章 斌侯小楨郭麗莎

（1.韓山師范學(xué)院生物系，廣東 潮州 521041；2.韓山師范學(xué)院美術(shù)系，廣東 潮州 521041）

山竹殼色素穩(wěn)定性研究

章 斌1侯小楨2郭麗莎1

（1.韓山師范學(xué)院生物系，廣東 潮州 521041；2.韓山師范學(xué)院美術(shù)系，廣東 潮州 521041）

考察光照、溫度、氧化還原劑、酸堿度和食品添加劑等對(duì)山竹殼色素穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：該色素在可見光區(qū)的最大吸收波長(zhǎng)為478 nm，70%乙醇為最佳浸提劑；該色素是一種醇溶性色素，適宜于偏酸性、中性和弱堿性條件下使用；有較強(qiáng)的耐氧化性和一定耐熱性；金屬離子Ca2＋、Mg2＋、Na＋、Cu2＋及食品添加劑如苯甲酸鈉、檸檬酸、VC，及氯化鈉試劑幾乎不影響山竹殼色素的穩(wěn)定性。紫外光、室外日光、Fe3＋、還原劑、碳酸氫鈉和葡萄糖對(duì)該色素有一定減色作用。

山竹；色素；穩(wěn)定性

山竹系藤黃科（guttiferae）常綠喬木，其果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富，有解熱清涼、化解脂肪、潤(rùn)膚降火之功效［1］；但其富含色素成分的果殼尚未得到有效利用，大多作為廢棄物處理，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)［2－4］證明，天然色素尤其是來(lái)自可食性植物的天然色素，不僅安全，有的還具有一定的營(yíng)養(yǎng)和藥理作用。紅色素是食品和化妝品工業(yè)中非常重要的一種色素，尋找天然水溶性的紅色素是當(dāng)前食品領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)山竹殼色素的提取及穩(wěn)定性的研究鮮有報(bào)道：胥秀英等［5］將提取的山竹殼紅色素應(yīng)用于飲料和白酒著色，表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性；范潤(rùn)珍等［6］采用有機(jī)試劑萃取法提取山竹殼色素，并對(duì)其穩(wěn)定性做了一定研究，認(rèn)為該色素適宜于在中性和偏酸性條件下使用。為進(jìn)一步研究山竹的應(yīng)用價(jià)值，本試驗(yàn)采用超聲波法從山竹殼中提取紅色素，并對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行初步探討，以期為山竹的綜合開發(fā)和有效利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

山竹殼：洗凈、烘干，粉碎后過(guò)80目篩備用。

無(wú)水乙醇、石油醚、丙酮、乙酸乙酯、三氯甲烷、葡萄糖、苯甲酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈉、檸檬酸、亞硫酸鈉、過(guò)氧化氫、氫氧化鈉、鹽酸、氯化鈣、硫酸銅、氯化鐵、氯化鎂：分析純，廣州化學(xué)試驗(yàn)廠。

1.2 儀器

紫外可見分光光度計(jì)：UV－2800型，上海尤尼柯儀器有限公司；

電子天平：AUW120型，日本島津公司；

粉碎機(jī)：DJ－10A，上海淀久中藥機(jī)械制造有限公司；

精密酸度計(jì)：PHS－3C型，上海虹益儀器儀表有限公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：RE－52B型，上海亞榮生化儀器廠；

電熱水浴鍋：HH－2型，華普達(dá)教學(xué)儀器有限公司；

電熱鼓風(fēng)干燥箱：CS101－A型，重慶試驗(yàn)設(shè)備廠。

1.3 方法

1.3.1 山竹殼色素提取工藝流程

山竹殼→干燥→粉碎→加入提取劑→超聲波提取→抽濾→色素液

1.3.2 山竹殼色素的制備 取一定量山竹殼粉，按1∶30（m∶V）料液比加入70%乙醇，在超聲波功率350 W、溫度70℃條件下，超聲提取50 min，抽濾，得色素母液，待用。

1.3.3 最適提取劑的選擇 準(zhǔn)確稱取山竹殼粉5.000 0 g，分別加入蒸餾水、無(wú)水乙醇、乙酸乙酯、石油醚、三氯甲烷、丙酮各100 m L，60℃ 下恒溫浸提4 h，抽濾，取1 m L濾液稀釋至25 mL，在190～690 nm波長(zhǎng)段掃描，測(cè)定其吸收光譜，以確定最佳提取劑。

