紅繼木花色素提取工藝及其穩定性的研究

劉曉珊

（廣東食品藥品職業學院 廣東 廣州 510520）

色素是食品添加劑的一個重要組成部分。 食品色素分為合成色素和天然色素兩大類。 幾乎所有的合成色素都不能給人體提供營養物質,某些甚至會危害人體健康,除一般毒性外,還有致突變與致癌作用[1]。 天然色素，色調比較自然，還具有一定營養價值或藥理作用。 近幾年來，開發和利用天然色素已成為世界食品行業普遍關注的熱點。

紅繼木（Loropetalum chinense Oliv）系金縷梅科繼木屬，為落葉或半落葉喬木或灌木，俗稱紅桎木。 花紅葉紅，花瓣帶狀條形，盛花時節艷麗奪目，一年內能多次開花，適應性、萌發力強[2]，是常見的園藝栽培植物。 根、葉、花、果均可入藥，有解熱消炎、止血活血、止痛之效[3]。 紅繼木花色素是天然色素的優良原料，有開發和利用的廣闊前景。

1 材料與方法

1.1 材料

紅繼木花采自廣東省潮州市潮州大道。

1.2 儀器和試劑

S22 型分光光度計、 電子分析天平、 電熱恒溫水浴鍋、LGJ0.5 冷凍干燥機、干燥箱等。

無水乙醇、丙酮、乙醚、苯、甲醇、三氯甲烷、石油醚、苯甲酸鈉、氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、硫酸鎂、硫酸錳、硫酸銅、硫代硫酸鈉、雙氧水、檸檬酸、蔗糖、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、氯化銨、氨水、鹽酸等，以上試劑均為分析純。

1.3 實驗方法

1）提取劑的選擇

準確稱取五份干花瓣,按料液比1：50（g：mL）,分別加入蒸餾水、無水乙醇、丙酮、乙醚、甲醇，室溫下浸提1h，觀察其浸提效果。

2）色素最佳提取條件的實驗設計[4]

先通過單因素實驗確定最佳浸提劑的濃度、 料液比、提取時間和提取溫度，進而采用L9（34）正交設計進行選擇實驗，綜合確定最佳提取條件。

3）色素的提取工藝流程

干花→粉碎→稱重→按最佳提取條件浸提→過濾→濾液冷凍干燥→色素膏

4）色素吸收光譜的測定

準確取一定量的色素膏，配成濃度為0.2%的色素液在波長450～600nm 處每隔10nm 測定其吸光值。

5）色素的穩定性研究

測一定濃度的色素溶液在不同pH,不同光照時間及不同介質中的光吸收值變化。 根據吸光值的變化情況，判斷各種因素對色素穩定性的影響。

2 結果與討論

2.1 提取劑的選擇

經試驗得知蒸餾水無法浸提出色素，丙酮、乙醚、苯、甲醇使色素變色，無水乙醇提取效果最好，確定為提取劑。

2.2 色素最佳提取條件的確定

本實驗通過單因素試驗確定最佳提取劑濃度為50%乙醇，料液比為1：20（g：mL）,浸提溫度為30℃，浸提時間為1h。在此基礎上以這4 個因素進行L9（34）正交試驗，確定最佳工藝組合，試驗方案如表2 所示。

表2 色素提取工藝的因素水平表

由實驗得出， 四個因素對提取率的影響為： 料液比＞溫度＞時間＞乙醇濃度，最佳組合為A2B1C2D1，而吸光度最高的組合為A1B1C1D1。 用以上兩種條件組合做對比試驗[5], 結果得出正交試驗最佳組合優于1 號實驗條件，故A2B1C2D1為最佳組合即乙醇濃度為50%，料液比為1：20（g：mL）,溫度為30℃，時間為0.5h。

2.3 色素的吸收光譜

由實驗可知， 色素的最大吸收峰較平穩， 位于530nm～540nm 處。 以后實驗中均選定530nm 作為測定波長。

2.4 色素的穩定性

1）直射光對色素穩定性的影響[6]

