金周雨，孟展冰，郭凌霄，王金玲，韓松博，岳子香，李雨婷

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉林 長春 130118；2.國藥一心制藥有限公司，吉林 長春 130031）

藍(lán)靛果作為東北特有的野生果類資源[1]，有著豐富的藥用價(jià)值和營養(yǎng)價(jià)值，可清熱降壓提升食欲，解毒清腸，提升白細(xì)胞量，抗炎癥、腫瘤，更有美容養(yǎng)顏?zhàn)饔肹2]。花青素是一種天然的抗氧化劑，具有保護(hù)視力、清除體內(nèi)自由基、螯合金屬離子、阻止病毒復(fù)制、抗過敏、分解膽固醇和增強(qiáng)記憶力的功效[3]。花青素還具有抗衰老、抗腫瘤、抗紫外線和防輻射等功能，已廣泛應(yīng)用于食品、藥品、化妝品等領(lǐng)域，但作為水溶性黃酮類的熱敏性物質(zhì)，其弱酸化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，穩(wěn)定性常被破壞[4-5]?；ㄇ嗨刈鳛橐环N穩(wěn)定性較差的物質(zhì)[6]，對(duì)其穩(wěn)定性影響的因素有很多，如溫度[7]、pH值[8]、抗壞血酸[9]及各種金屬離子均會(huì)對(duì)花青素的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響[10-13]。

近年來對(duì)天然產(chǎn)物的提取方法得到了越來越多的應(yīng)用[14-16]，己有將超聲波輔助提取技術(shù)應(yīng)用于花青素研究的報(bào)道。超聲波法有條件溫和、處理時(shí)間短的優(yōu)勢(shì)，該方法適用于花青素這類熱穩(wěn)定性較差物質(zhì)的輔助提取[17]。

本試驗(yàn)選用超聲波提取法對(duì)藍(lán)靛果中的花青素進(jìn)行輔助提取，并選取溫度、pH值、抗壞血酸以及生活中常見的7種金屬離子研究其對(duì)藍(lán)靛果花青素穩(wěn)定性的影響，旨在為藍(lán)靛果花青素深加工提供理論數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 材料與試劑 藍(lán)靛果果干由綠野山有限公司提供?；ㄇ嗨貥?biāo)品由上海金穗生物提供；十二水合硫酸鐵（Ⅲ）銨、無水乙醇、95%乙醇、鹽酸、正丁醇、氫氧化鈉、氯化鈉、氯化銅、氯化鉀、氯化鋇、六水合氯化鎂、二水合氯化鈣、三氯化鐵、抗壞血酸，均是分析純。

1.1.2 試驗(yàn)儀器及設(shè)備 高速萬能粉碎機(jī)：AD193型，太司特儀器；超聲波清洗機(jī)：SB-800DT，寧波新之生物科技；數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇福華儀器；246號(hào)電子天平，賽多利克斯儀器；722-紫外可見光分光光度計(jì)：上海托克儀器。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 超聲波輔助提取 精密稱取藍(lán)靛果果干粉末，以90%乙醇為提取溶劑進(jìn)行超聲波提?。涸O(shè)定料液比為1∶25，超聲溫度為40℃，超聲功率為800 W，超聲時(shí)間為40 min，超聲次數(shù)為3次。合并提取液后4 000 r/min 離心10 min，離心后取上清液濃縮冷凍干燥后保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 溫度對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響 根據(jù)冷藏、室溫和高溫設(shè)定溫度為4，20，30，40，50℃，保持3 h后測定花青素保留率，評(píng)定溫度對(duì)花青素的穩(wěn)定性影響。

1.2.3 pH值對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響分別設(shè)定pH值為1，3，5，7，9，調(diào)整好pH值后觀察反應(yīng)液顏色。原溶液pH值為3～4，顯紅棕色，酸性溶液顏色偏紅色，當(dāng)pH值達(dá)到7時(shí)顏色逐漸偏向綠色，當(dāng)達(dá)到強(qiáng)堿性范圍時(shí)顏色變?yōu)樯钏{(lán)綠色。4℃冷藏3 h后測定其吸光度并計(jì)算保留率。

1.2.4 抗壞血酸（VC）對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響 VC為白色晶體，無色易溶于水，pH值＜7，可維護(hù)黃酮類物質(zhì)的穩(wěn)定性。向花青素提取液中分別加入濃度為0.2mg/mL VC 溶液0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mL，連續(xù)測定3 d 保留率，根據(jù)曲線變化分析抗壞血酸對(duì)花青素的穩(wěn)定性影響。

1.2.5 金屬離子對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響 選取常見的7種金屬離子Na＋、K＋、Ba+、Ca2＋、Cu2+、Mg2＋、Fe3＋，研究其對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響[23-26]。配置0.1 mol/L的金屬離子溶液KCl、NaCl、CaCl2、BaCl2、MgCl2、CuCl2、FeCl3，分別設(shè)置濃度梯度為0.1，0.3，0.5 mol/L，在保存時(shí)間達(dá)到25，50，75 h時(shí)進(jìn)行測定，計(jì)算保留率。

