劉婷婷 周文飛 國(guó)瑋

摘要：該文研究了外界因素對(duì)桑椹色素穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：pH值影響桑椹色素的穩(wěn)定性；在20℃低溫條件下桑椹色素穩(wěn)定性較高，且在高溫短時(shí)條件下，穩(wěn)定性也比較高；對(duì)氧化劑H2O2的耐氧化性差；對(duì)普通還原劑維生素C穩(wěn)定；濃度大于10%的高濃度蔗糖對(duì)桑椹色素有一定影響。

關(guān)鍵詞：桑椹色素；提取；穩(wěn)定性

1 引言

桑椹又名桑棗、桑果、桑實(shí)、椹子、烏椹等，分布地區(qū)很廣[1-2]。桑甚不但果肉多汁，滋味甘美，而且具有諸多保健功能，自古以來(lái)就是保健食品[3-4]。

食用色素是食品添加的重要組成部分，它不僅廣泛應(yīng)用于飲料、酒類(lèi)、糕點(diǎn)、糖果等食品，以改善其外觀品質(zhì)，而且也普遍應(yīng)用于醫(yī)藥和化妝品生產(chǎn)。食用色素，特別是食用天然色素研究與開(kāi)發(fā)有著廣闊的發(fā)展前景和巨大潛力。1971-1981年的10年間，各國(guó)發(fā)表專(zhuān)利總計(jì)126篇，而合成色素同期僅10篇。進(jìn)入80年代后，天然色素的研究進(jìn)入高潮，中國(guó)天然色素的研究起步較晚，基本是從20世紀(jì)70年代后期開(kāi)始的，其中主要有重慶天府可樂(lè)公司的焦糖色素；天津輕工學(xué)院的甜菜紅、莧菜紅色素；江蘇省植物所的菊黃色素；林科院林產(chǎn)化工研究所的可可色素等[5]。

本文分析研究桑椹紅色素在幾種不同因素影響下的穩(wěn)定性變化情況。通過(guò)對(duì)桑椹紅色素在不同的pH值、溫度、糖等條件下對(duì)其進(jìn)行研究。

2 材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)材料

桑椹色素。

2.2 實(shí)驗(yàn)試劑

實(shí)驗(yàn)試劑及藥品詳見(jiàn)表1.

2.3 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備

UV-2000型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，H2S-H恒溫水浴振蕩器，BS124S電子分析天平，JPT-2架盤(pán)天平，PB-10酸度計(jì)

2.4 實(shí)驗(yàn)方法

天然色素在食品加工及流通過(guò)程中容易受到外界條件的影響。測(cè)定桑椹色素在可見(jiàn)光區(qū)波長(zhǎng)下最大吸收峰，在此波長(zhǎng)下觀察不同pH值條件下色素的顏色變化，分別測(cè)定不同溫度加熱、不同蔗糖濃度下色素吸光度的變化，以及研究氧化還原劑對(duì)色素的影響。

2.4.1 pH值對(duì)桑椹色素穩(wěn)定性影響實(shí)驗(yàn)。用檸檬酸和磷酸氫二鈉配制不同的pH梯度緩沖溶液，在6只試管中，分別吸入0.1 mL桑椹色素溶液，用不同pH值的梯度緩沖溶液稀釋至5 mL，搖勻觀察顏色變化。以各緩沖溶液為參比溶液，分別測(cè)定不同pH值下桑椹色素溶液的吸收光譜特性和吸光度，記錄數(shù)值。

2.4.2 蔗糖對(duì)桑椹色素穩(wěn)定性影響實(shí)驗(yàn)。分別配制不同濃度梯度的蔗糖溶液，分別將0.1 mL的色素溶液用不同濃度蔗糖溶液稀釋至5 mL，靜置一段時(shí)間后（約30 min），以各濃度的蔗糖溶液為參比液，在最大吸收峰下測(cè)定其吸光度，記錄數(shù)值。

2.4.3 維生素C對(duì)桑椹色素穩(wěn)定性影響實(shí)驗(yàn)。分別配制不同濃度梯度維生素C溶液，在各試管中吸入0.1 mL的色素溶液，分別稀釋至5 mL，靜置一段時(shí)間后（約30 min），以各濃度的維生素C溶液為參比液，在最大吸收峰下測(cè)定其吸光度，記錄數(shù)值。

2.4.4 溫度對(duì)桑椹色素穩(wěn)定性影響實(shí)驗(yàn)。各取桑椹色素濃縮液0.4 mL加入五只試管中，用0.1%的HCl-100%乙醇提取劑稀釋至20 mL。分別在20℃、40℃、60℃、80℃、100℃下加熱2 h，30 min記錄一次數(shù)據(jù)。用提取劑做參比液，在最大吸收峰下測(cè)定其吸光度（A），并且計(jì)算色素的相對(duì)保存率。