1.3.4 色素的穩(wěn)定性試驗(yàn) 根據(jù)紫外－可見分光光度計(jì)掃描所得色素溶液的最大吸收波長(zhǎng)，在此波長(zhǎng)條件下測(cè)定色素受到光、熱、氧化劑、還原劑、常用食品添加劑、金屬離子等影響因素后的吸光度值變化情況，以此探討山竹殼色素在不同環(huán)境條件下的穩(wěn)定性［7－10］。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取劑與最大吸收波長(zhǎng)的確定

2.1.1 提取劑對(duì)色素提取的影響 測(cè)定山竹殼色素在不同提取劑中的吸收光譜見圖1。

圖1 山竹殼色素在不同溶劑中的吸收光譜Figure 1 Spectrograms of mangosteen pigment with different extraction solvents

由圖1可知，山竹殼色素易溶于無(wú)水乙醇和丙酮，難溶于蒸餾水、三氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯；雖然丙酮的最大吸收峰比無(wú)水乙醇的最大吸收峰大，吸收效果比無(wú)水乙醇好；但相比丙酮，乙醇毒性小且廉價(jià)，故本試驗(yàn)選用乙醇為提取劑，且主要考察在可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的吸收情況。

2.1.2 提取劑濃度及最大吸收波長(zhǎng)的確定 選取60%、70%、80%、90%、100%濃度的乙醇，在360～630 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)色素液掃描所得吸收光譜見圖2。

圖2 不同濃度乙醇對(duì)色素液吸光度的影響Figure 2 Effects on absorbency of pigment solution with different content ethanol

由圖2可知，不同濃度乙醇液對(duì)山竹殼色素提取效果的影響不大，以70%濃度的乙醇吸收效果較好，且波長(zhǎng)在478 nm處有最大吸收峰，是山竹殼色素的最大特征吸收譜帶。因此，選擇70%乙醇液作為最佳浸提劑。

2.2 山竹殼色素的穩(wěn)定性研究

2.2.1 色素的溶解性 分別向水、鹽酸、氫氧化鈉、氨水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、三氯甲烷、環(huán)己烷、石油醚中加入適量色素液，觀察其溶解性，結(jié)果見表1。

表1 山竹殼色素在不同溶劑中的溶解性Table 1 Solubility of pigment in different solvents

由表1可知，該色素不溶于水、無(wú)機(jī)酸及非極性的有機(jī)溶劑，易溶于無(wú)機(jī)堿和甲醇、乙醇等極性較強(qiáng)的有機(jī)溶劑，表明該紅色素為醇溶性色素。

2.2.2 p H 對(duì)色素穩(wěn)定性的影響 用0.1 mol／L NaOH 和0.1 mol／L HCl調(diào)色素液p H 分別至2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，室溫下靜置30 min后觀察溶液顏色，并于478 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，結(jié)果見表2。

表2 p H值對(duì)色素穩(wěn)定性的影響Table 2 Effects of p H value on stability of pigment

由表2可知，該色素液在p H 4～9范圍內(nèi)較穩(wěn)定，適宜于偏酸性、中性和弱堿性條件下使用。一般食品、飲料大多偏酸性；因此，該色素有適宜作為食品色素的可能性。

2.2.3 金屬離子對(duì)色素穩(wěn)定性的影響 分別配制0.000 5，0.001，0.001 5，0.002，0.002 5 mol／L 的 Ca2＋、Mn2＋、Na＋、Cu2＋、Fe3＋等金屬離子的溶液各10 m L，加入等量的色素母液，搖勻、靜置12 h后，取1 mL溶液定容到10 mL，在波長(zhǎng)478 nm處測(cè)定各溶液吸光度，結(jié)果見圖3。

由圖3可知，隨 Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Cu2＋溶液濃度的上升，色素吸光度亦隨之增大，說(shuō)明這些金屬離子對(duì)該色素有一定增色作用；而加入有Fe3＋的色素液吸光度逐漸降低，且溶液渾濁呈黑色并伴有絮狀沉淀物，其原因可能是Fe3＋與色素發(fā)生某些化學(xué)作用引起了顏色顯著變化。

圖3 金屬離子對(duì)色素穩(wěn)定性的影響Figure 3 Effects of different metal ions on stability of pigment

2.2.4 氧化劑、還原劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響 配制相同濃度的色素稀釋液（原液∶溶劑＝1∶4），分別加入5 m L不同濃度0.0%，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，1%H2O2溶液和5 mL濃度分別為0.0%，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，1%的Na2SO3液，常溫下靜置2 h后，取1 m L溶液定容到10 m L，于波長(zhǎng)478 nm下測(cè)其吸光度，結(jié)果見表3。

