三角梅花色素的理化性質及穩定性
2014-07-16 02:52:25施偉梅等
江蘇農業科學 2014年3期
施偉梅等
摘要：研究了三角梅花色素在不同溶劑中的溶解性和光譜學特性，考察了pH值、溫度、光照、H2O2、Na2SO3、金屬離子、食品添加劑對其穩定性的影響。結果表明，三角梅花色素為花色苷類色素，易溶于水、50%冰醋酸、50%甲醇、50%乙醇等極性溶劑，微溶于無水甲醇、無水乙醇，不溶于乙酸乙酯、石油醚；光照和溫度對三角梅花色素影響不大，該色素在pH值=4～7時比較穩定，適宜于弱酸性和中性條件下使用，對H2O2、Na2SO3、金屬離子和食品添加劑的穩定性較好，但是對Fe3+和Al3+不穩定。該色素有望開發成為安全、可靠、低廉的天然植物色素添加劑。
關鍵詞：三角梅；花色素；理化性質；穩定性
中圖分類號： TS264.4；R913 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）03-0270-03
食用色素分為合成色素和天然色素兩類。合成色素具有著色力強、穩定性好、成本較低的特點，研究表明，合成色素中的不少品種具有不同程度的毒性和致癌性，嚴重危害人體的健康[1]。天然色素主要從生物體中提取，安全性較高、色澤自然、多數兼有營養保健和著色的雙重作用，研究和開發新型天然色素顯得很有必要[2-3]。三角梅（Bougainvillea spectabilis）又稱九重葛、寶斤、葉子花等，為茉莉科三角花屬，開花時間長、色澤艷、花色豐富，顏色有紫色、淡紫、猩紅、大紅、粉紅、橘黃、白色等。三角梅還具有很強的藥用價值，據記載三角梅苦、澀、溫，具有“調和氣血，治療婦女赤白帶下，月經不調”等功效[4]。同時，三角梅的花中含有豐富的甜菜色素，具有很強的抗氧化作用，對癌細胞等壞細胞的脫落等具有促進作用。對三角梅色素的提取進行研究，可為開發利用新型色素資源提供參考。
1 材料與方法
1.1 儀器及試劑
Lambda 35紫外可見分光光度，美國珀金埃爾默公司生產；KQ3200DB型數控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司生產；RE5223旋轉蒸發器，上海滬西分析儀器廠。三角梅采自贛南醫學院章貢校區。所用試劑均為分析純。
1.2 試驗方法
1.2.1 三角梅花色素的提取 將摘取的三角梅花去掉花萼和花托，剔除枯黃、腐爛花瓣和其他雜質，用蒸餾水漂洗，吸水紙吸干表面水分，于50 ℃烘干后粉碎備用。準確稱取一定量的樣品，加入一定體積50%乙醇溶液，在50 ℃水浴中超聲波輔助提取3次，每次30 min，過濾，合并濾液，減壓濃縮，制得三角梅花色素母液。
取1 mL三角梅花色素母液8份分別加入等體積的去離子水、甲醇、無水乙醇、石油醚、乙醚、乙酸乙酯、正己烷、丙酮，在常溫下進行溶解性試驗。
1.2.2 三角梅花色素光譜學特性 取0.5 mL三角梅花色素母液用去離子水定容至25 mL，20 ℃下用紫外-可見分光光度計在400～700 nm范圍內測定該色素的吸收光譜。
1.2.3 三角梅花色素的穩定性
1.2.3.1 pH值的影響 取三角梅花色素母液0.5 mL，分別用不同pH值的緩沖液定容至 25 mL，配制成不同pH值的色素濃液，觀察溶液顏色變化并測量其最大吸收波長處的吸光度。pH值2.0、4.0、6.0、70、8.0緩沖液用0.2 mol/L Na2HPO4、0.1 mol/L檸檬酸溶液配制，pH值10.0、12.0緩沖液用0.1 mol/L NaOH、0.1 mol/L 檸檬酸溶液配制。
1.2.3.2 溫度的影響 取三角梅花色素母液0.5 mL，用去離子水定容至25mL，分別于20、40、50、60、70、80 ℃下恒溫 1 h，迅速冷至室溫，觀察溶液顏色變化并測量其最大吸收波長處的吸光度。
