紫紅色四季報春花色素的提取及穩定性研究

柴連周

(保山中醫藥高等專科學校，基礎部，云南保山678000)

四季報春花屬報春花科，又名四季櫻草、仙鶴蓮等。花期是每年1～4月份，其花色有白色、紫紅色、藍色、洋紅色、淡紫色、淡紅色等，是云南8大名花之一［1］。

天然色素具有色澤自然、安全性高、特殊的芳香氣味等特點［2］，還有一定的藥理作用和營養效果。隨著人類生活水平的提高，天然色素備受人們的親睞。從植物中提取色素是生產天然色素的主要途徑，常用的天然色素的提取方法有:溶劑提取法、超臨界流體萃取法、微波萃取法、酶法［3］。目前，關于杜鵑花、百合花、迎春花、玫瑰花等的素色提取及穩定性研究已有很多報道［4］，但紫紅色四季報春花色素的提取及穩定性研究鮮有報道［5－8］。

1 試驗部分

1.1 材料、儀器與試劑

紫紅色四季報春花(采于楚雄師范學院)，洗凈，曬干，磨成粉末置于干燥器中備用。

無水乙醇、HCl、NaOH、H2O2、Na2SO3、FeCl3、KCl、MgCl2、NaCl、ZnCl2、可溶性淀粉、蔗糖、葡萄糖、檸檬酸均為分析純。

722型光柵分光光度計(山東高密彩虹分析儀器有限公司);PHS－2C型酸度計(金壇市大地自動化儀器廠);L/L－S型電子天平(Switzerland);HH－S2S恒溫水浴鍋(金壇市大地自動化儀器廠);SHZ－D循環水式真空泵(鞏義市英峪予華儀器廠)。

1.2 試驗方法

1.2.1 溶劑的選擇

取1.0g曬干的紫紅色四季報春花，分別置于水、95%酸性乙醇、95%堿性乙醇、65%酸性乙醇、65%堿性乙醇中浸泡6h，過濾后減壓抽濾得到色素母液，觀察母液顏色，進而衡量色素提取效果。

1.2.2 紫紅色四季報春花色素最大吸收波長的確定

吸取色素母液5.00 mL用蒸餾水稀釋到100 mL后調pH=1，靜置2 min，以蒸餾水為參比溶液，用分光計在200～700 nm波長范圍內每隔10 nm測定一次溶液的吸光度，以確定紫紅色四季報春花色素的最佳吸收波長。

1.2.3 紫紅色四季報春花色素的穩定性分析

1)溫度對色素的穩定性的影響

分別取7份10.00 mL pH=1的色素稀釋液(色素母液以1∶20稀釋)于7支比色管中，分別在不同的溫度下加熱1h，迅速冷卻至室溫后觀察其顏色變化，以蒸餾水作參比溶液，測定其吸光度。

2)光對色素的穩定性的影響

將色素母液按1∶20稀釋，并調節pH=1，然后分別取3份10.00 mL的稀釋液于3支比色管中，并分別置于室內黑暗處、自然光(非直射光)照射、日光直接照射(從窗外射進)，1 h后用蒸餾水作參比溶液，在最大吸收波長下測定其吸光度。

3)pH值對色素穩定性的影響

將吸取的2.50 mL色素母液按1∶20稀釋，取8份5.00 mL稀釋液，其中7份分別加入HCl或NaOH 調整 pH 為 1、2、3、5、7、9、11，定容到 10.00 mL，剩余的1份用蒸餾水定容留做對照，放置1 h后，觀察不同pH值時色素溶液顏色的變化，并測定其吸光度。

4)金屬離子對色素穩定性的影響

配制含各種金屬離子的鹽溶液，濃度為0.080 mol/L，并吸取6份5.00 mL pH=1的按1∶20稀釋的色素液，置于6支比色管中，其中5份分別用不同的金屬離子溶液定容，剩余的1份用蒸餾水定容，室溫下放置7 h，記錄顏色的變化，并測定其吸光度。

5)氧化劑對色素穩定性的影響

配制質量分數為0.1% 、0.2%、0.3% 、0.4%的H2O2溶液，吸取5份5.00 mL pH=1的色素稀釋液(色素母液以1∶20稀釋)于5支比色管中，分別以H2O2溶液定容至刻度，搖勻后放置30 min，觀察其顏色變化，并以各質量分數的H2O2溶液作參比溶液，在最大吸收波長下測定其吸光度。

6)還原劑對色素穩定性的影響

配制濃度為 2.0 ×10－3、4.0 ×10－3、6.0 ×10－3、8.0×10－3mol/L 的 Na2SO3溶液，吸取 5 份5.00 mL pH=1的按1∶20稀釋的色素液于5支比色管中，分別以各濃度的Na2SO3溶液定容至刻度，搖勻后放置30min，觀察其顏色變化，并以各濃度的Na2SO3溶液作參比溶液，測定其吸光度。

