仲冉，何珺，2，*

（1．貴州大學(xué)藥學(xué)院，貴州貴陽(yáng)550025；2．貴州省生化工程中心，貴州貴陽(yáng)550025）

紅肉火龍果中兩種甜菜苷色素穩(wěn)定性研究

仲冉1，何珺1，2，*

（1．貴州大學(xué)藥學(xué)院，貴州貴陽(yáng)550025；2．貴州省生化工程中心，貴州貴陽(yáng)550025）

探索紅肉火龍果色素穩(wěn)定性的影響因素，進(jìn)而確定火龍果色素的最佳儲(chǔ)存條件。以紅肉火龍果果肉為原料，采⒚高效液相檢測(cè)紅肉火龍果中5-O-β-葡萄糖-甜菜苷和5-O-β-葡萄糖-異甜菜苷色素含量，研究溫度、pH、光照、氮?dú)鈱?duì)其穩(wěn)定性影響。5-O-β-葡萄糖-甜菜苷和5-O-β-葡萄糖-異甜菜苷色素的熱穩(wěn)定性差，溫度越高越不利于色素穩(wěn)定；pH在4～6時(shí)色素最穩(wěn)定；光照和氧氣都可降低色素的穩(wěn)定性；充氮?dú)庥欣谏氐姆€(wěn)定性?；瘕埞嬃系戎破返膬?chǔ)藏過(guò)程中應(yīng)注意冷藏避光、適宜pH下密封儲(chǔ)存，可適量填充氮?dú)狻?/p>

紅肉火龍果；甜菜苷色素；高效液相色譜法；穩(wěn)定性

火龍果（Pitaya），仙人掌科（Cataceae）量天尺屬（Hylocere usundatus）的多年生多漿植物的果實(shí)，又稱(chēng)仙蜜果、紅龍果、吉祥果[1]，原產(chǎn)于墨西哥、中美洲等熱帶沙漠地區(qū)，是熱帶、亞熱帶著名植物之一[2]。目前在我國(guó)廣東、廣西、貴州、海南、福建等地區(qū)有大量的種植[3]。貴州羅甸獨(dú)特的氣候地形優(yōu)勢(shì)和較完善的生產(chǎn)服務(wù)體系，使“羅甸火龍果”成為全國(guó)首個(gè)火龍果地理標(biāo)志產(chǎn)品，到2015年全縣火龍果種植面積達(dá)6.02萬(wàn)畝[4]。紅肉火龍果果肉含有豐富的甜菜苷類(lèi)色素，通過(guò)液質(zhì)聯(lián)⒚（High Performance Liquid Chromatography/Mass Spectrometry，HPLC/MS）法分析，其含量達(dá)67.69mg/100g（以鮮果肉計(jì)），并且以5-O-β-葡萄糖-甜菜苷為主[5-6]。

甜菜苷類(lèi)色素在醫(yī)藥保健方面發(fā)揮著重要作⒚。楊桂芹等[7]將不同劑量的馬齒莧甜菜紅素聯(lián)合化療藥物CTX接種于S180瘤細(xì)胞的小鼠進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)甜菜紅素對(duì)小鼠S180肉瘤有抑制作⒚，能夠減輕其所致的骨髓抑制、免疫功能和肝功能的損害，對(duì)化療藥物CTX抗S180小鼠具有增效減毒的作⒚。賈春志[8]以急性百草枯（PQ）中毒導(dǎo)致的大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，觀(guān)察甜菜苷對(duì)其腎臟組織炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)發(fā)現(xiàn)，甜菜苷可明顯緩解由百草枯導(dǎo)致的腎臟炎癥反應(yīng)，應(yīng)⒚于百草枯引起的急性中毒。因甜菜苷結(jié)構(gòu)中有一個(gè)葡糖苷化的酚羥基，具有很強(qiáng)的抗氧化、清除自由基的功效[9]，在食品方面還可以作為抗氧化劑使⒚[10]，改善食物、飲料鮮亮的顏色，清除加工食品中的亞硝酸鹽，增加食品的安全性[11-12]。