2.4.5 H2O2對(duì)桑椹色素穩(wěn)定性的影響。在試管中加入桑椹色素濃縮液0.4 mL，用3%的雙氧水稀釋至20 mL，搖勻并倒入比色皿中，以雙氧水為參比液，迅速在最大吸收峰讀取吸光值，每隔兩分鐘讀一次。

2.5 數(shù)據(jù)處理方法

本實(shí)驗(yàn)每個(gè)處理分別做三次平行，在確定這三次平行的數(shù)據(jù)穩(wěn)定的前提下，取其平均值作為分析的原始數(shù)據(jù)。其表達(dá)式如下：

波動(dòng)比率=（平行數(shù)據(jù)中的最大值-平行數(shù)據(jù)中的最小值）÷平行數(shù)據(jù)的平均值

如果波動(dòng)比率小于或等于5%，則取平行數(shù)據(jù)的平均值作為原始數(shù)據(jù)，如果波動(dòng)比率大于5%，則將平行數(shù)據(jù)中的偏離中間數(shù)值最大的數(shù)據(jù)剔除，取其他兩個(gè)數(shù)據(jù)的平均值。

3 結(jié)果和分析

3.1 桑椹色素溶液的吸收光譜特性

以無(wú)水乙醇+0.1%HCl為參比液，用UV-2000紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定色素提取液在不同波長(zhǎng)下的吸光度，在可見(jiàn)光區(qū)找出最大吸收峰。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。由上圖可見(jiàn)，桑椹色素測(cè)定液在可見(jiàn)光區(qū)的最大吸收波長(zhǎng)在536 nm處。

3.2 外界因素對(duì)桑椹色素穩(wěn)定性的影響

3.2.1 pH值對(duì)桑椹色素穩(wěn)定性影響。pH對(duì)色素的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)表2。

在溶液介質(zhì)中，花色苷會(huì)隨pH而有幾種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。對(duì)于一個(gè)給定的pH值，在花色苷的四種結(jié)構(gòu)之間存在著平衡：藍(lán)色的醌式（脫水）堿、紅色的花色烊正離子、無(wú)色的甲醇假堿、和查耳酮。通常在pH值很低時(shí)，花色苷的溶液呈現(xiàn)其最強(qiáng)的紅色。隨著pH的增大，花色苷的顏色退為無(wú)色，最后在高pH值時(shí)呈現(xiàn)紫色或藍(lán)色。

3.2.2 蔗糖對(duì)桑椹色素穩(wěn)定性的影響。蔗糖對(duì)桑椹色素穩(wěn)定性的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 蔗糖對(duì)桑椹色素的影響

由圖可見(jiàn)，蔗糖的濃度對(duì)桑椹色素的吸光度有影響，當(dāng)蔗糖濃度在10%以下時(shí)，隨著蔗糖濃度提高，色素吸光度有提高的趨勢(shì)；而高濃度蔗糖濃度反而使得該色素的吸光度降低。

3.2.3 維生素C對(duì)桑椹色素穩(wěn)定性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

從表中可知，在每個(gè)溫度下，隨著時(shí)間的增加，吸光度值逐漸減少，損失率逐漸增加；在較高溫度下，色素的損失更為明顯，在100℃下放置 ，損失率達(dá)28.4%，但是在短期內(nèi)損失率很低，因此使用高溫瞬時(shí)加熱的方法可最大限度地保持花色苷的含量。

3.2.5 H2O2對(duì)桑椹色素穩(wěn)定性的影響。H2O2對(duì)色素穩(wěn)定性的影響結(jié)果如圖3。

雙氧水對(duì)桑椹色素的影響比較大，色素溶液迅速由粉紅色變?yōu)槿榘咨?，在? min色素吸光度隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)迅速下降，后來(lái)趨于穩(wěn)定。因?yàn)樘烊簧厥巧镉袡C(jī)物質(zhì)，但由于失去細(xì)胞膜等生物保持基質(zhì)的保護(hù)，當(dāng)氧化劑存在時(shí)，會(huì)直接氧化色素，使色素變色。在短時(shí)間內(nèi)反應(yīng)結(jié)束，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，顏色也不發(fā)生持續(xù)性的變化。

本文主要研究了pH值、溫度、氧化劑、還原劑、糖等因素對(duì)桑椹色素穩(wěn)定性的影響。因時(shí)間的關(guān)系，未設(shè)計(jì)輔色劑的組合對(duì)提高色素穩(wěn)定性的效果。對(duì)本文所涉及領(lǐng)域的研究可以從上述視角展開(kāi)以期獲得更大的突破。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊曉宇，馬巖松，車(chē)芙蓉. 桑椹資源的開(kāi)發(fā)利用[J]. 食品科技，1999（4）25-26.

[2] 操紅纓. 桑椹研究進(jìn)展[J]. 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，1999，10（8）：626-628.

[3] 陳建國(guó)，胡 欣，等. 桑椹紅色素的性質(zhì)及提取工藝研究[J]. 食品工業(yè)科技，1996（2）：15-18.

[4] 王鴻飛，李和生，韓素珍，等. 桑椹的加工利用[J]. 寧波大學(xué)學(xué)報(bào)，1999.12（4）：81-84.

[5] 盧 鈺，董現(xiàn)義，杜景平，等. 花色苷研究進(jìn)展[J]. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，35（2）：315-320.