式中，C0為原始溶液濃度/（mg/mL），C1為處理后反應(yīng)液濃度/（mg/mL）。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

由圖1可知，隨著溫度的升高，花青素保留率呈明顯的下降趨勢(shì)，以4℃冷藏保存保留率最高，達(dá)66%。說明花青素是一種熱敏性物質(zhì)，遇高溫容易分解，因此，應(yīng)選擇低溫凍干處理樣品和低溫保存。

圖1 溫度對(duì)藍(lán)靛果花青素保留率的影響

2.2 pH值對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

由圖2可知，隨著pH值的升高，花青素保留率增加，當(dāng)pH值為3時(shí)保留率達(dá)最高值，為85%。隨后保留率出現(xiàn)急劇下降，在pH值為8～10時(shí)保留率趨于穩(wěn)定。由于強(qiáng)酸強(qiáng)堿會(huì)使有機(jī)鍵的糖苷基及羥基和有機(jī)環(huán)上的金屬離子被轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致藍(lán)靛果花青素的結(jié)構(gòu)被破壞，同時(shí)導(dǎo)致藍(lán)靛果花青素的有效成分降解，故藍(lán)靛果花青素更適合在弱偏酸的環(huán)境提取和保存。調(diào)整pH值時(shí)也要考慮到提取過程中花青素滲出時(shí)導(dǎo)致提取環(huán)境的酸堿度改變。

2.3 抗壞血酸（VC）對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

由圖3可知，隨著保存時(shí)間延長，花青素保留率逐漸降低。加入0.16mg/mL 抗壞血酸保存75 h后保留率依然為92.99%，而對(duì)照在75 h后保留率為67.43%。所以在保存藍(lán)靛果花青素時(shí)可適當(dāng)加入一些抗壞血酸，不但有助于其保存，也有助于維持保存環(huán)境的弱酸性。

圖2 pH值對(duì)藍(lán)靛果花青素保留率的影響

圖3 抗壞血酸濃度對(duì)藍(lán)靛果花青素保留率的影響

2.4 Na＋對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

由圖4可知，不同濃度的Na+對(duì)花青素的保留率有一定影響。Na+濃度為0.1 mol/L時(shí)保存25 h后花青素保留率為89.05%，高于對(duì)照；而高濃度的Na＋在整個(gè)保存期花青素保留率都低，保存75 h后各濃度的保留率分別為16.01%，9.58%，7.12%，而對(duì)照為67.43%。說明保存初期低濃度的Na+對(duì)花青素還有一定的保護(hù)作用，而高濃度Na+破壞了藍(lán)靛果花青素的穩(wěn)定性。

圖4 Na＋對(duì)藍(lán)靛果花青素保留率的影響

2.5 K＋對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

由圖5可知，隨著K＋濃度的增加和保存時(shí)間的延長，花青素的保留率降低，50 h后各濃度的花青素保留率分別為41.18%，26.13%，8.34%；75 h后各濃度的花青素保留率分別為16.43%，8.08%，6.17%。說明K＋對(duì)藍(lán)靛果花青素穩(wěn)定性破壞很嚴(yán)重。

圖5 K＋對(duì)藍(lán)靛果花青素保留率的影響

2.6 Ba+對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

由圖6可知，隨著Ba+濃度的增加和保存時(shí)間的延長，花青素的保留率降低，75 h后各濃度的花青素保留率分別為13%，9%，7%。3個(gè)濃度對(duì)花青素保留率的影響均呈直線下降趨勢(shì)，說明Ba＋對(duì)藍(lán)靛果花青素影響大。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，該反應(yīng)液底部均出現(xiàn)絮狀物，可能是花青素中的某些未知成分與金屬離子進(jìn)行了絡(luò)合反應(yīng)。

圖6 Ba+對(duì)藍(lán)靛果花青素保留率的影響

2.7 Ca2＋對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

由圖7可知，不同濃度Ca2＋對(duì)藍(lán)靛果花青素的保留率影響相對(duì)較小，Ca2＋濃度為0.1 mol/L時(shí)保存25 h后花青素保留率為89%，高于對(duì)照；各濃度Ca2＋花青素下降趨勢(shì)相對(duì)較慢。說明Ca2＋對(duì)藍(lán)靛果花青素的影響相對(duì)較小，低濃度Ca2＋對(duì)花青素有一定的保護(hù)作用。

