藥桑色素穩定性研究

李文娟，雍曉華，王 斌，周 靜,*

(1.石河子大學化學化工學院，新疆 石河子 832003；2.新疆油田公司技術檢測中心，新疆 克拉瑪依 834000；3.新疆新源縣第二中學，新疆 新源 835800)

藥桑色素穩定性研究

李文娟1，雍曉華2，王 斌3，周 靜1,*

(1.石河子大學化學化工學院，新疆 石河子 832003；2.新疆油田公司技術檢測中心，新疆 克拉瑪依 834000；3.新疆新源縣第二中學，新疆 新源 835800)

從新疆藥桑中提取藥桑色素，并對其穩定性進行研究。結果表明：藥桑色素易溶于水、醇等極性溶劑，不溶于石油醚、苯等非極性溶劑；在酸性條件下穩定，見光不穩定；藥桑色素對H2O2、亞硫酸鈉及亞硫酸氫鈉敏感，吸光度隨著其添加水平的增加顯著降低；金屬離子Na+、K+、Mg2+、Mn2+對藥桑色素幾乎沒有影響，Al3+、Fe3+對藥桑色素有顯著的影響；常用食品添加劑山梨酸、VC、NaCl對藥桑色素都有一定程度的增色效應，而苯甲酸鈉對藥桑色素有一定的減色效應。

藥桑；色素；穩定性

桑椹(mulberry)又名桑果、桑棗、桑實、桑子等，為多年生木本植物桑(Morus albaL.)的成熟果穗。李時珍《本草綱目》及汪昂《本草備要》均有詳細記載。具有補血、益腎、明目、烏發、抗衰老、降血壓、預防慢性肝炎、治療失眠和神經衰弱等多種醫療保健功能，被國家衛生部列為“既是食品又是藥品”的農產品，醫學界將其譽為“21世紀的最佳保健果品”[1]。

藥桑(Morus nigraLinn.)是我國迄今發現的唯一花性染色體倍數為22倍體的桑樹資源，也是新疆目前桑品種分類鑒定中唯一的黑桑種，在形態分類中為獨立的種，并且是比較原始的類型，在我國僅分布在新疆的南疆。作為維吾爾族民間藥材，藥桑具有鎮靜、護肝解酒、消炎止痛等功效。維吾爾醫常用飲食處方中亦有記載，對血糖過低、心肌炎有補助治療作用，可防治呼吸道和消化不良癥，有抗衰老功效[2]。

食用色素廣泛用于飲料、糖果、糕點和食品的著色。隨著社會的發展，人們生活水平的不斷提高，人們對食品的加工以及安全問題備加關注。出于對合成色素食用安全性的擔憂，天然色素在食品工業中應用發展迅速[3]。藥桑不僅具有很高的營養和藥用價值，且含有豐富的天然色素，食用安全可靠。因此本實驗對藥桑色素的理化性質進行初步研究，以期為藥桑色素的開發和利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

藥桑采自新疆庫車縣，瞬間滅菌保存。

甲醇、9 5%乙醇、濃鹽酸、抗壞血酸、苯甲酸鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉 西安化學試劑廠；30%過氧化氫、蔗糖、山梨酸、氯化鉀、硝酸鋁 北京化學試劑廠；氯化鈣、氯化鐵、硫酸鎂(均為分析純)天津市博迪化工有限公司。

722型光柵分光光度計 上海精密科學儀器有限公司；HH-S恒溫水浴鍋 西安禾普生物科技有限公司；PHS-3C型酸度計 上海安亭科學儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 藥桑色素的提取

以體積分數0.1% HCl-C2H5OH溶液為提取劑，藥桑和提取劑之比為1:5(m/V)，在40℃提取1h，濾液濃縮后，40℃干燥至質量恒定，得到膏狀藥桑色素。

1.2.2 藥桑色素的光譜性質

取藥桑色素濾液0.4mL，分別在體積分數0.1% HCl-C2H5OH溶液、體積分數 0.1% HCl-CH3OH溶液、10 g/100mL檸檬酸溶液、0.01mol/L HCl溶液和水中定溶到10mL，用分光光度計在波長400～700nm測定吸光度。

