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        當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性研究

        2012-12-03 05:45:00管海波黃忠京銀小玲覃江克梁敏羅艷楊瑞云
        食品研究與開(kāi)發(fā) 2012年10期
        關(guān)鍵詞:紅色素吸光色素

        管海波,黃忠京,銀小玲,覃江克,梁敏,羅艷,楊瑞云,*

        (1.藥用資源化學(xué)與藥物分子工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,廣西 桂林 541004;2.廣西民族大學(xué)化學(xué)與生態(tài)工程學(xué)院,廣西 南寧 530006;3.廣西醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,廣西 南寧 530021)

        食用色素作為目前食品添加劑的一個(gè)重要組成部分,通常分為合成色素和天然色素兩大類?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)試驗(yàn)證明,長(zhǎng)期和過(guò)量使用合成色素對(duì)人體健康有一定的危害,部分合成色素還具有致癌、致毒、致畸、致瀉等作用[1-2]。而天然色素以其色香誘人、無(wú)毒無(wú)害、色調(diào)自然、口感甘純,同時(shí)具有生理保健等優(yōu)點(diǎn),日益受到人們的青睞[3]。因此,尋找和開(kāi)發(fā)更多的天然色素資源已成為食品工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

        當(dāng)歸藤(Embelia parviflora Wall.)系紫金??扑崽僮訉僦参铮饕植荚趶V西、廣東、云南等地[4]。當(dāng)歸藤的根與藤供藥用,用于治療月經(jīng)不調(diào)、閉經(jīng)、白帶、萎黃病、不孕癥等婦科疾病,有當(dāng)歸的作用,因此得名。此外亦用于貧血、跌打損傷、骨折等癥狀[5-6]。廣西民間流傳有“誰(shuí)人懂得篩其蔃,不愁不生養(yǎng)”之說(shuō)。當(dāng)歸藤提取物呈鮮紅色,是一種較為理想的天然紅色素來(lái)源。本文以廣西產(chǎn)當(dāng)歸藤為主要原料,對(duì)該色素的穩(wěn)定性進(jìn)行研究,為食品工業(yè)開(kāi)發(fā)和利用當(dāng)歸藤紅色素資源提供理論參考。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        當(dāng)歸藤2009年7月購(gòu)于桂林藥材市場(chǎng),晾干,粉碎。

        無(wú)水乙醇、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、苯甲酸鈉、Na2SO3等均為市售分析純。

        1.2 儀器與設(shè)備

        CARY-100紫外可見(jiàn)分光光度計(jì):美國(guó)Varian公司;R-1001型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司;BS/BT124S型電子天平:北京賽多利斯天平有限公司;HH-S型恒溫水浴鍋:鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;PHS-3C酸度計(jì):上海雷磁儀器廠;醫(yī)用紫外燈:長(zhǎng)沙燈具廠。

        1.3 方法

        1.3.1 當(dāng)歸藤紅色素的提取

        稱取一定量的當(dāng)歸藤,自然風(fēng)干,粉碎后用70%乙醇按料液比 1∶25(g/mL)在 70 ℃下浸提 140 min,減壓濃縮,即得到當(dāng)歸藤紅色素粗品。

        1.3.2 當(dāng)歸藤紅色素的光譜特性

        取一定量的色素粗品用70%乙醇稀釋一定倍數(shù),室溫下用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在波長(zhǎng)200 nm~600 nm范圍內(nèi)進(jìn)行光譜掃描,最大吸收峰為440 nm,從而確定440 nm波長(zhǎng)為測(cè)試波長(zhǎng)。

        1.3.3 pH對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        用70%乙醇配制一定體積的色素溶液,以5 mol/L HCl和2mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)色素溶液的pH分別為1、3、5、7、9、11。3 h 后在波長(zhǎng) 440 nm 處測(cè)定其吸光度。

        1.3.4 糖對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        用 50%乙醇配制成質(zhì)量濃度分別為 2、4、6、8、10 mg/mL的葡萄糖、蔗糖、麥芽糖溶液。取2 mL色素液于10 mL具塞比色管中,用不同濃度的葡萄糖、蔗糖、麥芽糖溶液定容至刻度,搖勻,室溫下放置5 h,以不加甜味劑的色素溶液作對(duì)照,測(cè)定色素溶液在440 nm處的吸光值,并目測(cè)其顏色變化情況。

        1.3.5 光照對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        取一定體積的色素溶液,分別置于室內(nèi)暗處、室內(nèi)自然光下、40 W的紫外燈和室外太陽(yáng)光下,每隔一段時(shí)間(0、2、4、6、8 h)后取樣,測(cè)其在 440 nm 波長(zhǎng)下的吸光度變化。

        1.3.6 金屬離子對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        取8 mL色素溶液9份,分別加入2 mL濃度為1 mg/mL 的 Mg2+、K+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Cu2+、Zn2+、Na+、Pb2+溶液,對(duì)照組加入2 mL蒸餾水,混合均勻,靜置2 h后,測(cè)定在440 nm波長(zhǎng)下的吸光度。并觀察顏色變化情況。