取7 支帶塞試管，各加入0.2%色素液5mL，置于太陽光下，每隔1 小時取1 支試管置于暗處冷卻至常溫，測其吸光度，結果表明，直射光照射后色素吸光度有所下降，顏色由淺紅變為淺橙紅色，說明該色素耐光性較差。

2）pH 對色素穩定性的影響

取14 支試管， 各加1mL0.5%色素液， 再分別加入不同pH 溶液4mL，以加蒸餾水為對照，暗處靜置1h 后測定吸光度。 結果表明，色素在pH4.0～pH5.0 時最穩定。 pH＜4.0 的溶液能使色素液顏色加深；pH＞5.0 時色素液隨pH 值的不同發生相應的顏色變化， 我們在應用時可根據需要調節溶液的pH 值，得到不同顏色的色素液。

3）氧化劑、還原劑對色素穩定性的影響

取9 支試管，各加入1mL0.5%的色素液，再分別加入蒸餾水或不同濃度的H2O2、Na2S2O34mL,暗處靜置1h 后，測定它們的吸光度, 結果顯示H2O2和低濃度的Na2S2O3對色素穩定性均無影響，高濃度使色素吸光度略有增大，但色素顏色未見加深。

4）金屬離子對色素穩定性的影響

取21 支試管各加入0.5%的色素液1mL， 再分別加入不同的離子溶液4mL，暗處靜置1h,測定吸光度。 結果顯示Na+和低濃度的K+、Mn2+對色素穩定性沒影響； 高濃度的K+和Ca2+、Mg2+、Mn2+雖使色素液吸光度稍微增大，但未能使其顏色加深，說明對色素穩定性沒有影響。 Cu2+、Al3+對色素液有不良影響，Cu2+使色素液由原來的淺紅色變成淺棕色，Al3+使色素液變成橙色并伴有少量沉淀，故對色素的開發利用時應避免與這兩種離子接觸。

5）食品添加劑對色素穩定性的影響

取10 支試管，各加入1mL0.5%色素液，再分別加入苯甲酸鈉、檸檬酸、蔗糖溶液4mL，暗處靜置1h 后測其吸光度。 苯甲酸鈉使色素吸光度下降， 高濃度的蔗糖使吸光度增加，但變化極小， 說明苯甲酸鈉和蔗糖均對色素穩定性無影響；檸檬酸對色素有增色作用。

3 結論

3.1 色素最佳提取工藝為：提取劑50%乙醇，料液比1：20（g：mL），溫度30℃，浸提時間0.5h。

3.2 色素在較酸環境下穩定，強酸能增加色素的色澤，適合用于酸性食品。

3.3 色素耐光性較弱；但色素的抗氧化性和抗還原性強。

3.4 Na+、Ca2+、 Mg2+、Mn2+對色素穩定性沒影響，而Cu2+、Al3+有不良影響。

3.5 苯甲酸鈉、蔗糖對色素穩定性沒影響，檸檬酸使色素增色，適合添加到酸味食品。

［1］吳晶，黃瀾，呂圭源.天然色素的藥理作用研究概況[J].時珍國醫國藥，2005，16（9）：915－916.

［2］楊先芬.花卉文化與園林欣賞[M].北京：中國農業出版社，2005：526－528.

［3］王宏志.中國南方花卉[M].北京：金盾出版社，1998：123.

［4］張玉敏，郭艷華，陳義鋒.紫甘藍色素最佳提取工藝條件的研究[J].華中師范大學學報：自然科學版，2005，40（2）：209－212.

［5］王玉，李鳳娟，丁兆堂，等.利用殺青葉提取茶綠色素工藝研[J].茶葉，2005,31（2）：97－99.

［6］雷然，莊華梅，付惠.黃槐花黃色素的提取及性質研究[J].食品科技，2006：178－180.