馮 昕 劉蘇萌 杜聰聰 劉丹丹 何培新

（鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450002）

構(gòu)樹果紅色素的理化性質(zhì)研究

馮 昕 劉蘇萌 杜聰聰 劉丹丹 何培新

（鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450002）

以新鮮構(gòu)樹果實(shí)為原料，采用乙醇浸提法提取紅色素，并研究該紅色素的理化性質(zhì)。結(jié)果表明，構(gòu)樹果紅色素在435 nm處有最大吸收峰，水溶性極好，具有良好的熱穩(wěn)定性，色素在中性及酸性環(huán)境中比較穩(wěn)定，自然散射光條件下穩(wěn)定性良好，除 Fe2＋、Fe3＋、Sn2＋外，對(duì)大多數(shù)金屬離子穩(wěn)定，對(duì)常用的食品添加劑如葡萄糖和檸檬酸相對(duì)穩(wěn)定，山梨酸對(duì)色素有護(hù)色作用，抗壞血酸對(duì)色素具有減色作用。

構(gòu)樹果；色素；性質(zhì)

構(gòu)樹（broussonetia papyrifera）屬?？粕喛茦?gòu)樹屬，本屬全世界共有5種，分布于亞洲東部及太平洋島嶼；中國有3種：構(gòu)樹、小構(gòu)樹、藤構(gòu)（構(gòu)樹組）［1］，主要分布于黃河流域以南地區(qū)。構(gòu)樹屬各種植物具有廣泛的經(jīng)濟(jì)及藥用用途。其中構(gòu)樹的成熟果實(shí)為常見的傳統(tǒng)中藥，中醫(yī)認(rèn)為構(gòu)樹果有補(bǔ)腎、清肝明目、利尿等功效［2］，歷版中國藥典均有收載［3］。

構(gòu)樹聚花果及果實(shí)原汁含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如氨基酸、糖類、礦物元素以及其他有利于人體健康的生物活性物質(zhì)［4］，具有抗氧化、美容、健身、緩解疲勞、提高人體免疫力等功能，是開發(fā)保健食品的好原料［5－6］。近年來，國內(nèi)外對(duì)天然色素的植物資源進(jìn)行過較為廣泛的研究，但鮮見有關(guān)構(gòu)樹果紅色素的報(bào)道。構(gòu)樹果實(shí)色澤鮮紅，也是天然色素的良好來源，是開發(fā)保健食品和提取植物色素的良好原料。本試驗(yàn)采用構(gòu)樹果提取紅色素，研究該色素的理化性質(zhì)，為開發(fā)利用這一天然色素提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

新鮮構(gòu)樹果實(shí)：采自鄭州市金水區(qū)文雅新世界小區(qū)公園；

乙醇、甲醇、乙酸、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、葡萄糖、檸檬酸、山梨酸和抗壞血酸等：均為分析純?cè)噭?/p>

電子天平：FA2004型，上海恒平科學(xué)儀器有限公司；

電熱恒溫水浴鍋：HH－S28S型，金壇市大地自動(dòng)化儀器廠；

紫外可見分光光度計(jì)：721型，上海棱光技術(shù)有眼公司；

酸度計(jì)：PHS－3C型，金壇市精達(dá)儀器制造廠；

電熱鼓風(fēng)干燥箱：101C－3型，上海實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；

離心機(jī)：KDC－1044，利大創(chuàng)新股份有限公司中佳分公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 色素的制備 取洗凈的鮮果100 g，瀝干水，放入容器中，稍加攪拌，加入75%乙醇200 m L 60℃水浴加熱浸取45 min，得到桔紅色溶液，過濾，濾液進(jìn)行減壓蒸餾，回收乙醇，待要干時(shí)，取出，放入60℃烘箱中烘干，得到紅色粉狀固體備用［7］。

1.2.2 理化性質(zhì)的考察

（1）吸收光譜的測定：取一定量的色素，用去離子水溶解，配成0.01%濃度的水溶液。色素液用可見分光光度計(jì)在400～560 nm波長范圍測其吸光度，確定其最大吸收波長。

（2）溶解性：用水及常用有機(jī)溶劑溶解色素，觀察其溶解性。

（3）p H值對(duì)色素的影響：取適量色素的水溶液，室溫下用稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)酸堿度并用蒸餾水定容，用數(shù)字酸度計(jì)測定其p H，放置1 h后，觀察并記錄溶液顏色變化情況。