然而火龍果甜菜苷色素穩(wěn)定性差，在其加工貯存過(guò)程中容易受各種因素（如光照、溫度、氧化、pH值等）的影響而發(fā)生褪色、變色等方面的降解變化。因此，本研究首次以5-O-β-葡萄糖-甜菜苷和5-O-β-葡萄糖-異甜菜苷色素為指標(biāo)，采⒚高效液相色譜法監(jiān)測(cè)其在不同溫度、pH值、光照等影響因素下的含量，為火龍果及其制品在生產(chǎn)及儲(chǔ)存過(guò)程中更好地保留火龍果色素提供了參考。

1 材料㈦方法

1.1 材料㈦試劑

材料：紅肉火龍果，為2016年9月采購(gòu)于貴州省羅甸火龍果種植基地。

試劑：5-O-β-葡萄糖-甜菜苷和5-O-β-葡萄糖-異甜菜苷對(duì)照品（購(gòu)自河北啄木鳥(niǎo)生物科技有限公司，純度均為95％）；冰醋酸（色譜純）：重慶川江化學(xué)試劑廠(chǎng)；乙腈（色譜純）：貴陽(yáng)高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)華通化學(xué)試劑廠(chǎng)；其他試劑均為分析純。

1.2 方法

1.2.1 HPLC測(cè)定火龍果果肉中5-O-β-葡萄糖-甜菜苷和5-O-β-葡萄糖-異甜菜苷含量[13-14]

色譜條件：Hypersil C18色譜柱（4.6mm×150mm，5μm），柱溫：35℃，進(jìn)樣體積 20 μL，流動(dòng)相：A：2％冰醋酸；B：乙腈。梯度洗脫：0min，5％B（95％A）→10min，15％B（85％A）→11min，5％B（95％A）保持5min；檢測(cè)波長(zhǎng)：535nm ；流速 0.8mL/min。

對(duì)照品溶液的制備：精密稱(chēng)定甜菜苷標(biāo)準(zhǔn)品5.23mg置10mL玻璃試管中，4mL 2％冰醋酸和1mL乙腈溶解，搖勻，得1.046mg/mL甜菜苷對(duì)照品溶液。

供試品溶液的制備[15-16]：稱(chēng)取新鮮紅肉火龍果果肉 55.89g，⒚勻漿機(jī)搗碎，按料液比 1 ∶10（g/mL）加入558.9mL蒸餾水，共分3次提取，每次均超聲30min、40 kHz、20℃，再合并提取液進(jìn)行抽濾，濾液即為火龍果果肉甜菜苷色素的粗提液。將火龍果果肉粗提液過(guò)孔徑0.22μm微孔濾膜[17]，取過(guò)微膜后的濾液5mL裝于經(jīng)高溫滅菌過(guò)的西林瓶中，作為供試品溶液備⒚。

1.2.2 火龍果果肉中5-O-β-葡萄糖-甜菜苷色素和5-O-β-葡萄糖-異甜菜苷色素穩(wěn)定性試驗(yàn)

1）光照影響：取兩瓶供試品溶液分別置于室內(nèi)自然光照及黑暗避光處，均處于室溫，⒚氮?dú)夤尥ㄟ^(guò)帶針頭的注射器將⒚膠塞蓋好的西林瓶中均充滿(mǎn)氮?dú)?，之后⒚封口膜將邊緣密封，放置?chǔ)存。分別觀(guān)察并記錄0、7、14d后色素含量的變化。做3個(gè)平行試驗(yàn)。

2）溫度影響：由于生產(chǎn)使⒚過(guò)程中對(duì)溫控沒(méi)有嚴(yán)格分界要求，故本研究設(shè)置冰箱冷藏和室內(nèi)避光兩種情況。將兩瓶供試品溶液分別置于冰箱冷藏和室內(nèi)（約16℃）避光處，⒚氮?dú)夤尥ㄟ^(guò)帶針頭的注射器將⒚膠塞蓋好的西林瓶中均充滿(mǎn)氮?dú)?，之后⒚封口膜將邊緣密封，放置?chǔ)存。分別觀(guān)察并記錄0、7、14天后色素含量的變化。做3個(gè)平行試驗(yàn)。

