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        紅藍(lán)草紫色素穩(wěn)定性的研究

        2012-12-31 00:00:00蔣紅芝義崇寬楊昌鵬農(nóng)慶飛張祥發(fā)
        湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2012年19期

        摘要:采用乙醇萃取法從紅藍(lán)草(Peristrophe roxburghiana)中提取紫色素,研究了色素的穩(wěn)定性。結(jié)果表明,紅藍(lán)草紫色素具有較高的耐光性和耐熱性;其在pH 5~13時(shí)比較穩(wěn)定,在強(qiáng)酸強(qiáng)堿條件下不穩(wěn)定;耐氧化性較差,還原劑對(duì)紫色素有保護(hù)作用;食品添加劑蔗糖和山梨酸鉀對(duì)紫色素穩(wěn)定性的影響較小,而檸檬酸和維生素C會(huì)與紫色素發(fā)生作用或造成紫色素的降解;Na+、Zn2+、K+、Mg2+和Ca2+ 5種金屬離子對(duì)色素穩(wěn)定性及色澤無太大影響,而Cu2+、Al3+和Fe3+ 3種金屬離子會(huì)導(dǎo)致紫色素變色和(或)吸光度下降。

        關(guān)鍵詞:紅藍(lán)草(Peristrophe roxburghiana);紫色素;穩(wěn)定性

        中圖分類號(hào):TS264.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439—8114(2012)19—4355—03

        天然色素是指來源于天然資源的色素,是多種不同成分的混合物。從植物中提取的天然色素安全無毒,保留了植物體內(nèi)豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和藥用成分[1]。隨著人們生活水平的不斷提高,環(huán)保和健康意識(shí)日益增強(qiáng),兼具染色功能和保健功效的天然色素在食品工業(yè)中的應(yīng)用越來越受到重視[2—4]。前期研究表明,紅藍(lán)草(Peristrophe roxburghiana)紫色素能溶于水和乙醇[5,6],本研究以體積分?jǐn)?shù)70%的乙醇作為萃取劑,采用超聲波輔助提取紫色素,考察不同理化條件和常用食品添加劑等對(duì)紫色素穩(wěn)定性的影響,旨在掌握紅藍(lán)草紫色素的理化性質(zhì),為紅藍(lán)草的開發(fā)利用提供依據(jù)。

        1 材料和方法

        1.1 材料與儀器

        紅藍(lán)草為人工栽培的葉子不帶毛的品種,采集新鮮的莖葉用于紫色素的提取;試劑乙醇、H2O2、維生素C、Na2SO3、KCl、NaCl、CuSO4、MgCl2、ZnCl2、CaCl2、

        Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等均為分析純;蔗糖、檸檬酸、山梨酸鉀為食用級(jí);T—500型電子天平(美國(guó)雙杰兄弟集團(tuán)有限公司)、AL204電子天平(梅特勒—托利多儀器上海有限公司);BB331—A多功能食品攪拌機(jī)(佛山市順德區(qū)任發(fā)電器實(shí)業(yè)有限公司)、KQ—600 DV數(shù)控超聲波清洗儀(昆山市超聲儀器有限公司)、RE52—86A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠)、800B低速臺(tái)式離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)、VIS—7220型可見分光光度計(jì)(北京瑞利分析儀器公司)、pHSJ—3F數(shù)顯式pH計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)等。

        1.2 方法

        1.2.1 紫色素的提取及測(cè)定 按照蔣紅芝等[5]優(yōu)化的超聲波提取法提取紅藍(lán)草中的紫色素,提取液減壓濃縮,得到的紫色素濃縮液置于冰箱中備用。準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的紫色素濃縮液(濃度為36.328 g/L),用蒸餾水稀釋,定容至50 mL,得濃度為20.296 g/L的紅藍(lán)草紫色素稀釋液,用7220型分光光度計(jì)測(cè)定其最大吸收波長(zhǎng)。結(jié)果表明,紫色素稀釋液最大吸收波長(zhǎng)為580 nm,與濃縮液直接測(cè)定結(jié)果一致(圖1)[5],故本試驗(yàn)以紫色素在580 nm波長(zhǎng)處的吸光度作為紫色素含量的指標(biāo)。