（4）熱穩(wěn)定性：取一定量0.01%的色素液，分別在20，40，60，80，100℃條件下水浴熱解60 min，測定其吸光度并觀察顏色變化情況。

（5）色素的耐光性：將一定量0.01%的色素液分別在陽光照射、室溫自然光、室溫暗藏條件下放置0，5，10，20，30 d，以4℃冰箱避光存放的色素水溶液作對(duì)照，分別測定其吸光度并觀察其顏色變化。按式（1）計(jì)算色素保留率R，比較色素液在陽光照射、室溫散光、室溫暗藏下色素保存情況。

（6）金屬離子對(duì)色素的影響：往0.01%色素液中分別加入500 mg／L的 Na＋、K＋、Mg2＋、Zn2＋、Mn2＋、Al3＋、Ca2＋、Fe2＋和Fe3＋，以不加金屬離子的色素液作為對(duì)照，觀察溶液顏色的變化情況。

（7）常用食品添加劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響：分別配制含有不同濃度葡萄糖、檸檬酸、山梨酸和抗壞血酸的色素提取液，常溫下避光靜置1 h，測定最大吸收波長下的吸光度［8］。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收光譜的測定

構(gòu)樹果紅色素的吸收光譜見圖1。

圖1 構(gòu)樹果紅色素的吸收光譜Figure 1 Absorption spectra of the broussonetia papyrifera fruit pigment

由圖1可知，此色素在波長435 nm處有最大吸收峰。

2.2 溶解性

取一定量的色素，分別加入水、甲醇、乙醇、乙酸、丙酮、乙酸乙酯、乙醚進(jìn)行溶解性試驗(yàn)。結(jié)果表明，此色素極易溶于水和稀乙醇，都得到桔紅色的溶液，說明色素為水和醇溶性色素。能溶于乙酸、甲醇，在乙酸乙酯、丙酮、乙醚等弱極性溶劑中幾乎不溶。從溶解性方面看，構(gòu)樹果色素符合花色苷類色素特性。

2.3 p H對(duì)色素的影響

不同p H條件下溶液顏色變化情況結(jié)果見表1。

表1 p H對(duì)色素的影響Table 1 The colore of the broussonetia papyrifera fruit pigment under different p H

由表1可知，構(gòu)樹果色素在p H＜5時(shí)為色澤明亮的桔紅色，p H 6～8時(shí)變淺，p H＞8時(shí)，顏色變?yōu)辄S色，并逐漸加深，到p H 12顏色呈棕褐色。說明該色素在酸性環(huán)境中較為穩(wěn)定。

2.4 熱穩(wěn)定性

分別在不同溫度下水浴熱解60 min，測定其吸光度并觀察顏色變化情況，結(jié)果見圖2。

圖2 構(gòu)樹果色素的熱穩(wěn)定性Figure 2 Effect of temperatureon stability of the broussonetia papyrifera fruit pigment

由圖2可知，該色素水溶液對(duì)溫度非常穩(wěn)定，在100℃恒溫處理60 min的情況下吸光度變化很小，色素溶液顏色基本保持不變。

2.5 色素的耐光性

光照條件對(duì)色素保留率的影響見圖3。

圖3 不同條件下色素的耐光性Figure 3 Effect of light on stability of the pigment

由圖3可知，陽光照射組色素含量下降最快，放置30 d，色素液由桔紅色變?yōu)榈S色。室溫自然光和室溫暗藏組色素保存曲線幾乎相同，放置30 d后，顏色仍為桔紅色，說明自然散射光條件下色素穩(wěn)定性較好。同時(shí)放于4℃冰箱的色素液30 d后，顏色仍為桔紅色。因此，構(gòu)樹果色素在保存過程中應(yīng)避免強(qiáng)光照射或光線直射，最好低溫避光保存。

2.6 金屬離子對(duì)色素的影響

金屬離子對(duì)色素的影響見表2。

表2 金屬離子對(duì)色素的影響Table 2 Effect of metalion on stability of the pigment

由表2可知，含F(xiàn)e2＋和Fe3＋色素溶液顏色加深并褐化，加入Sn2＋的溶液則由桔紅色轉(zhuǎn)為深紅色，其它金屬離子的加入溶液顏色未出現(xiàn)明顯變化，說明色素對(duì)這些離子是很穩(wěn)定的。由于Fe2＋、Fe3＋對(duì)色素的色澤影響比較大，故制備色素過程中不宜用鐵設(shè)備。