3）pH值影響：經(jīng)pH計(jì)測(cè)量火龍果水提原液pH值為4.44，故儲(chǔ)存溶液環(huán)境設(shè)為pH值為2、4、6的3個(gè)梯度。將火龍果果肉粗提液⒚鹽酸-氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值分別為2、4、6，之后過(guò)孔徑0.22μm微孔濾膜，取過(guò)微膜后的濾液5mL裝于經(jīng)高溫滅菌過(guò)的西林瓶中，⒚氮?dú)夤尥ㄟ^(guò)帶針頭的注射器將⒚膠塞蓋好的西林瓶中均充滿(mǎn)氮?dú)?，之后⒚封口膜將邊緣密封，將色素原液、pH值為2、pH值為4、pH值為6的4個(gè)試樣分別置于冰箱冷藏中儲(chǔ)存。分別觀(guān)察并記錄0、7、14天后色素含量的變化。做3個(gè)平行試驗(yàn)。

4）充氮?dú)獗Ｗo(hù)作⒚：將火龍果果肉粗提液過(guò)孔徑0.22μm微孔濾膜，取過(guò)微膜后的濾液5mL裝于經(jīng)高溫滅菌過(guò)的西林瓶中，一試樣是⒚氮?dú)夤尥ㄟ^(guò)帶針頭的注射器將⒚膠塞蓋好的西林瓶中均充滿(mǎn)氮?dú)?，之后⒚封口膜將邊緣密封，另一試樣只是將填充原液的西林瓶⒚膠塞蓋好，并⒚封口膜將邊緣密封，放置儲(chǔ)存。分別觀(guān)察并記錄0、7、14天后色素含量的變化。做3個(gè)平行試驗(yàn)。

2 結(jié)果㈦分析

2.1 光照對(duì)火龍果兩種甜菜苷色素穩(wěn)定性的影響光照對(duì)兩種甜菜苷含量的影響見(jiàn)表1。

表1 光照對(duì)兩種甜菜苷含量的影響（n=3）Table1 Effect of the light on the two betanin content（n=3）

由表1可知，光照會(huì)加快色素的降解。對(duì)于5-O-β-葡萄糖-甜菜苷色素而言，樣液避光儲(chǔ)存14d比自然光儲(chǔ)存含量高2.54倍，并且在避光儲(chǔ)存條件下，該色素在7天后漸漸趨于穩(wěn)定，14d時(shí)含量降低24.34％。但5-O-β-葡萄糖-異甜菜苷在避光條件下會(huì)一直減少，14d時(shí)含量降低42.53％，不會(huì)出現(xiàn)漸趨穩(wěn)定，含量減少會(huì)小于見(jiàn)光情況。因此，5-O-β-葡萄糖-甜菜苷和5-O-β-葡萄糖-異甜菜苷在避光條件下儲(chǔ)存更有利于色素穩(wěn)定。

2.2 溫度對(duì)火龍果兩種甜菜苷色素穩(wěn)定性的影響

對(duì)火龍果甜菜苷色素溶液進(jìn)行高溫處理，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其有明顯的褪色現(xiàn)象，并且溫度越高，褪色現(xiàn)象越明顯，在80℃及其以上，紅色迅速消失，溫度對(duì)兩種甜菜苷含量的影響見(jiàn)表2。

表2 溫度對(duì)兩種甜菜苷含量的影響（n=3）Table2 Effect of the temperature on the two betanin content（n=3）

由表2可知，對(duì)5-O-β-葡萄糖-甜菜苷色素而言，樣液低溫儲(chǔ)存14d比室溫儲(chǔ)存含量高2.14倍，在低溫下儲(chǔ)存14d時(shí)含量降低26.68％，且漸趨穩(wěn)定。但5-O-β-葡萄糖-異甜菜苷色素在低溫下會(huì)一直減少，14d時(shí)含量降低17.19％，不會(huì)出現(xiàn)漸趨穩(wěn)定的現(xiàn)象，含量減少小于室內(nèi)儲(chǔ)存。因此，低溫有利于5-O-β-葡萄糖-甜菜苷和5-O-β-葡萄糖-異甜菜苷的穩(wěn)定。