        1.2.2 紫色素穩(wěn)定性試驗(yàn) 稱取紫色素濃縮液36.328 g,用蒸餾水定容至1 000 mL,考察紫色素的耐光性和耐熱性。稱取紫色素濃縮液90.840 g,用蒸餾水定容至500 mL,用于考察pH、氧化劑、還原劑、食品添加劑、防腐劑、金屬離子對(duì)色素穩(wěn)定性的影響。①耐光性。取紅藍(lán)草紫色素稀釋液100 mL,分別在避光和室外自然光條件下放置120 h,每隔一定時(shí)間測(cè)其A580 nm(前5 h內(nèi)每隔1 h測(cè)定1次,之后每隔24 h測(cè)定1次)。②耐熱性。取紅藍(lán)草紫色素稀釋液25 mL,裝入比色管中,分別在40、60、80、100 ℃下加熱,每隔5 min取出測(cè)定其A580 nm,以室溫自然放置的處理為對(duì)照。③pH。分別取14份紅藍(lán)草紫色素稀釋液各10 mL,用pH緩沖液調(diào)節(jié)pH分別為1~14,振蕩后室溫避光靜置1 h,測(cè)其A580 nm。④耐氧化性。分別在紫色素稀釋液中加入1、2、5、10 g/L H2O2,室內(nèi)放置72 h,每隔一定時(shí)間測(cè)其A580 nm(前4 h內(nèi)每隔1 h測(cè)定1次,之后每隔24 h測(cè)定1次,下同)。⑤耐還原性。在紫色素稀釋液中添加1 g/L Na2SO3,室內(nèi)放置72 h,每隔一定時(shí)間測(cè)其A580 nm。⑥食品添加劑蔗糖、檸檬酸和維生素C。分別在紫色素稀釋液中添加5、10、30、50 g/L的蔗糖、1、2、5、10 g/L的檸檬酸或維生素C,室溫自然光下放置72 h,每隔一定時(shí)間測(cè)其A580 nm。⑦防腐劑山梨酸鉀。在紫色素稀釋液中分別添加1、3、5、10 g/L山梨酸鉀,室溫自然光下放置72 h,每隔一定時(shí)間測(cè)其A580 nm。⑧金屬離子。紫色素稀釋液中分別添加2 mL 0.2 g/L的K+、Na+、Cu2+、Mg2+、Zn2+、Ca2+、Fe3+和Al3+離子,測(cè)定剛配制好時(shí)和放置2 h后紫色素稀釋液的A580 nm。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 紅藍(lán)草紫色素的耐光性

        紅藍(lán)草紫色素在不同光照條件下的A580 nm變化結(jié)果見圖2。由圖2可知,在自然光照條件下,隨放置時(shí)間的延長(zhǎng),紅藍(lán)草紫色素的A580 nm呈緩慢的上升趨勢(shì),而在避光條件下,紫色素的A580 nm呈波動(dòng)變化,但波動(dòng)幅度很小,總的來說,紅藍(lán)草紫色素在自然光照或避光條件下吸光度變化不大,且兩個(gè)處理的差異較小,可見紫色素有較好的耐光性。

        2.2 紅藍(lán)草紫色素的耐熱性

        紅藍(lán)草紫色素在不同的溫度下加熱,其A580 nm隨加熱時(shí)間的變化如圖3所示,由圖3可以看出,A580 nm變化幅度很小,可見在試驗(yàn)范圍內(nèi)溫度和加熱時(shí)間對(duì)紫色素的影響不大,說明紫色素耐熱性比較好。

