桑椹色素穩定性研究

劉婷婷 周文飛 國瑋

摘要：該文研究了外界因素對桑椹色素穩定性的影響。結果表明：pH值影響桑椹色素的穩定性；在20℃低溫條件下桑椹色素穩定性較高，且在高溫短時條件下，穩定性也比較高；對氧化劑H2O2的耐氧化性差；對普通還原劑維生素C穩定；濃度大于10%的高濃度蔗糖對桑椹色素有一定影響。

關鍵詞：桑椹色素；提取；穩定性

1 引言

桑椹又名桑棗、桑果、桑實、椹子、烏椹等，分布地區很廣[1-2]。桑甚不但果肉多汁，滋味甘美，而且具有諸多保健功能，自古以來就是保健食品[3-4]。

食用色素是食品添加的重要組成部分，它不僅廣泛應用于飲料、酒類、糕點、糖果等食品，以改善其外觀品質，而且也普遍應用于醫藥和化妝品生產。食用色素，特別是食用天然色素研究與開發有著廣闊的發展前景和巨大潛力。1971-1981年的10年間，各國發表專利總計126篇，而合成色素同期僅10篇。進入80年代后，天然色素的研究進入高潮，中國天然色素的研究起步較晚，基本是從20世紀70年代后期開始的，其中主要有重慶天府可樂公司的焦糖色素；天津輕工學院的甜菜紅、莧菜紅色素；江蘇省植物所的菊黃色素；林科院林產化工研究所的可可色素等[5]。

本文分析研究桑椹紅色素在幾種不同因素影響下的穩定性變化情況。通過對桑椹紅色素在不同的pH值、溫度、糖等條件下對其進行研究。

2 材料與方法

2.1 實驗材料

桑椹色素。

2.2 實驗試劑

實驗試劑及藥品詳見表1.

2.3 實驗儀器及設備

UV-2000型紫外可見分光光度計，H2S-H恒溫水浴振蕩器，BS124S電子分析天平，JPT-2架盤天平，PB-10酸度計

2.4 實驗方法

天然色素在食品加工及流通過程中容易受到外界條件的影響。測定桑椹色素在可見光區波長下最大吸收峰，在此波長下觀察不同pH值條件下色素的顏色變化，分別測定不同溫度加熱、不同蔗糖濃度下色素吸光度的變化，以及研究氧化還原劑對色素的影響。

2.4.1 pH值對桑椹色素穩定性影響實驗。用檸檬酸和磷酸氫二鈉配制不同的pH梯度緩沖溶液，在6只試管中，分別吸入0.1 mL桑椹色素溶液，用不同pH值的梯度緩沖溶液稀釋至5 mL，搖勻觀察顏色變化。以各緩沖溶液為參比溶液，分別測定不同pH值下桑椹色素溶液的吸收光譜特性和吸光度，記錄數值。

2.4.2 蔗糖對桑椹色素穩定性影響實驗。分別配制不同濃度梯度的蔗糖溶液，分別將0.1 mL的色素溶液用不同濃度蔗糖溶液稀釋至5 mL，靜置一段時間后（約30 min），以各濃度的蔗糖溶液為參比液，在最大吸收峰下測定其吸光度，記錄數值。

2.4.3 維生素C對桑椹色素穩定性影響實驗。分別配制不同濃度梯度維生素C溶液，在各試管中吸入0.1 mL的色素溶液，分別稀釋至5 mL，靜置一段時間后（約30 min），以各濃度的維生素C溶液為參比液，在最大吸收峰下測定其吸光度，記錄數值。

2.4.4 溫度對桑椹色素穩定性影響實驗。各取桑椹色素濃縮液0.4 mL加入五只試管中，用0.1%的HCl-100%乙醇提取劑稀釋至20 mL。分別在20℃、40℃、60℃、80℃、100℃下加熱2 h，30 min記錄一次數據。用提取劑做參比液，在最大吸收峰下測定其吸光度（A），并且計算色素的相對保存率。