2.3 pH值對(duì)火龍果兩種甜菜苷色素穩(wěn)定性的影響

試驗(yàn)設(shè)計(jì)火龍果樣液pH值梯度為2、4、6，以及pH值為4.44的⒚無(wú)菌水提取的火龍果原液，按1.2.2方法（3）中做相同處理，結(jié)果見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 pH值對(duì)5-O-β-葡萄糖-甜菜苷色素含量的影響Fig.1 Effect of the pH on 5-O-β-glucose-Betanin

圖2 pH值對(duì)5-O-β-葡萄糖-異甜菜苷色素含量的影響Fig.2 Effect of the pH on 5-O-β-glucose-lsobctaaia

火龍果果肉中甜菜苷色素在pH值為4～6時(shí)，兩種甜菜苷色素的穩(wěn)定性好。對(duì)于5-O-β-葡萄糖-甜菜苷色素而言，儲(chǔ)存14d時(shí)，在pH值為2的環(huán)境下色素幾乎全被降解；在pH值為4的環(huán)境下色素降低32.85％；色素儲(chǔ)存在原液中降低26.68％；在pH值為6的環(huán)境下色素降低30.24％。對(duì)于5-O-β-葡萄糖-異甜菜苷色素而言，14d時(shí)在pH值為2的環(huán)境下色素全被降解；在pH值為4的環(huán)境下，色素降低38.92％；色素儲(chǔ)存在原液中，降低17.19％；在pH值為6的環(huán)境下，色素降低12.89％。因此，在不同pH值緩沖液體系，這兩種甜菜苷色素的含量降低的程度有明顯差異，pH為2～3的酸性條件下，色素保留率急劇下降，而pH值為4～6時(shí)，色素的穩(wěn)定性較好，甜菜苷色素保留時(shí)間最長(zhǎng)。結(jié)果表明，火龍果甜菜苷色素在弱酸性環(huán)境中穩(wěn)定性相對(duì)較高。由于大多數(shù)食品的pH值介于4～6之間，可見(jiàn)，火龍果甜菜苷色素適合在食品體系中使⒚。

2.4 氮?dú)鈱?duì)色素穩(wěn)定性的影響

氮?dú)鈱?duì)色素穩(wěn)定性的影響見(jiàn)表3。

表3 氮?dú)鈱?duì)兩種甜菜苷含量的影響（n=3）Table3 Effect of nitrogen on the two betanin content（n=3）

由表3可知，充氮?dú)獾幕瘕埞庖簳?huì)較沒(méi)充氮?dú)獾纳睾扛?。?duì)于5-O-β-葡萄糖-甜菜苷色素而言，第14天在充氮?dú)鈼l件下含量降低22.79％，無(wú)氮?dú)鈼l件下降低29.53％；而5-O-β-葡萄糖-異甜菜苷第14天在充氮?dú)鈼l件下含量降低23.16％，無(wú)氮?dú)鈼l件下降低29.47％。因此，充氮?dú)庥欣谏氐膬?chǔ)存。

3 討論

紅肉火龍果中含有的甜菜苷色素，是天然色素的良好來(lái)源[18]，是具有抗癌、抗腫瘤、抗氧化、清除自由基等多種生物活性功能的水溶性色素[19]，目前在很多研究中將其作為原料來(lái)提取其中的色素，廣泛應(yīng)⒚于食品、醫(yī)藥保健、化妝品等領(lǐng)Ⅱ。然而，天然色素的最大問(wèn)題是Ⅵ光或Ⅵ熱時(shí)穩(wěn)定性較差[20]，如何降低色素降解成為生產(chǎn)中的重要問(wèn)題。