        1.3.7 氧化劑對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        以H2O2作為氧化劑,配制成濃度分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%的H2O2溶液。取當(dāng)歸藤色素提取液各5 mL,分別加入不同濃度的H2O2溶液1 mL,對(duì)照組中加入1 mL蒸餾水,再用70%乙醇稀釋至10mL,室溫下放置3h后,于440nm下測(cè)其吸光度,并目測(cè)其顏色變化情況。

        1.3.8 還原劑對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        以Na2SO3作為還原劑,配制成濃度分別為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL 的 Na2SO3溶液。取當(dāng)歸藤色素提取液各5 mL,分別加入不同濃度的Na2SO3溶液1 mL,對(duì)照組中加入1 mL蒸餾水,再用70%乙醇稀釋至10 mL,室溫下放置3 h后,于440 nm下測(cè)其吸光度,并目測(cè)其顏色變化情況。

        1.3.9 溫度對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        取等量色素溶液8份,分別置于30(室溫)、40、50、60、70、80、90、100 ℃的恒溫水浴中。1.5 h 后,在440 nm波長(zhǎng)下分別測(cè)定吸光值,并目測(cè)其顏色變化情況。

        1.3.10 防腐劑對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        以苯甲酸鈉作為防腐劑,分別配制濃度為0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%的苯甲酸鈉色素溶液,室溫下放置2 h、4 h后,在440 nm波長(zhǎng)下分別測(cè)定其吸光度,并目測(cè)其顏色變化情況。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 pH對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        不同pH對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見(jiàn)表1。

        表1 pH對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Table 1 Effects of pH values on the stability of red pigment

        由表1可知,隨著pH的增加,當(dāng)歸藤色素的紅色逐漸加深。在酸性條件下較穩(wěn)定,且色澤明亮,而在堿性條件下不穩(wěn)定,其原因可能是堿性條件改變了色素中發(fā)色基團(tuán)的結(jié)構(gòu)。因此當(dāng)歸藤紅色素的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中,必須注意pH值的影響。

        2.2 糖對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        糖對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見(jiàn)表2。

        表2 糖對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Table 2 Effects of sugar on the stability of red pigment

        由表2可知,隨著葡萄糖濃度的增加,吸光度值有所下降,但變化幅度很小,并且目測(cè)色素溶液顏色也基本保持不變,說(shuō)明在此濃度范圍內(nèi),葡萄糖對(duì)當(dāng)歸藤色素的穩(wěn)定性影響不大;蔗糖濃度在2 mg/mL~8 mg/mL,當(dāng)歸藤色素溶液的吸光值隨著蔗糖濃度的增加而緩慢增大,當(dāng)蔗糖濃度達(dá)到10 mg/mL時(shí)當(dāng)歸藤色素溶液的吸光度值變化較大,可能是高濃度的蔗糖使色素溶液體系發(fā)生了改變,因此在低濃度范圍內(nèi)蔗糖對(duì)當(dāng)歸藤色素具有一定的護(hù)色作用;隨著麥芽糖濃度的增加當(dāng)歸藤色素溶液的吸光值變化不明顯,顏色也基本無(wú)變化,說(shuō)明在一定濃度范圍內(nèi)麥芽糖對(duì)當(dāng)歸藤色素?zé)o不良影響。

        2.3 光對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        不同光照條件對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見(jiàn)圖1。

        圖1 光對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.1 Effects of different time of light on the stability of red pigment

        由圖1可知,在室內(nèi)黑暗處和室內(nèi)自然光下,色素色調(diào)及吸光度幾乎沒(méi)有變化,表明室內(nèi)暗處和室內(nèi)自然光對(duì)該色素的色澤和穩(wěn)定性均無(wú)明顯影響;紫外光照射下,吸光度隨著時(shí)間延長(zhǎng)先增大后減小,但總體變化幅度不大,因此,在該色素的制備過(guò)程中,可以用紫外光短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行殺菌;室外太陽(yáng)光下,色調(diào)及吸光度變化較顯著,隨著太陽(yáng)光照射時(shí)間的延長(zhǎng),色素溶液吸光度值顯著增大,色素溶液顏色由紅色變?yōu)槌壬?,并且出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,表明太陽(yáng)光對(duì)色素穩(wěn)定性有顯著影響,所以在使用和儲(chǔ)備該色素時(shí),應(yīng)盡量避免強(qiáng)光照射。

        2.4 金屬離子對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        金屬離子對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見(jiàn)表3。

        表3 金屬離子對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Table 3 Effects of metallic ions on the stability of red pigment