1.2.3.3 光照的影響 取三角梅花色素母液0.5 mL，用去離子水定容至25 mL，分別于室溫自然光照下放置1、2、3、4、5、6、7、8 d，測定其在最大吸收波長處的吸光度。
1.2.3.4 氧化劑和還原劑的影響 取三角梅花色素母液 0.5 mL，分別用0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的H2O2和Na2SO3定容至25mL，并測定其在最大吸收波長處的吸光度。
1.2.3.5 金屬離子的影響 取三角梅花色素母液0.5 mL，分別加入10 mL 0.1mol /L Cu2+、Al3+、Cd3+、Bi2+、Ag+、Pb2+、Na+、Fe3+等金屬離子，且用去離子水定容至25 mL，觀察溶液顏色變化并測量其最大吸收波長處的吸光度。
1.2.3.6 食品添加劑的影響 取三角梅花色素母液 0.5 mL，分別加入0、0.01%、0.05%、0.10%的食品添加劑（檸檬酸、苯甲酸、碳酸氫鈉、維生素C、山梨酸鉀）溶液，30 min 后測定其在最大波長處的吸光度。
2 結果與分析
2.1 三角梅花色素的溶解性
由表1可知，三角梅花色素易溶于水、50%冰醋酸、50%甲醇、50%乙醇等極性溶劑，微溶于無水甲醇、無水乙醇，不溶于乙酸乙酯、石油醚。根據三角梅花色素的溶解性，可知該色素的極性較大，為水溶性天然色素。
2.7 金屬離子對三角梅花色素穩定性的影響
金屬離子對三角梅花色素穩定性的影響如表6所示。從表6可以看出，大多數金屬離子對三角梅色素穩定性幾乎沒有影響，并能穩定保持色素的鮮艷顏色。其中Fe3+使色素吸光值變大，并且使顏色加深，可能Fe3+本身顏色與色素發生了協同顯色，而使得色彩加深；Al3+顏色沒有發生改變，但是吸光度增加較大，可能是與色素中的某些基團發生了絡合反應[8-9]，因此，在儲藏及運輸過程中應盡量避免接觸鐵和鋁。此外，Bi2+、Ag+、Pb2+等3種重金屬離子能使色素的吸光度值顯著增大，顏色明顯加深，這可能也是色素中的某些基團發生了絡合反應所導致[10]。endprint
2.8 食品添加劑對三角梅花色素穩定性的影響
食品添加劑對三角梅花色素穩定性的影響如表7所示。從表7可以看出，隨著檸檬酸、苯甲酸、碳酸氫鈉、維生素C、山梨酸鉀這5種添加劑濃度的增加，三角梅花色素溶液吸光度的變化幅度很小，表明三角梅色素對食品添加劑在一定范圍內具有良好的穩定性，有利于三角梅色素在食品中的應用。
3 結論
三角梅花色素易溶于水、冰醋酸、甲醇、乙醇等極性溶劑，微溶于丙酮、乙醚，不溶于乙酸乙酯、石油醚、正己烷，色素的極性較大，為水溶性天然色素，主要成分為花色苷類物質。三角梅花色素在酸性條件下顏色鮮艷且穩定，在著色時可用于酸性食品。此外，三角梅色素熱穩定性較好，能夠耐受60 ℃以下溫度，但在高溫條件下不穩定，在應用時應避免高溫加工。大多數金屬離子對三角梅色素的穩定性沒有影響，但是Fe3+、Al3+對色素有不良影響，在使用時應避免和鐵器皿和鋁制品接觸。三角梅花色素有一定的抗氧化性，且在食品添加劑中，如檸檬酸、苯甲酸、碳酸氫鈉、維生素C、山梨酸鉀等較穩定，可作為飲料、食品的色素添加劑使用。
參考文獻：
[1]凌關庭. 食品添加劑[M]. 北京：化學工業出版社，2003：950-951.
[2]Castaeda-Ovando A，Pacheco-Hernández M L，Páez-Hernández M E，et al. Chemical studies of anthocyanins：A review[J]. Food Chemistry，2009，113（4）：859-871.
