不同原料顏色對高粱紅色素理化性質的影響

李傳欣，張宏宇，李景林

（遼寧省農業科學院天然色素開發中心，遼寧沈陽110161）

不同原料顏色對高粱紅色素理化性質的影響

李傳欣，張宏宇，李景林*

（遼寧省農業科學院天然色素開發中心，遼寧沈陽110161）

分別采用紅色和黑色兩種顏色高粱殼為原料提取高粱紅色素，對其理化性質分析比較，可知黑殼色素提取率為5.2%，色價45，耐熱性能好，色調為紫褐色，色澤較暗；紅殼色素提取率為3.1%，色價32，色調為紅棕色，色澤較亮。

高粱紅，色素，理化性質

Abstract：Sorghum red pigment extracted from red and black color sorghum shell，physical and chemical properties result was that the pigment extraction rate of black shell was 5.2% ，color value was 45，heat resistance was good，hue was purple and brown，color and lustre was dark.Pigment extraction rate of red shell was 3.1%，color value was 32，hue was reddish brown，colour and lustre was more bright.

Key words：sorghum red；pigment；physical and chemical properties

高粱紅色素是從高粱殼中提取的植物天然色素，屬于黃酮類化合物。黃酮類化合物具有消除自由基、阻斷和清除氧化損傷、保健、延緩衰老的功能和藥用價值[1]。高粱紅作為食品著色劑已被國家列入可在各類食品中按生產需要適量使用范疇[2]。我國是世界高粱主產國之一，資源非常豐富。高粱殼因品種不同顏色之間差異很大，一般都挑選外表顏色較深的混合使用。目前，對于高粱紅色素提取工藝的研究較為廣泛[3-4]，包括溶劑選擇、提取溫度、提取時間、料液比等，而關于提取原料高粱殼的顏色對高粱紅色素理化性質的影響方面研究甚少。筆者多年從事該項研究工作認為食品工業不同領域對高粱紅色素色調有不同需求，而影響該色素色調的直接因素是高粱殼的顏色。因此，本研究分別選用紅色或深棕紅色高粱殼（以下簡稱紅殼）和黑色或深紫黑色高粱殼（以下簡稱黑殼）為提取原料，對比分析了不同原料顏色對高粱紅色素提取率、色價、色調等方面的影響，為高粱紅色素在不同領域的開發、應用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高粱殼 產自遼寧阜新；無水乙醇 分析純；65%乙醇水溶液 準確稱量65mL無水乙醇用水定容至100mL容量瓶中。

RE-52旋轉蒸發儀 上海亞榮生化儀器廠；ES-120J分析天平 沈陽萬騰電子公司；DZKW系列電子恒溫水浴鍋 北京市永光明醫療儀器廠；PHS-3C PH計 上海科教儀器廠；SP-721E分光光度計 上海光譜儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品的制備 選擇無雜質無霉變的紅殼、黑殼各稱100g，分別用65%乙醇水溶液（料液比1∶6），于60℃水浴中回流提取2h，過濾，濾渣進行二次浸提，合并兩次濾液用旋轉蒸發儀回收乙醇，取出濃縮液提純干燥，制成粉末狀紅殼色素和黑殼色素，備用[5]。

1.2.2 提取率的計算 按下式計算出不同顏色高粱殼的色素提取率。

1.2.3 色價的測定[6]準確稱取試樣1g（精確到0.0002g），用65%乙醇水溶液溶解，置于100mL容量瓶中定容，搖勻；從中取出1mL，再用65%乙醇水溶液定容至100mL容量瓶中搖勻。取此溶液置于1cm比色皿中，在波長500nm處測吸光度。按如下公式計算色價：

1.2.5 熱穩定性測定 分別稱取粉末狀紅殼色素和黑殼色素各100mg，置于敞口鋁坩堝中。氣氛：靜態空氣（O250mL/min，N250mL/min）；溫度：100～800℃；升溫速度：5℃/min。