由表3可知，溶液吸光度隨H2O2濃度的增大而增大，隨Na2SO3濃度的增大而逐漸減小，表明該色素有較強(qiáng)的耐氧化性。

2.2.5 食品添加劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響 配制不同濃度的葡萄糖、抗壞血酸、苯甲酸鈉、碳酸氫鈉、檸檬酸系列溶液，各取10 m L，分別加入等量的色素母液，搖勻放置1 h后，取1 mL定容到10 mL，于478 nm處測(cè)定吸光度，結(jié)果見圖4。

表3 氧化劑、還原劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響Table 3 Effects of reductant and oxidant on stability of pigment

圖4 食品添加劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響Figure 4 Effects of different food additives on stability of pigment

由圖4可知，苯甲酸鈉濃度的增加，色素液吸光度先略有減小，隨后恢復(fù)至起始水平，可能的原因是苯甲酸鈉溶液中的Na＋使山竹殼色素發(fā)生變色或與其結(jié)合成不溶性鹽；VC、檸檬酸濃度的變化對(duì)色素液的吸光度變化影響較小，幾乎不影響色素的穩(wěn)定性；而碳酸氫鈉和葡萄糖濃度的升高，色素液吸光度值不斷降低，對(duì)色素的穩(wěn)定性影響較顯著，故實(shí)際使用時(shí)用量不宜過(guò)高。

2.2.6 耐熱性 配制色素稀釋液（原液∶溶劑＝1∶4），分別于50，60，70，80℃下恒溫水浴3.5 h，每30 min取1 m L定容至10 m L，于478 nm處測(cè)吸光度，結(jié)果見圖5。

由圖5可知，隨環(huán)境溫度的上升，溶液吸光度有逐漸下降的趨勢(shì)，但下降幅度較小，表明該色素有一定耐熱性。

2.2.7 光照穩(wěn)定性 取10 m L色素母液3份，分別置于紫外光、室外日光、室內(nèi)自然光下，每間隔24 h取1 m L色素液定容到50 m L，于478 nm處測(cè)吸光度，結(jié)果見圖6。

圖5 溫度對(duì)色素穩(wěn)定性的影響Figure 5 Effects of temperature on stability of pigment

圖6 光照對(duì)色素穩(wěn)定性的影響Figure 6 Effects of light on stability of pigment

由圖6可知，紫外光對(duì)色素影響最大，室外日光次之，室內(nèi)散光最??；84 h后，紫外燈光和直射日光照射的色素溶液相繼出現(xiàn)少量紅色絮狀沉淀物；由此說(shuō)明該色素在室內(nèi)可安全存放。

3 結(jié)論

（1）70%乙醇是山竹殼色素的最佳提取劑。在可見光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的最適吸收波長(zhǎng)為478 nm。

（2）該色素是一種醇溶性色素，適宜于偏酸性、中性和弱堿性條件下使用；有較強(qiáng)的耐氧化性和一定耐熱性；金屬離子Ca2＋、Mg2＋、Na＋、Cu2＋及食品添加劑如苯甲酸鈉、檸檬酸、VC，以及氯化鈉試劑幾乎不影響山竹殼色素的穩(wěn)定性。紫外光、室外日光、Fe3＋、還原劑、碳酸氫鈉和葡萄糖對(duì)該色素有一定減色作用。

（3）山竹殼色素呈紫紅色，顏色鮮艷，穩(wěn)定性較好，是一種極具開發(fā)前景的理想天然食用色素。

1 王宗訓(xùn).中國(guó)資源植物利用手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1989.

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Study on stability of mangosteen pigment

ZHANG Bin1HOU Xiao－zhen2GUO Li－sha1

（1.Department of Biology，Hanshan Normal College，Chaozhou，Guangdong521041，China；2.Department of Fine Art，Hanshan Normal College，Chaozhou，Guangdong521041China）

The stability was studied of pigment which extracted from mangosteen by ultrasound.Results showed that：the maximum absorption wave length of pigment is 478 nm；70%ethanol（V∶V）as extraction solution.According to the stability experiments，it was a alcohol－soluble pigment and suitable for partial acid，neutral and weakly alkaline conditions，has strong resistance to oxidant and heat，it was stable to Ca2＋，Mg2＋，Na＋，Cu2＋and food additives such as sodium benzoate，citric acid，VCand NaCl.UV light，F(xiàn)e3＋，reductant，Na HCO3，glucose and light have hypochromic effect on the pigment.

mangosteen；pigment；stability

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.03.011

章斌（1981－），男，韓山師范學(xué)院講師，碩士。E－mail：zb811223＠163.com

2011－02－01