7)食品添加劑對色素穩定性的影響

配制一定濃度的葡萄糖、蔗糖、檸檬酸及可溶性淀粉的色素溶液，1 h后，目測色素液顏色變化，并測定其吸光度。

2 結果與討論

2.1 不同溶劑對色素的提取效果

紫紅色四季報春花色素在不同溶劑中的溶解情況見表1。由表1可知，紫紅色四季報春花色素在水及乙醇中溶解性能較好，為水溶性色素，其中pH=1的95%酸性乙醇作浸提溶劑更為合適，且除去溶劑的溫度低，有利于色素的穩定，提取方法簡單，易推廣。

表1 紫紅色四季報春花色素在不同溶劑中的溶解情況Table 1 Four Seasons purple primrose pigment dissolved in different solvents

2.2 色素的光譜特征

稀釋后的色素提取母液的吸光度測定結果如圖1和表2所示。

圖1 紫紅色四季報春花色素的吸收光譜Figure 1 Absorption spectrum of four seasons purple primrose pigment

從圖1可知，紫紅色四季報春花色素在380～390 nm波長處有一吸收峰。由表2可知，紫紅色四季報春花色素的最大吸收波長出現在可見光區的382 nm處，探討其穩定性均在382 nm下測定吸光度。

表2 紫紅色四季報春花色素在不同波長下的吸光度Table 2 Absorbance of four seasons purple primrose pigment at different wavelengths

2.3 色素的穩定性分析

2.3.1 溫度對色素的影響

將色素稀釋液放在不同的溫度下加熱1h后，測定其吸光度，結果見表3。

表3 不同溫度對色素的影響Table 3 Effect of different temperatures on pigment

由表3可知，當溫度≤50℃時，溫度對色素穩定性基本沒有影響;當溫度≥60℃時，色素液顏色較室溫時淡，且溫度升高，吸光度變小。說明紫紅色四季報春花色素在中等溫度穩定性尚好，但溫度超過60℃影響就不能忽視了。

2.3.2 光照對色素的影響

將色素置于不同的光照1 h后，在382 nm波長下測定其吸光度，試驗結果見表4。

表4 光照對色素的影響Table 4 Effect of light on the pigment

由表4可知，光照強度增強，色素的吸光度值變化不大，色素溶液的顏色依然是紫紅色，清澈無沉淀發生，表明該色素的耐光性較好。

2.3.3 pH值對色素的影響

不同pH條件下測得溶液的吸光度如表5所示。

表5 pH對色素穩定性的影響Table 5 Effect of pH on the stability of the pigment

由表5可知，在堿性條件下，此色素成黃、綠色，說明紫紅色四季報春花色素在堿性條件下不穩定;在酸性條件下顏色變化不明顯，說明該色素耐酸性較好，其中pH＜5時，色素溶液顏色比較穩定，適宜于酸性條件下使用;pH≥5時顏色改變，但顏色改變具有可逆性，可通過酸堿進行調節。

2.3.4 金屬離子對色素的影響

金屬離子對色素提取液穩定性的影響見表6。

表6 金屬離子對色素影響Table 6 Effect of metal ions on the pigment

從表6可知，金屬離子對紫紅色四季報春花色素的影響呈現價數越高影響程度越大的趨勢。高價金屬離子如Fe3+對色素影響很大，Mg2+、Zn2+使色素顏色變淡，但影響不大，其它金屬離子對色素基本沒有影響。

2.3.5 氧化劑及還原劑對色素的影響

氧化劑及還原劑對色素的影響見表7、表8。由表7、表8可知，在還原劑和氧化劑存在的情況下，色素溶液易變色，說明該色素不耐氧化劑和還原劑，如果使用該色素應使其避免接觸還原劑和氧化劑。

表7 H2O2對色素的影響Table 7 Effect of H2O2on pigment

表8 Na2SO3對色素的影響Table 8 Effect of Na2SO3on pigment

2.3.6 食品添加劑對色素的影響

食品添加劑對色素的影響結果見表9。

表9 食品添加劑對色素的影響Table 9 Effect of food additives on the pigment

由表9可知，葡萄糖、蔗糖和可溶性淀粉對色素的影響很小，目視溶液顏色幾乎無變化;隨檸檬酸濃度的增加，色素的吸光度增大，目視溶液顏色加深，表明檸檬酸對色素有增色作用。

3 結論

試驗研究結果表明:紫紅色四季報春花色素溶解性能優異，從經濟角度考慮可用95%酸性乙醇溶解，且該色素在382 nm處有最大吸收峰;該色素在酸性溶液中較穩定，且具有較好的光穩定性，但當溫度≥60℃時穩定性差;該色素的抗氧化劑和還原劑能力差，金屬離子Na+，K+對其穩定性影響不大，Mg2+，Zn2+使色素溶液顏色變淺，而Fe3+對該色素的穩定性影響較大，故運輸儲存中應避免使用鐵器;常用食品添加劑對其穩定性影響不大，檸檬酸對色素有添色作用，為該色素能夠為食品添加劑的開發利用提供一定的試驗參考。

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