[3]Kong J M，Chia L S，Goh N K，et al. Analysis and biological activities of anthocyanins[J]. Phytochem，2003，64（5）：923-933.
[4]江文世，陳雯雯. 三角梅色素的提取工藝[J]. 湖北農業科學，2011，50（12）：2526-2528.
[5]彭常安，付嚴萍，劉 永，等. 紫甘薯色素理化性質及穩定性研究[J]. 安徽農業大學學報，2012，39（3）：407-411.
[6]Anna B，Alicja Z K，Jan O. The effects of heating，UV irradiation，and storage on stability of the anthocyanin-polyphenol co pigment complex[J]. Food Chemistry，2003，81（3）：349-355.
[7]王曉東，周大勇，朱蓓薇，等. 黃海膽棘殼色素理化性質和穩定性的研究[J]. 食品科學，2012，33（1）：44-48.
[8]鄭楚君，蘇銳濱，黃俊生，等. 潮州“后隴紅” 番薯皮色素的提取及其穩定性分析[J]. 中國調味品，2012，37（7）：93-99.
[9]王海濤，彭金龍，張 斌，等. 田基黃色素的提取及其穩定性[J]. 中國實驗方劑學雜志，2012，18（9）：69-71.
[10]趙文紅，朱 豪，梁彬霞，等. 紅曲色素TR的穩定性研究[J]. 食品科技，2012，37（10）：237-240.endprint
2.8 食品添加劑對三角梅花色素穩定性的影響
食品添加劑對三角梅花色素穩定性的影響如表7所示。從表7可以看出，隨著檸檬酸、苯甲酸、碳酸氫鈉、維生素C、山梨酸鉀這5種添加劑濃度的增加，三角梅花色素溶液吸光度的變化幅度很小，表明三角梅色素對食品添加劑在一定范圍內具有良好的穩定性，有利于三角梅色素在食品中的應用。
3 結論
三角梅花色素易溶于水、冰醋酸、甲醇、乙醇等極性溶劑，微溶于丙酮、乙醚，不溶于乙酸乙酯、石油醚、正己烷，色素的極性較大，為水溶性天然色素，主要成分為花色苷類物質。三角梅花色素在酸性條件下顏色鮮艷且穩定，在著色時可用于酸性食品。此外，三角梅色素熱穩定性較好，能夠耐受60 ℃以下溫度，但在高溫條件下不穩定，在應用時應避免高溫加工。大多數金屬離子對三角梅色素的穩定性沒有影響，但是Fe3+、Al3+對色素有不良影響，在使用時應避免和鐵器皿和鋁制品接觸。三角梅花色素有一定的抗氧化性，且在食品添加劑中，如檸檬酸、苯甲酸、碳酸氫鈉、維生素C、山梨酸鉀等較穩定，可作為飲料、食品的色素添加劑使用。
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2.8 食品添加劑對三角梅花色素穩定性的影響
食品添加劑對三角梅花色素穩定性的影響如表7所示。從表7可以看出，隨著檸檬酸、苯甲酸、碳酸氫鈉、維生素C、山梨酸鉀這5種添加劑濃度的增加，三角梅花色素溶液吸光度的變化幅度很小，表明三角梅色素對食品添加劑在一定范圍內具有良好的穩定性，有利于三角梅色素在食品中的應用。
3 結論
三角梅花色素易溶于水、冰醋酸、甲醇、乙醇等極性溶劑，微溶于丙酮、乙醚，不溶于乙酸乙酯、石油醚、正己烷，色素的極性較大，為水溶性天然色素，主要成分為花色苷類物質。三角梅花色素在酸性條件下顏色鮮艷且穩定，在著色時可用于酸性食品。此外，三角梅色素熱穩定性較好，能夠耐受60 ℃以下溫度，但在高溫條件下不穩定，在應用時應避免高溫加工。大多數金屬離子對三角梅色素的穩定性沒有影響，但是Fe3+、Al3+對色素有不良影響，在使用時應避免和鐵器皿和鋁制品接觸。三角梅花色素有一定的抗氧化性，且在食品添加劑中，如檸檬酸、苯甲酸、碳酸氫鈉、維生素C、山梨酸鉀等較穩定，可作為飲料、食品的色素添加劑使用。
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