2 結果與分析

2.1 原料顏色對色素吸收光譜的影響

首先，對紅、黑不同顏色高粱殼提取液的吸收光譜進行繪制，結果見圖1。

圖1 原料顏色對吸收光譜的影響Fig.1 Effect of material color on the absorption spectrum

圖1表明，紅殼和黑殼色素的最大波長分別為490nm和510nm。說明提取原料顏色不同，色素光譜性質也隨之不同。

2.2 原料顏色對色素提取率的影響

將黑殼和紅殼分別稱取5份，每份稱取100g，按1.2.1方法在設定溫度下提取色素，色素提取率結果見圖2。

圖2 原料顏色對色素提取率的影響Fig.2 Effect of material color on the pigment extraction rate

圖2表明，紅殼、黑殼色素都受溫度影響，均在60℃時溶解度最高。同時也明顯看出黑殼色素提取率較高。這說明黑色高粱殼中的色素含量較紅殼高。

2.3 原料顏色對色素色價的影響

將紅殼、黑殼各稱取100g，按1.2.1方法提取色素，按1.2.3方法測定色價，結果見表1。

表1 原料顏色對色素色價的影響Table 1 Effect of material color on the pigment color price

色價是我國習慣采用的表示色素含量的方法。表1表明黑殼色素色價45，紅殼色素色價32。從中可以看出原料顏色影響色素含量，用黑殼為原料提取的高粱紅色素含量高于紅殼提取。

2.4 原料顏色對色素色調的影響

將紅殼、黑殼各稱取100g，按1.2.1方法提取色素，按1.2.4方法測定色調，結果見表2。

表2 原料顏色對色素色調的影響Table 2 Effect of material color on the pigment tone

色調是指色素中含主要顏色強弱的指標，可用紅色指數表示。表2表明，紅殼色素紅色指數高于黑殼色素，色調顯深紅棕色，黑殼色素紅色指數低于紅殼色素，色調顯深紫褐色，說明紅殼色素中紅色成分較強。

2.5 兩種色素的熱穩定性分析

分別稱取紅殼色素、黑殼色素各100mg，按1.2.5程序控制溫度下，測量色素的分解率與溫度的關系，熱分析TG見圖3。

圖3 兩種色素的TG圖Fig.3 Two pigments TG map

圖3表明，兩種色素終止分解溫度相同都在720℃，初始分解溫度有所不同，紅殼色素為110℃，黑殼色素為150℃，說明黑殼色素比紅殼色素耐熱性能強。

3 結論

通過比較紅殼和黑殼兩種原料對高粱紅色素理化性質的影響，可以看出提取原料的顏色直接影響色素的提取率、色價、色調及耐熱性能。黑殼色素含量多，色素色價高且耐熱性能好，色調偏紫褐色，色澤較暗；與之相比，紅殼色素提取率及色價偏低，但色調深紅棕色且柔和亮麗。殼色決定色調，也許這正是高粱紅色素在各類食品應用中表現出來的色澤差異的原因所在。因此，在高粱紅色素推廣應用過程中應注重食品顏色的需求，如在配制酒、巧克力中應選擇黑殼色素；在肉灌腸類、糖果中應選用紅殼色素。

[1]郭慶啟，毛佳，王萍，等.響應面法優化紅松松籽殼色素提取工藝的研究[J].食品工業科技，2010（11）：262-264.

[2]GB2760-2011《食品添加劑使用衛生標準》[S].中華人民共和國衛生部發布，2011-04-20.

[3]張宏宇，呂玉璋，李韜.高粱紅色素乙醇提取工藝的研究[J].現代食品科技，2010（3）：300-302.

[4]王毅民.天然高粱紅色素提取方法與性質的研究[J].甘肅科學學報，1996（2）：82-85.

[5]李淑芬，李景林，潘世全.高粱天然紅色素提取及其理化性質的研究[J].遼寧農業科學，1993（1），49-51.

[6]GB9993-2005《食品添加劑高梁紅》[S].2005.

[6]閻炳宗，王春利，孫英漢，等.GB9993-2005《食品添加劑高梁紅》[S].中國國家標準化管理委員會，2005-06-30.

Effect of different raw material color on physical and chemical properties of sorghum red pigment

LI Chuan-xin，ZHANG Hong-yu，LI Jing-lin*
（Liaoning Provincial Academy of Agricultural Sciences，Shenyang 110161，China）

TS201.2

A

1002-0306（2012）16-0174-03

2011-12-14 *通訊聯系人

李傳欣（1952-），男，研究員，研究方向：天然色素研究與開發。