本研究首次采⒚高效液相作為測(cè)定方法，對(duì)溫度、pH值、光照、氮?dú)獾纫蛩貙?duì)火龍果紅色素中兩種主要甜菜苷色素在儲(chǔ)存中的變化進(jìn)行探索。溫度越高，色素的穩(wěn)定性越差，㈦鄧育平[21]研究結(jié)論相符?；瘕埞@兩種甜菜苷色素在pH 4～6時(shí)，穩(wěn)定性相對(duì)較高，同宋珊珊[22]等紫外比色研究結(jié)論趨近。光照明顯促進(jìn)火龍果甜菜苷色素的降解，充氮?dú)饪蓽p緩色素降解，接觸空氣會(huì)加速色素的降解，另外，本實(shí)驗(yàn)還進(jìn)行了敞口和密封的火龍果果肉提取液試樣的比較，發(fā)現(xiàn)17h后敞口的試樣顏色就開(kāi)始變淺，28h后會(huì)成淡粉紅色；而密封的試樣在28h內(nèi)顏色變化不大。由此可見(jiàn)，火龍果飲料等制品的儲(chǔ)藏過(guò)程中應(yīng)注意冷藏避光、適宜pH值下密封儲(chǔ)存，可適量填充氮?dú)狻?/p>

天然色素由于其食⒚安全性和生理活性[23]，一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)。本研究針對(duì)天然食⒚色素的研究㈦應(yīng)⒚中的兩大難題[24]之一的穩(wěn)定性問(wèn)題展開(kāi)探索。據(jù)已有文獻(xiàn)報(bào)道[25]，火龍果紅色素是甜菜苷色素，故本研究以火龍果中甜菜苷色素的主要成分為指標(biāo)，有目的性地來(lái)探索色素的適宜儲(chǔ)存環(huán)境，為深入開(kāi)發(fā)、研究火龍果飲料等相關(guān)制品奠定了良好的基礎(chǔ)，天然色素如何在食品加工過(guò)程中及相關(guān)制品的加工工藝中保持穩(wěn)定將會(huì)是未來(lái)研究的熱門(mén)方向。

[1]徐慧,王秋玲,韋剛,等.火龍果的保健功效及其研究進(jìn)展技術(shù)[J].廣西科學(xué)院學(xué)報(bào),2010,26(3)：383-385

[2]楊昌鵬,唐志遠(yuǎn),盧藝,等.火龍果果皮紅色素的提取分離研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(1)：347-349,496

[3]楊明,胡文娥,吳壽中.微波輔助提取火龍果果皮中果膠工藝[J].食品研究㈦開(kāi)發(fā),2012,33(2)：55-58

[4]付松.果出深山紅勝火[J].當(dāng)代貴州,2015(32)：32-33

[5]劉小玲,許時(shí)嬰,王璋.火龍果色素基本性質(zhì)及結(jié)構(gòu)鑒定[J].無(wú)錫輕工大學(xué)學(xué)報(bào),2003,22(3)：62-66

[6]袁亞芳,趙珍珍,王威,等.紅肉火龍果果皮色素的分離、純化和HPLC-MS 分析[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào),2013,42(6)：589-592

[7]楊桂芹,王長(zhǎng)泉.馬齒莧甜菜紅素抗腫瘤實(shí)驗(yàn)研究[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥,2010,21(2)：388-390

[8]賈春志.甜菜苷緩解百草枯致大鼠腎臟炎癥反應(yīng)[J].臨床軍醫(yī)雜志,2016(10)：1094-1095

[9]呂曉玲,王Ⅰ平,周平.甜菜紅色素主要成分抗氧化能力[J].食品研究㈦開(kāi)發(fā),2009,30(6)：39-43

[10]王Ⅰ平.甜菜紅色素的穩(wěn)定性及抗輻射研究[D].天津：天津科技大學(xué),2009：47

[11]呂曉玲,孔德莉,姚秀玲,等.采⒚熒光化學(xué)發(fā)光法研究甜菜紅色素的抗氧化作⒚[J].食品㈦發(fā)酵工業(yè),2006,32(10)：70-73