        從表3可知,金屬離子對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響不盡相同。K+、Ca2+、Na+、從吸光度值和顏色上看差異均不明顯,說(shuō)明這3種金屬離子對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性無(wú)不良影響。Zn2+使色素變成淡黃色,且吸光值顯著降低,說(shuō)明Zn2+對(duì)當(dāng)歸藤紅色素具有降解作用。Mg2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響較大:Mg2+使色素變成淡黃色,并伴有淡黃色懸浮物;Fe3+使色素變成棕褐色,同時(shí)吸光值急劇升高;Al3+使色素變成淡黃色,且生成白色絮狀懸浮物;Cu2+使色素變成黃褐色,生成黃褐色絮狀懸浮物的同時(shí),吸光值也急劇升高;Pb2+使色素變成淺褐色,并產(chǎn)生淺褐色絮狀懸浮物;其原因是由于這些金屬離子與色素發(fā)生了反應(yīng),生成不溶性的鹽,因此該色素在生產(chǎn)和應(yīng)用中,應(yīng)盡量避免與這些金屬容器相接觸。

        2.5 氧化劑對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        H2O2對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見(jiàn)表4。

        由表4可知,H2O2濃度在0.1%~0.5%時(shí)當(dāng)歸藤色素溶液的吸光度逐漸增大,當(dāng)H2O2濃度超過(guò)0.6%時(shí)當(dāng)歸藤色素溶液吸光度逐漸降低,但總體上看吸光度變化幅度不大,并且目測(cè)色素溶液顏色也基本保持不變,維持在一個(gè)較穩(wěn)定的水平上。因此當(dāng)歸藤紅色素在低濃度的氧化劑中穩(wěn)定性較好,具有一定的抗氧化性。

        表4 H2O2對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Table 4 Effects of hydrogen peroxide on the stability of red pigment

        2.6 還原劑對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        Na2SO3對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見(jiàn)表5。

        表5 Na2SO3對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Table 5 Effects of sodium sulfite on the stability of red pigment

        由表5可知,隨著Na2SO3溶液濃度的增大,色素溶液的吸光度增大,在0.2 mg/mL~1.0 mg/mL濃度范圍內(nèi)吸光度變化幅度不顯著,顏色由暗紅色變?yōu)榧t色,說(shuō)明Na2SO3溶液對(duì)當(dāng)歸藤色素穩(wěn)定性影響不大,同時(shí)也說(shuō)明此色素具有一定的抗還原性,并且在一定程度上Na2SO3溶液對(duì)色素有增色作用。

        2.7 溫度對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        溫度對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見(jiàn)圖2。

        圖2 溫度對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.2 Effects of temperature on the stability of red pigment

        由圖2可知,隨著溫度的升高,當(dāng)歸藤紅色素溶液的吸光度增大。當(dāng)溫度在70℃以下,溶液的顏色和吸光度變化不大,說(shuō)明當(dāng)歸藤紅色素在低溫下較為穩(wěn)定;當(dāng)溫度超過(guò)80℃時(shí),色素溶液的吸光度變化幅度較大,并且伴有混濁現(xiàn)象產(chǎn)生,這說(shuō)明高溫對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性有一定的影響,因此在生產(chǎn)和應(yīng)用中應(yīng)避免高溫處理。

        2.8 防腐劑對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

        苯甲酸鈉對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見(jiàn)圖3。

        圖3 苯甲酸鈉對(duì)紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.3 Effects of sodium benzoate on the stability of red pigment

        由圖3可以看出,2 h和4 h后的吸光度值變化均不顯著,色素色調(diào)也無(wú)明顯變化,說(shuō)明防腐劑對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性基本沒(méi)有影響,可以添加作為色素防腐使用。

        3 結(jié)論

        通過(guò)以上研究表明,當(dāng)歸藤紅色素在酸性條件下較穩(wěn)定,具有一定的抗氧化、抗還原性及耐熱性。食品工業(yè)中常用的4種食品添加劑,葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、苯甲酸鈉對(duì)該色素?zé)o明顯影響。而太陽(yáng)光對(duì)色素穩(wěn)定性有顯著影響,應(yīng)盡量避免強(qiáng)光照射。金屬離子K+、Ca2+、Na+對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性無(wú)不良影響,但Mg2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+對(duì)當(dāng)歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響較大。因此,在當(dāng)歸藤紅色素的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中應(yīng)盡量避免這些因素的干擾。

        [1]楊志娟.我國(guó)天然色素的現(xiàn)狀與發(fā)展方針[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2003,24(2):2-6

        [2]盛瑋,薛建平,陳媛君,等.超級(jí)黑糯玉米芯色素理化性質(zhì)及穩(wěn)定性的研究[J].食品科技,2010,35(11):264-268

        [3]楊青珍,王鋒,孫元琳.甜櫻桃果實(shí)紅色素的提取和穩(wěn)定性研究[J].食品科學(xué),2010,31(4):120-122

        [4]陳家源,盧文杰,王雪芬,等.小花酸藤子化學(xué)成分的研究[J].華西藥學(xué)雜志,1998,13(2):95-96

        [5]江蘇新醫(yī)學(xué)院.中藥大辭典,下冊(cè)[M].上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1977:879

        [6]江蘇植物研究所.新華本草綱要,第一冊(cè) [M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1988:389

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