2.8 Cu2+對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

圖7 Ca2＋對(duì)藍(lán)靛果花青素保留率的影響

圖9 Mg2＋對(duì)藍(lán)靛果花青素保留率的影響

由圖8可知，不同濃度的Cu2+對(duì)藍(lán)靛果花青素的保留率有一定的影響，0.1 mol/L和0.3 mol/L的影響趨勢(shì)基本相同，0.5 mol/L 影響相對(duì)較大，添加0.5 mol/L Cu2+25 h后花青素保留率為18%，75 h后花青素保留率僅為2%。通過觀察發(fā)現(xiàn)反應(yīng)液顏色變淺，說明Cu2+對(duì)藍(lán)靛果花青素穩(wěn)定性破壞嚴(yán)重，應(yīng)避免與該離子的接觸。

圖8 Cu2+對(duì)藍(lán)靛果花青素保留率的影響

2.9 Mg2＋對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

由圖9可知，不同濃度Mg2＋對(duì)藍(lán)靛果花青素的保留率影響相對(duì)較小，Mg2＋濃度0.1 mol/L、保存25 h，花青素的保留率為78%，且反應(yīng)液顏色為正常的紅棕色；Mg2＋濃度為0.3，0.5 mol/L、保存75 h后。花青素保留率分別為9%，6%，反應(yīng)液顏色偏淺紅。說明低濃度Mg2＋有保護(hù)作用，而高濃度Mg2＋破壞了藍(lán)靛果花青素的穩(wěn)定性。

2.10 Fe3＋對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

由圖10可知，不同濃度的Fe3＋對(duì)藍(lán)靛果花青素的保留率影響不同，0.1 mol/L 影響較小，在保存25 h保留率為85.12%，高濃度Fe3＋影響較大且下降趨勢(shì)基本相似，F(xiàn)e3＋濃度為0.3，0.5 mol/L、保存75 h，花青素保留率分別為5%，3%，反應(yīng)液顏色均偏深亞綠色，少量絮狀沉淀。說明高濃度Fe3＋破壞了其穩(wěn)定性，但低濃度卻有保護(hù)作用。

圖10 Fe3＋對(duì)藍(lán)靛果花青素保留率的影響

3 討論

分析溫度、pH值、抗壞血酸及金屬離子對(duì)藍(lán)靛果花青素穩(wěn)定性影響可知，花青素對(duì)溫度敏感，高溫會(huì)影響花青素的穩(wěn)定性；由于藍(lán)靛果花青素本身pH值約為3，具弱酸性，弱酸環(huán)境有利于花青素的保存，堿性環(huán)境對(duì)藍(lán)靛果花青素破壞嚴(yán)重；加入適量抗壞血酸有助于維持花青素的穩(wěn)定性。

高冠勇等[18]研究發(fā)現(xiàn)，花生紅衣花青素對(duì)強(qiáng)光有一定敏感性，在花青素的保存中應(yīng)避免強(qiáng)光。童丹等[19]研究發(fā)現(xiàn)，食品添加劑如蔗糖、苯甲酸鈉、醋酸、淀粉對(duì)馬鈴薯中花青素影響不大，在生產(chǎn)中如需添加食品添加劑可以放心使用。在溫度、pH值、抗壞血酸及金屬離子等方面馬鈴薯花青素的穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果與本試驗(yàn)結(jié)果一致[19]。且本試驗(yàn)結(jié)果與李穎暢等[20]對(duì)樹莓花色苷穩(wěn)定性研究結(jié)果基本一致，當(dāng)pH值為1和3時(shí)花青素比較穩(wěn)定，pH值為5，7，9時(shí)相對(duì)不穩(wěn)定，并且食品添加苯甲酸鈉和蔗糖反而會(huì)使其花青素穩(wěn)定性增加?？箟难釢舛鹊陀? mmol/L時(shí)對(duì)穩(wěn)定性并無顯著性影響。

4 結(jié)論

穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在4℃或室溫下保存藍(lán)靛果花青素穩(wěn)定性最好，溫度越高對(duì)其破壞越嚴(yán)重；當(dāng)pH值為3時(shí)保留率達(dá)最高；添加抗壞血酸（VC）有利于花青素的保存；不同濃度Ca2+、Mg2+對(duì)花青素穩(wěn)定性影響相對(duì)較??；低濃度的Na2+、Fe3+初期對(duì)花青素具有一定保護(hù)作用，而在保存一段時(shí)間后低濃度與高濃度對(duì)花青素穩(wěn)定性影響無差別，F(xiàn)e3+使花青素成深亞綠色，且有少量沉淀；不同濃度K+、Ba+、Cu2+均對(duì)花青素穩(wěn)定性有較大影響，Ba+使花青素產(chǎn)生絮狀沉淀，Cu2+會(huì)催化花青素分解褪色。綜上所述，藍(lán)靛果花青素的生產(chǎn)過程中，應(yīng)避免與含有Ba、K、Cu、Na、Fe 等金屬制品接觸，以防影響花青素的穩(wěn)定性。