在最大波長處的吸光度逐漸增大且溶液的顏色加深，變?yōu)橥咙S色，而其它的金屬離子對色素影響不大．因此，該色素在儲運中應(yīng)避免與鐵器皿接觸．

表5 不同濃度金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響

2.2.6 食品添加劑對色素的影響

（1）葡萄糖與蔗糖對色素穩(wěn)定性的影響

圖11 不同濃度的葡萄糖與蔗糖對色素吸光度的影響比較

從圖11可以看出，總體來說，蔗糖和葡萄糖對色素的影響不大，吸光度維持在0.26左右，因此該色素的耐糖性較好.

（2）其他常見食品添加劑對色素穩(wěn)定性的影響

表6 不同濃度的各種食品添加劑對色素穩(wěn)定性的影響

從表6可以看出，不同濃度的食品添加劑對黃皮果皮色素穩(wěn)定性影響都不大，這說明該色素對常見的食品添加劑穩(wěn)定性較好．

3 結(jié)論

實驗結(jié)果表明，黃皮果皮色素的最佳提取工藝條件為溶劑為三氯甲烷，溫度為35℃，時間為3 h，料液比為1∶40．該色素對pH值、氧化劑、還原劑、常用食品添加劑及金屬離子比較穩(wěn)定，但不耐日光，不耐鐵離子，應(yīng)該避免與鐵器皿直接接觸和陽光照射．

綜上所述，黃皮果皮黃色素是一種穩(wěn)定性較好、安全可靠的天然植物色素．若以黃皮深加工的廢料進(jìn)行色素提取，應(yīng)具有較好的開發(fā)價值．

[1]黃俊生，曹遷永，曹少俊．大高良姜色素的提取工藝及穩(wěn)定性研究[J]．中國調(diào)味品，2010，35（11）：99-104.

[2]文赤夫，向小奇，劉旋，等．銀杏葉黃色素提取及穩(wěn)定性研究[J]．食品科學(xué)，2010，31（08）：43-45.

[3]李文飛，馮偉，呂佳飛，等．橘皮色素提取工藝的研究進(jìn)展[J]．化工科技市場，2010，33（6）：5-7.

[4]王谷媛，高冷，龔殿鵬，等．藍(lán)莓色素提取條件的研究[J]．長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，31（02）202-206.

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The Research on Extraction Technology and Stability of Clausena Lansium Peel

CHEN Wan-rui，LIN-Na，HUANG Jun-sheng*，JIN Shao-tian
(Department of Chemistry，Hanshan Normal University，Chaozhou 521041，China)

In the thesis,the extraction and stability of pericarp pigment from clausena lansium peel were studied.The result shows the best extraction technology is solvent for chloroform,35℃,3 h and materialtoliquid 1:40.The research showed that the pigment was stable to heat,acid,oxidant and reductant,metal ions,and food additives,but sunlight has a great effect on the pigment and the Fe3+can fade it.In short,the yellow pigment of clausena lansium peel is a stable and safe pigment.

clausena lansium peel；pigment；extraction process；stability

TS203.3

A

1007-6883(2011)06-0075-07

2011-10-19

韓山師范學(xué)院化學(xué)系學(xué)士前項目資助 （2011）

陳婉瑞（1989-），女，廣東揭陽人，韓山師范學(xué)院化學(xué)系學(xué)生．黃俊生為通訊作者．

責(zé)任編輯 爾 遲 楊培奎