1.2.3 藥桑色素的溶解性

分別取藥桑色素浸膏0.3g，用6mL不同溶劑溶解，觀察其在極性不同的溶劑中的溶解性及其變化[8]。

1.2.4 藥桑色素穩定性研究

研究pH值、各種食品添加劑、氧化劑、還原劑、光照及金屬離子等對藥桑色素穩定性的影響。

2 結果與分析

2.1 藥桑色素的吸收曲線

圖1 不同提取溶劑中藥桑色素的吸收曲線Fig.1 Absorption spectra of Morus nigra Linn. pigment in different solvents

由圖1可知，在可見光區516nm處有一個較大吸收峰，這是植物中黃酮類化合物的花色素及其苷類的特征吸收峰之一，說明藥桑色素主要屬于花青苷類色素[4]，故選定516nm作為最佳吸收波長。與水對比，4種提取劑都對藥桑色素有一定的增色效應，且都有一定的紅移現象。4種提取劑增色效應的順序為0.1% HCl-CH3OH溶液＞0.1% HCl-C2H5OH溶液＞10g/100mL檸檬酸溶液＞0. 01mol/L HCl溶液；4種提取劑產生紅移順序為0.1% HCl-C2H5OH溶液＞0.1% HCl-CH3OH溶液＞10g/100mL檸檬酸溶液＞0.01mol/L HCl溶液。

2.2 藥桑色素的溶解性

表1 藥桑色素的溶解性Table 1 Solubility of Morus nigra Linn.pigment

從表1可以看出，藥桑色素易溶于水、乙醇、甲醇，微溶于丙酮，不溶于石油醚、苯、甲苯、乙酸乙酯、三氯甲烷、難溶于己烷，說明藥桑色素為水溶性色素，符合花青素類色素的特征[5]。

2.3 pH值對色素的影響

取藥桑色素濾液0.4mL，以蒸餾水定容至10mL，用酸度計測其pH值為3.54，說明藥桑色素顯酸性。用0.04mol/L NaOH溶液調節pH值，觀察色素溶液的顏色變化[6]，結果見表2。

從表2可以看出，藥桑色素在酸性條件下穩定，堿性條件下不穩定。藥桑色素的顏色隨溶液pH值的改變而不同，其顏色變化與花青素一致，表明藥桑色素主要為花青素類色素。

2.4 光照對藥桑色素穩定性的影響

取一定量的藥桑色素-溶液1:25(m/V)，放置于太陽光下(5月份)，測不同光照時間下藥桑色素的吸光度，結果見圖2。

由圖2可知，隨著光照時間的延長，色素分解嚴重。所以含有該色素的食品等應避光保存。

表2 pH值對藥桑色素的影響Table 2 pH stability of Morus nigra Linn. pigment

圖2 光照對色素穩定性的影響Fig.2 Light stability of Morus nigra Linn. pigment

2.5 氧化劑和還原劑對藥桑色素穩定性的影響

取藥桑色素濾液0.4mL，分別用不同體積分數的H2O2溶液和質量濃度亞硫酸鈉溶液以及亞硫酸氫鈉溶液定容至10mL，測其吸光度，觀察其對藥桑色素穩定性的影響，結果見圖3、4。

圖3 H2O2對藥桑色素穩定性的影響Fig.3 Effect of H2O2 on stability of Morus nigra Linn. pigment

由圖3可看出，色素的吸光度隨著H2O2體積分數的升高顯著降低，說明藥桑色素對H2O2較為敏感。如果在食品中添加此色素，H2O2不可用做抗氧化劑。

圖4 Na2SO3、NaHSO3對藥桑色素穩定性的影響Fig.4 Effects of Na2SO3 and NaHSO3 on stability of Morus nigra Linn. pigment

圖4說明Na2SO3及NaHSO3對藥桑色素影響較大，當Na2SO3和NaHSO3溶液質量濃度大于0.1g/100mL時吸光度迅速降低，藥桑色素的吸光度迅速降低，因此在藥桑保存過程中或用藥桑色素作為著色劑的食品中應避免與氧化劑和還原劑接觸。

2.6 金屬離子對藥桑色素穩定性的影響

取藥桑色素濾液0.4mL，分別用0.04g/L的不同金屬離子溶液定容至10mL容量瓶中，測定其吸光度，觀察其對藥桑色素穩定性的影響[9]，結果見圖5。

圖5 金屬離子對藥桑色素穩定性的影響Fig.5 Effect of metal ions on stability of Morus nigra Linn. pigment