        2.3 pH對(duì)紅藍(lán)草紫色素的影響

        紫色素溶液在pH 5~13時(shí)為紫紅色,A580 nm基本不變(圖4)。在pH 1~4時(shí)為橙紅色,在pH 14時(shí)有很明顯的由紅變綠的現(xiàn)象,A580 nm大幅度降低。說明紫色素在弱酸至堿性時(shí)比較穩(wěn)定;在強(qiáng)酸性條件下呈橙紅色,強(qiáng)堿性條件下呈綠紅色,受pH影響比較大。

        2.4 氧化劑H2O2對(duì)紅藍(lán)草紫色素的影響

        紅藍(lán)草紫色素稀釋液中添加不同濃度的H2O2,其A580 nm變化結(jié)果見圖5。由圖5可知,H2O2加入后紅藍(lán)草紫色素的A580 nm降低,且H2O2的濃度越高、作用時(shí)間越長(zhǎng),溶液的吸光度越小,可見H2O2對(duì)紫色素有顯著的漂白作用。

        2.5 還原劑Na2SO3對(duì)紅藍(lán)草紫色素的影響

        紅藍(lán)草紫色素稀釋液中添加1 g/L的Na2SO3,其A580 nm變化結(jié)果見圖6。由圖6可知,還原劑的加入使色素的A580 nm明顯升高且隨作用時(shí)間的延長(zhǎng)而上升,48 h后隨放置時(shí)間的延長(zhǎng)吸光度不再變化,說明Na2SO3對(duì)該色素具有一定的保護(hù)作用。

        2.6 食品添加劑對(duì)紅藍(lán)草紫色素的影響

        由圖7~圖10可知,不同濃度的蔗糖和山梨酸鉀對(duì)紅藍(lán)草紫色素的穩(wěn)定性影響很小,其吸光度隨添加劑濃度和作用時(shí)間的變化幅度很??;但加入檸檬酸和維生素C后,紫色素的吸光度下降,且添加劑的濃度越高紅藍(lán)草紫色素的A580 nm越小,說明酸與色素發(fā)生了反應(yīng)或?qū)е铝松氐慕到?,這與“2.3”中紫色素在酸性條件下不穩(wěn)定的結(jié)果是一致的。

        2.7 金屬離子對(duì)紅藍(lán)草紫色素的影響

        由表1可知,Na+、Zn2+、K+、Mg2+、Ca2+ 5種金屬離子對(duì)色素穩(wěn)定性及色澤無不良影響,而Cu2+、Al3+、Fe3+對(duì)色素有破壞作用,同李平等[7]的研究結(jié)果一致,F(xiàn)e3+、Cu2+、Al3+對(duì)其的變色效應(yīng)可能是由于Cu2+、Fe3+和Al3+等與紅藍(lán)草色素苷形成了“金屬花色苷”復(fù)合物的緣故[8]。

        3 結(jié)論

        試驗(yàn)結(jié)果表明,紅藍(lán)草紫色素的最大吸收波長(zhǎng)為580 nm,其在光照和加熱條件下的吸光度變化很小,具有較高的耐光性和耐熱性;pH對(duì)紅藍(lán)草紫色素的影響較大,色素在強(qiáng)酸強(qiáng)堿條件下不穩(wěn)定;紫色素的耐氧化性較差,易被氧化劑H2O2漂白,而還原劑對(duì)紫色素有保護(hù)作用;食品添加劑蔗糖和山梨酸鉀對(duì)紫色素穩(wěn)定性的影響較小,而檸檬酸和維生素C會(huì)與紫色素發(fā)生作用或造成紫色素的降解;Na+、Zn2+、K+、Mg2+、Ca2+ 5種金屬離子對(duì)色素穩(wěn)定性無不良影響,而Cu2+、Al3+、Fe3+ 3種金屬離子會(huì)導(dǎo)致紫色素變色和(或)吸光度下降。

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