2.7 常用食品添加劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響

常用食品添加劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響見表3和表4。由表3可知，隨著葡萄糖濃度增加，吸光度值有所增加，顏色無明顯變化，而隨著檸檬酸濃度的增加色素溶液吸光度值有所減小，但減小幅度不大。說明色素對(duì)葡萄糖和檸檬酸相對(duì)穩(wěn)定。

表3 葡萄糖、檸檬酸對(duì)色素穩(wěn)定性的影響Table 3 Effect of glucose and citric acid on stability of the pigment

由表4可知，隨著山梨酸濃度增加，吸光度值有所增加，顏色無明顯變化，說明山梨酸對(duì)色素有保護(hù)作用，隨濃度的增加護(hù)色作用更加明顯?？箟难釋?duì)色素具有明顯減色作用，這主要是由于抗壞血酸可以和O2協(xié)同作用促進(jìn)花色苷降解，且隨濃度的增加減色作用更加明顯。

表4 山梨酸、抗壞血酸對(duì)色素穩(wěn)定性的影響Table 4 Effect of sorbicacid and vc on stability of the pigment

3 結(jié)論

構(gòu)樹果紅色素在波長435 nm處有最大吸收峰，水溶性極好，具有良好的熱穩(wěn)定性；色素在中性及酸性環(huán)境中較為穩(wěn)定，并呈現(xiàn)悅目的桔紅色；自然散射光條件下色素穩(wěn)定性較好，構(gòu)樹果色素在保存過程中應(yīng)避免強(qiáng)光照射或光線直射，最好低溫避光保存。構(gòu)樹果色素對(duì)絕大多數(shù)金屬離子都是穩(wěn)定的；對(duì)常用的食品添加劑如葡萄糖和檸檬酸相對(duì)穩(wěn)定，山梨酸有護(hù)色作用，抗壞血酸對(duì)色素具有減色作用。結(jié)果表明構(gòu)樹果紅色素穩(wěn)定性良好，是優(yōu)良的天然色素資源，在食品工業(yè)中具有較好的應(yīng)用前景，值得進(jìn)一步研究和開發(fā)。

1 張秀實(shí)，吳征鎰，曹子余.中國植物志［M］.北京：科學(xué)出版社，1998：23.

2 張秋玉，李遠(yuǎn)發(fā)，梁芳.構(gòu)樹資源研究利用現(xiàn)狀及其展望［J］.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，40（2）：217～218.

3 國家藥典委員會(huì).中華人民共和國藥典［M］.2000版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：275.

4 林文群，陳忠，李萍.構(gòu)樹聚花果及其果實(shí)原汁營養(yǎng)成分的研究［J］.天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，2001，18（3）：45～47.

5 胡俊達(dá).構(gòu)樹的開發(fā)利用價(jià)值及河北省的發(fā)展前景［J］.河北林業(yè)科技，2008，10（5）：100～101.

6 李黨法.構(gòu)樹的培育與開發(fā)利用［J］.中國林副特產(chǎn)，2007（1）：49～50.

7 羅中杰.構(gòu)樹果紅色素的提取及其理化性質(zhì)的研究［J］.應(yīng)用化工，2005，34（2）：131～132.

8 肖仔君，鐘瑞敏，許曉春.三華李果渣食用色素提取及其穩(wěn)定性研究［J］.食品與機(jī)械，2010，26（2）：27～32.

Studies on the physical and chemical properties ofbroussonetia papyriferafruit pigment

FENG Xin LIU Su－men DU Cong－cong LIU Dan－danHE Pei－xin

（College of Food and Biology Engineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou，Henan450002，China）

With freshbroussonetia papyriferafruit as raw materials，through ethanol extract red pigment，and to study physical and chemical properties of the red pigment.The results showed that the red pigment ofbroussonetia papyriferamaximum absorption at 435 nm peak，excellent water－soluble，has good thermal stability of the pigment in the neutral and acidic environment of relatively stable，the stability of the natural scattering of light conditions well，in addition to Fe2＋，F(xiàn)e3＋，Sn2＋，the majority of metal ions on the stability of the commonly used food additives such as glucose and citric acid is relatively stable，sorbic acid protect the color of the pigment，the pigment has a subtractive effect of ascorbic acid.

broussonetia papyriferafruit；pigment；properties

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.03.010

中國科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目（編號(hào)：KSCXZYW－N－46－02－04）；河 南 省 教 育 廳 科 技 攻 關(guān) 項(xiàng) 目 （編 號(hào)：2011B550012）

馮昕（1977－），女，鄭州輕工業(yè)學(xué)院講師，碩士。E－mail：fengxin66＠126.com

何培新

2011－03－10