由圖5可看出，大多數金屬離子對藥桑色素的吸光度影響不大，總體為Na+、K+、Mg2+、Mn2+對藥桑色素幾乎沒有影響；Al3+、Fe3+對藥桑色素有顯著的影響。其中Ca2+離子對藥桑色素有一定程度的增色效應；Pb2+離子對藥桑色素有一定程度的減色效應；說明在含有藥桑色素的食品中可以添加人體需要的Na+、K+、Ca2+、Mg2+以增加食品的營養性而不會影響其色澤。同時Al3+、Fe3+對色素溶液有很強的增色效應，由于Al3+、Fe3+與色素形成絡合物，使色素溶液色澤加深。鐵離子和鋁離子可以做媒染劑，用于對真絲織物的染色[7]。但Al3+在人體內會妨礙鈣、鋅、鐵、鎂等元素的吸收，容易引起骨質軟化、骨折，因此在食品加工貯藏運輸的過程中應注意避免接觸，最好用塑料罐或玻璃罐包裝。

2.7 常用食品添加劑對藥桑色素穩定性的影響

圖6 常用食品添加劑對藥桑色素穩定性的影響Fig.6 Effect of common food additives on stability of Morus nigra Linn. pigment

取藥桑色素濾液0.4mL，分別用不同質量濃度的蔗糖、山梨酸、苯甲酸鈉、V C、氯化鈉4種常用食品添加劑[10]定容至10mL，測其吸光度，觀察其對藥桑色素穩定性的影響，結果見圖6。

由圖6可知，山梨酸、VC、NaCl對藥桑色素都有一定程度的增色效應，蔗糖質量濃度在2g/100mL時增色效應明顯，而苯甲酸鈉對藥桑色素有一定的減色效應。說明在含有藥桑色素食品加工過程中可以添加蔗糖、山梨酸、VC、NaCl等添加劑。而苯甲酸鈉不宜用來作為含有藥桑色素的食品中的防腐劑。

3 結 論

藥桑色素溶液呈酸性，它在酸性條件下穩定，因此該色素可作為酸性食品(飲料、冷飲等)的著色劑；它易溶于水、醇等極性溶劑，微溶于丙酮，不溶于乙酸乙酯、石油醚等有機溶劑，說明藥桑色素為水溶性色素，符合花青素類色素的特征；藥桑色素的光穩定性較差，因此含有藥桑色素的食品應避光保存；山梨酸、VC、氯化鈉對色素也有一定程度的增色效應。Na+、K+、Ca2+、Mg2+對色素的穩定性影響不大，Al3+、Fe3+對色素有很強的增色效應。

[1] 季更生, 曹陽, 朱嬋, 等. 桑椹紅色素的研究現狀與進展[J]. 安徽農業科學, 2007, 35(28): 8777-8778; 8790.

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[5] 郝桂霞, 鄭惜珠. 光葉子花紅色素的穩定性研究[J]. 廣州食品工業科技, 2004(2): 73-75.

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Stability of Pigment fromMorus nigraLinn.

LI Wen-juan1，YONG Xiao-hua2，WANG Bin3，ZHOU Jing1,*
(1. School of Chemistry and Chemical Engineering, Shihezi University, Shihezi 832003, China；2. Technology Detection Centre of Xinjiang Oil Field Corporation, Kelamayi 834000, China；3. The Second Middle School of Xinyuan, Xinyuan 835800, China)

The pigment extracted fromMorus nigraLinn. from Xinjiang was evaluated for its stability. The pigment was soluble in polar solvents such as water and ethanol, and insoluble in non-polar solvents such as petroleum ether and benzene. It was stable in acidic media and had no light stability. In addition, the pigment was sensitive to hydrogen peroxide, sodium sulfite and sodium bisulfite. Metal ions such as Na+, K+, Mg2+and Mn2+had almost no effect on the stability of the pigment; however, Al3+and Fe3+displayed an obvious effect on its stability. Moreover, common food additives including sorbic acid, vitamin C and sodium chloride exhibited a certain hyperchromic effect, whereas sodium benzoate exhibited a certain hypochromic effect.

Morus nigraLinn.；pigment；stability

O629.9

A

1002-6630(2010)13-0132-04

2009-04-23

李文娟(1980—)，女，講師，碩士，主要從事有機合成及天然產物化學研究。E-mail：lwj01_tea@shzu.edu.cn

﹡通信作者：周靜(1956—)，女，教授，本科，主要從事天然產物化學研究。E-mail：zj01_tea@shzu.edu.cn