2.4.5 H2O2對桑椹色素穩定性的影響。在試管中加入桑椹色素濃縮液0.4 mL，用3%的雙氧水稀釋至20 mL，搖勻并倒入比色皿中，以雙氧水為參比液，迅速在最大吸收峰讀取吸光值，每隔兩分鐘讀一次。

2.5 數據處理方法

本實驗每個處理分別做三次平行，在確定這三次平行的數據穩定的前提下，取其平均值作為分析的原始數據。其表達式如下：

波動比率=（平行數據中的最大值-平行數據中的最小值）÷平行數據的平均值

如果波動比率小于或等于5%，則取平行數據的平均值作為原始數據，如果波動比率大于5%，則將平行數據中的偏離中間數值最大的數據剔除，取其他兩個數據的平均值。

3 結果和分析

3.1 桑椹色素溶液的吸收光譜特性

以無水乙醇+0.1%HCl為參比液，用UV-2000紫外可見分光光度計測定色素提取液在不同波長下的吸光度，在可見光區找出最大吸收峰。實驗結果見圖1。由上圖可見，桑椹色素測定液在可見光區的最大吸收波長在536 nm處。

3.2 外界因素對桑椹色素穩定性的影響

3.2.1 pH值對桑椹色素穩定性影響。pH對色素的影響實驗結果詳見表2。

在溶液介質中，花色苷會隨pH而有幾種結構的轉換。對于一個給定的pH值，在花色苷的四種結構之間存在著平衡：藍色的醌式（脫水）堿、紅色的花色烊正離子、無色的甲醇假堿、和查耳酮。通常在pH值很低時，花色苷的溶液呈現其最強的紅色。隨著pH的增大，花色苷的顏色退為無色，最后在高pH值時呈現紫色或藍色。

3.2.2 蔗糖對桑椹色素穩定性的影響。蔗糖對桑椹色素穩定性的影響實驗結果見圖2。

圖2 蔗糖對桑椹色素的影響

由圖可見，蔗糖的濃度對桑椹色素的吸光度有影響，當蔗糖濃度在10%以下時，隨著蔗糖濃度提高，色素吸光度有提高的趨勢；而高濃度蔗糖濃度反而使得該色素的吸光度降低。

3.2.3 維生素C對桑椹色素穩定性的影響。實驗結果見表3。

從表中可知，在每個溫度下，隨著時間的增加，吸光度值逐漸減少，損失率逐漸增加；在較高溫度下，色素的損失更為明顯，在100℃下放置 ，損失率達28.4%，但是在短期內損失率很低，因此使用高溫瞬時加熱的方法可最大限度地保持花色苷的含量。

3.2.5 H2O2對桑椹色素穩定性的影響。H2O2對色素穩定性的影響結果如圖3。

雙氧水對桑椹色素的影響比較大，色素溶液迅速由粉紅色變為乳白色，在前4 min色素吸光度隨著反應時間延長迅速下降，后來趨于穩定。因為天然色素是生物有機物質，但由于失去細胞膜等生物保持基質的保護，當氧化劑存在時，會直接氧化色素，使色素變色。在短時間內反應結束，結構穩定，顏色也不發生持續性的變化。

本文主要研究了pH值、溫度、氧化劑、還原劑、糖等因素對桑椹色素穩定性的影響。因時間的關系，未設計輔色劑的組合對提高色素穩定性的效果。對本文所涉及領域的研究可以從上述視角展開以期獲得更大的突破。

參考文獻

[1] 楊曉宇，馬巖松，車芙蓉. 桑椹資源的開發利用[J]. 食品科技，1999（4）25-26.

[2] 操紅纓. 桑椹研究進展[J]. 時珍國醫國藥，1999，10（8）：626-628.

[3] 陳建國，胡 欣，等. 桑椹紅色素的性質及提取工藝研究[J]. 食品工業科技，1996（2）：15-18.

[4] 王鴻飛，李和生，韓素珍，等. 桑椹的加工利用[J]. 寧波大學學報，1999.12（4）：81-84.

[5] 盧 鈺，董現義，杜景平，等. 花色苷研究進展[J]. 山東農業大學學報（自然科學版），2004，35（2）：315-320.