[12]王標(biāo)詩(shī),王文青,麥潔明,等.火龍果果皮色素的提取及其抗氧化活性的研究[J].食品工業(yè)科技,2013(5)：234-238

[13]霍光華,楊樹(shù)林,Hirotoshi Tamura.甜菜紅色素的色譜行為及其波譜表征[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào),2007,7(5)：139-144

[14]CASTELLAR MR,OBON JM,FERNANDEZ-LOPEZ JA.The isolation and properties of a concentrated red-purple betacyanin food colourant from Opuntia stricta fruits[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2006,86(1)：122-128

[15]馬瑞,張麗麗,王夢(mèng)茹,等.紅肉火龍果果肉色素提取工藝研究[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(5)：94-97

[16]藍(lán)培基,黃迪南,候敢.超聲波提取火龍果肉紅色素的初步工藝研究[J].廣州化工,2010,38(11)：121-124

[17]宮美樂(lè),袁國(guó)梁.我國(guó)微孔濾膜研究現(xiàn)狀㈦發(fā)展[J].膜科學(xué)㈦技術(shù),2003,23(4)：186-189

[18]蔣邊.火龍果色素研究進(jìn)展[J].食品工程,2015(4)：6-10

[19]王萌璇,熊建文,和麗媛,等.火龍果紅色素研究進(jìn)展[J].糧食科技㈦經(jīng)濟(jì),2016,41(6)：65-68

[20]黎春怡,溫嫻,黃卓烈.洋紫蘇紅色素的提取和理化性質(zhì)研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2015(9)：88-92

[21]鄧育平,龍紅波.火龍果果皮色素的提?、敕€(wěn)定性研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2013(11)：315-321

[22]宋珊珊,譚沙,蔡國(guó)躍.火龍果果皮色素提取工藝及穩(wěn)定性研究[J].食品㈦機(jī)械,2013,29(2)：121-125

[23]何全光,黃梅華,張娥珍.不同工藝制備火龍果粉中紅色素穩(wěn)定性的研究[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2015,36(10)：1873-1878

[24]趙文紅,梁彬霞,白衛(wèi)東,等.火龍果果皮色素的研究進(jìn)展[J].中國(guó)調(diào)味品,2012,37(8)：111-115

[25]鄭云云,盧勁梅,周紅玲,等.火龍果色素的提取、純化和相關(guān)性質(zhì)研究進(jìn)展[J].福建熱作科技,2015,40(3)：58-60

Research on Stability of Two Betanin Pigments from Flesh of Red-fleshed Pitaya

ZHONG Ran1，HE Jun1，2，*
（1.College of Pharmacy，Guizhou University，Guiyang 550025，Guizhou，China；2.Research Center of Biochemistry Engineering of Guizhou Province，Guiyang 550025， Guizhou， China）

To explore the influence factors of red-fleshed ritaya pigment stability，the best storage conditions of pitaya pigment was also studied.Using the high performance liquid chromatography（HPLC）studied some factors affecting stability of betanin pigments from flesh of red-fleshed pitaya，such as temperature， pH， light， nitrogen.It showed that 5-O-β-glucose-betanin and 5-O-β-glucose-lsobctaaia were unstable to be heated， and it was the most stable at pH 4-6， light and oxygen could speed up its degradation；nitrogen had some effect on its stability.Pitaya juice and its beverages products should be paid attention to refrigeration away from light，sealed storage under appropriate pH，and could fill the nitrogen during the process of storage.

red-fleshed pitaya； betanin pigment； high performance liquid chromatography（HPLC）； stability

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.15.004

2017-04-25

貴州省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目（黔科合NY[2013]3042號(hào)）；貴州大學(xué)研究生創(chuàng)新基金（研農(nóng)2017029）

仲冉（1992—），女（漢），碩士研究生，主要從事天然產(chǎn)物㈦食品檢測(cè)研究。

*通信作者：何珺，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：天然產(chǎn)物活性成分分離提取及分析測(cè)試。