水蠟果實色素的提取及色素性質的研究

余蕾

（廈門海洋職業技術學院，福建廈門361100）

水蠟（Ligustrum obtusifoliu Sieb.et Zucc）為木犀科女貞屬中的一種落葉灌木，該樹木適應性強，耐寒，對土壤要求不嚴，萌蘗力強，耐修剪，在園林中應用非常廣泛，常被修剪成各種造型或自然式孤植、列植、叢植等，也可被修剪成綠籬，用于分割空間。該樹木的果實為黑色或紫黑色核果，橢圓形，北方地區成熟于9月，成熟時綴滿枝頭，非常耀眼，目前園林中種植的水蠟果實大部分都自然脫落，無人采集加以利用。而據資料記載，水蠟果實中含有多種藥用成分，可滋補肝腎、明目烏發等，另研究表明，水蠟果實中含有豐富的花色素苷類物質，可提取色素[1]。食用色素是食品添加劑的重要組成部分，在食品工業、醫藥、化妝品及日常用品中被廣泛應用，而天然色素由于味香無毒，色調誘人，同時具有一定的營養及藥理作用，更受到人們的喜愛[2-3]。因此本試驗以水蠟果實為原料，對其色素提取工藝及色素性質進行研究，為其在食品工業中的應用提供參考，同時達到對園林中廢棄的大量水蠟果實加以充分利用，起到變廢為寶的作用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

水蠟果實2013年9月6日于廈門海洋職業技術學院及周邊地區種植的水蠟樹上采集（果皮顏色為黑色或紫黑色即為成熟），經過清洗、搗碎成液后備用；試驗儀器有電子天平（UV-1700）：上海麗馳計量儀器有限公司；分光光度計：南京菲勒儀器有限公司；HH-4數溫恒溫水浴鍋：上海赫田科學儀器有限公司等；主要 試 劑 有 95%C2H5OH、 蔗 糖 、30%H2O2、Na2SO3、CaCl2、FeCl3·6H2O、CuSO4·5H2O、ZnSO4、MgSO4·7H2O 等均為分析純[4]。

1.2 試驗方法

1.2.1 提取條件比較

影響色素提取的主要條件有提取劑乙醇濃度、溫度、固液比和提取時間[5]，提取條件比較主要采用L9（34）正交試驗設計方案，具體見表1。

表1 水蠟果實色素提取正交試驗因素水平Table 1 The orthogonal experimental factors level on the extraction of pigment from Ligustrum obtusifoliu Sieb.et Zucc

1.2.2 色素液的最大波長

對水蠟色素進行1∶25（mg/mL）稀釋后，放在波長400 nm～700 nm進行掃描，確定最大吸收波長，然后在最大吸收波長處測定吸光度，見圖1光譜掃描圖。

圖1 光譜掃描Fig.1 The figure of spectral scanning

由圖1可知水蠟色素水溶液最大吸收波長在532 nm處。

1.2.3 水蠟色素性質的研究

取經過 1∶25（mg∶mL）稀釋后的色素液 100 mL，在室內自然光下每隔7 d測其吸光度，然后測其在532 nm的吸光度值；配制0%、4%、6%、8%、10%濃度的蔗糖溶液，各加2 mL的色素稀釋液，測其在532 nm的吸光度值；配制0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%濃度的食鹽溶液，各加2 mL的色素稀釋液，測其在532 nm的吸光度值；配制 0.06%、0.12%、0.24%、0.48%、0.96%濃度的H2O2溶液，各加2 mL的色素稀釋液，測其在532 nm 的吸光度值；配制 0.02、0.025、0.03、0.035、0.04 moL/L濃度的Na2SO3溶液，各加2 mL的色素稀釋液，測其在532 nm的吸光度值；配制0.1 moL/L CaCl2、FeCl3·6H2O、CuSO4·5H2O、ZnSO4、MgSO4·7H2O 濃度的金屬離子溶液，各加2mL的色素稀釋液，測其在532nm的吸光度值[6]。

2 結果與分析

2.1 色素提取條件的比較

對影響色素提取的4個因素提取劑乙醇濃度、溫度、固液比和提取時間進行正交試驗比較，結果見表2。

表2 水蠟果實色素提取正交試驗L9（34）結果Table 2The orthogonal experimental results of L9（34）on the extraction of pigment from Ligustrum obtusifoliu Sieb.et Zucc

