不同金屬離子和還原劑對落葉松松塔原花青素熱穩定性影響的研究

張乃珣　郭慶啟　王振宇

摘要[目的]研究落葉松松塔原花青素的熱穩定性，建立原花青素變化的動力學模型。[方法]以落葉松松塔為原料，通過添加幾種食品中常見的金屬離子（Mg2+、Zn2+、Fe2+）和還原劑（NaHSO3），探討了落葉松松塔中原花青素的熱穩定性和降解情況。[結果]Mg2+、Zn2+或Fe2+的存在不利于原花青素的熱穩定性，其降解反應活化能分別為15.01、27.88、21.60 kJ/mol，反應符合一級動力學模型（R2>0.744 4）；NaHSO3的存在會提高原花青素的熱穩定性，反應符合一級動力學模型（R2>0.656 3），其降解活化能為36.36 kJ/mol。并建立起幾種條件下的原花青素的降解動力學模型，通過驗證表明模型與實測值擬合程度好。[結論]該研究為落葉松松塔原花青素保質期和殘留率的預測提供了科學依據。

關鍵詞落葉松；松塔；原花青素；熱降解；動力學

中圖分類號S791.22文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）22-07463-04

落葉松[Larix gmelinii（Rupr.）Kuzen.]是我國東北、內蒙古林區以及華北、西南的高山針葉林的重要組成部分[1]，其原花青素含量很高[2-3]。原花青素是酚類化合物中具有某些特殊分子結構的一類化合物的總稱，在自然界中一般存在于一些谷物、豆類的種子、花和樹皮中[4]。原花青素具有抗氧化[5]、清除自由基[6-7]、抗腫瘤[8-9]、抗誘變[10]等多種生物活性。研究人員對原花青素的穩定性研究[11-14]顯示，K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Al3+、Pb2+等金屬離子和還原劑NaHSO3、VC均對原花青素穩定性有一定影響。目前國內外對原花青素的開發多以葡萄籽、葡萄皮、馬尾松樹皮、海岸松樹皮為原料，而以落葉松為原料的研究較少。松塔作為松樹的重要產物，具有資源多，使用后不破壞植物本身的生長，有利于保護環境的優點[15]。在此基礎上，該研究著重選取對原花青素影響較大并在食品加工中常見的Mg2+、Zn2+、Fe2+和NaHSO3，探討其對落葉松松塔原花青素熱穩定性的影響，建立在不同條件下原花青素變化的動力學模型，對今后落葉松松塔原花青素在食品、醫藥等領域的應用具有積極的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑 落葉松松塔：采自哈爾濱市阿城區亞溝林場。

兒茶素標品：純度98%，購自Sigma公司；所用其他化學試劑均為化學純。

1.2 儀器與設備JSP400A型高速多功能粉碎機（浙江省永康市金穗機械制造廠）；FE20 pH計（FiveEasy公司）；可見光分光光度計（美國LaMotte公司）；DK80型電熱恒溫水槽（上海一恒科技有限公司）；BSA423S精密天平（德國奧多利斯公司）。

1.3研究方法

1.3.1 落葉松松塔原花青素的提取。洗凈落葉松松塔，放入恒溫干燥箱中50 ℃烘干，粉碎，過60目篩。稱取2.00 g樣品粉末，加入50 ml 70%乙醇溶液中，70 ℃條件下浸提10 min，合并2次提取液定容至100 ml[16-18]，測定其pH為5.80。

1.3.2 原花青素含量測定。以兒茶素為標品，采用正丁醇-鹽酸法[19-21]進行原花青素含量的測定。

1.3.3 Mg2+、Zn2+、Fe2+和NaHSO3對原花青素熱穩定影響的研究。取40 ml原花青素浸提液 4份，分別加入0.1 mol/L Mg2+、Zn2+、Fe2+各1 ml及0.20 g NaHSO3，各置于50、60、70、80 ℃恒溫水浴中，每24 h取出測定原花青素含量。以不加Mg2+、Zn2+、Fe2+和NaHSO3的原花青素浸提液為空白。重復5次，以平均值作為試驗結果。

2化學動力學基本原理

2.1 動力學方程與半衰期化學動力學是物理化學的一個分支，主要是研究化學反應進行的速率和反應機理，即主要研究能夠隨時間而變化的非平衡的動態系統，而時間是一個重要變量[22-23]。