由表2可知，C的R值最大，D的R值最小，得出4個因素對提取的影響大小順序為C＞A＞B＞D，即固液比對色素提取的影響最大，提取時間對色素的提取影響最小。另得出色素提取的最佳組合A3B3C1D3，但該組合未在正交試驗中，因此通過與正交表中得分最高的組合進行驗證試驗后，最終確定組合為A3B3C1D。

2.2 色素性質的研究

按照1.2.3的方法，測定了放置不同時間、不同濃度的蔗糖處理、不同濃度的食鹽處理、不同濃度的H2O2處理、不同濃度的Na2SO3處理、不同濃度的金屬離子處理后的色素稀釋液在最大波長時的吸光度值，結果如圖 2、圖 3、圖 4、圖 5、圖 6、表 3。

圖2 光對色素性質的影響Fig.2 The effect of light on pigment properties

由圖2可知，吸光度隨著時間的增長呈減小趨勢，說明水蠟果實色素對光的穩定性差，平時保存要注意避光；由圖3可知，吸光度隨著蔗糖濃度的增加先緩慢增大后又平緩降低，變化不大，說明蔗糖對色素的性質沒有大的影響，日常生活中可以根據需要在食品添加劑中加適量的蔗糖；由圖4可知，隨著食鹽濃度的增加，吸光度值基本成平行狀態，說明食鹽對色素的性質無影響，可以作為添加劑使用；由圖5可知，隨著H2O2濃度的增加，吸光度出現緩慢下降的趨勢，說明該色素的抗氧化性差，今后應避免與一些含氧化劑的物質相混合；由圖6可知，隨著Na2SO3濃度的增大，吸光度值緩慢上升，說明Na2SO3對水蠟色素具有較強的還原性；由表3可知，同為0.1 moL/L的Ca2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mg2+，但對應的吸光度值不同，Ca2+、Zn2+、Mg2+對應的吸光度值小，基本相同，Fe3+、Cu2+對應的吸光度值大，說明這兩種金屬離子容易引起色素褪色，水蠟色素應避免和Fe3+、Cu2+混為一起。

圖3 蔗糖對色素的影響Fig.3 The effect of sucrose on pigment properties

圖4 食鹽對色素的影響Fig.4 The effect of salt on pigment properties

圖5 過氧化氫對色素的影響Fig.5 The effect of H2O2on pigment properties

圖6 亞硫酸鈉對色素的影響Fig.6 The effect of Na2SO3on pigment properties

表3 金屬離子對水蠟色素的影響Table 3 The effect of metal ions on pigment properties of Ligustrum obtusifoliu Sieb.et Zucc

3 結論與討論

通過對影響水蠟色素提取的4個條件提取劑乙醇濃度、溫度、固液比和提取時間進行正交試驗，另通過驗證試驗后得出水蠟色素提取的最佳條件為：提取劑C2H5OH濃度30%，提取溫度75℃，固液比為1∶10（g/mL），提取時間90min。另通過對水蠟色素性質進行了研究，得出說明水蠟色素對光的穩定性差，平時保存要注意避光；蔗糖對色素的性質沒有大的影響，日常生活中可以根據需要在食品添加劑中加適量的蔗糖；食鹽對色素的性質無影響，可以作為添加劑使用；由圖5可知，水蠟色素的抗氧化性差，應避免與一些含氧化劑的物質相混合；Na2SO3對水蠟色素具有較強的還原性；Fe3+、Cu2+兩種金屬離子容易引起水蠟色素褪色，應避免和含有Fe3+、Cu2+的物質混合。該試驗主要針對C2H5OH濃度、溫度、固液比和提取時間4個因素進行比較，對其他影響因素還有待于進一步研究。

[1] 任玉林,李華,邴貴德,等.天然食用色素-花色苷[J].食品科學,1995,16(7):22-26

[2] 曹志榮.食用色素與人體健康[J].化學世界,1999(8):446

[3] 楊志娟.我國天然色素的現狀及發展方針[J].食品研究與開發,2003(2):3-5

[4] 曹艷萍.李子皮中紅色素的提取工藝[J].榆林學院學報,2004(3):45-47

[5] 何玲玲,王新,張英,等.水蠟果實天然紅色素的提取工藝研究[J].安徽農業科學,2009,37(33):16533-16534

[6] 杜鳳國,孫廣仁,姜洪源,等.天女木蘭色素提取工藝及穩定性[J].北華大學學報(自然科學版),2011(1):68-74