明膠蘇木紅色素液穩定性研究

茍 麗，解成駿，丁鴻艷

（文山學院 化學與工程學院，云南 文山 663099）

蘇木是中國傳統的木本藥源植物，已有1 300多年的藥用歷史，其主要是以干燥心材入藥[1]，是傳統中藥，有祛瘀、止痛、和血、散風等功效[2]。蘇木的化學成分有蘇木酚、苯丙環氧庚烷、查爾酮、高異黃酮，含少量無色原色素巴西蘇木素，遇空氣氧化為橙黃色[3]。蘇木色素的主要成分為蘇木精和蘇木素，蘇木色素具有較好的水溶性，因為它含有多個親水性的羥基基團[4]。食用天然色素具有安全性高，著色色調接近天然物質顏色，有一定的營養和藥理作用等優點，它已逐步取代對人體危害較大的人工合成色素。蘇木色素穩定性與抗氧化性已有研究[5]。對于蘇木作為染料在紡織業上的應用在文獻中曾有報導[6]。 明膠是微膠囊技術中經常用作壁才的一種高分子膠體，可以對芯材起到保護作用[7]。目前對明膠蘇木紅色素液的穩定性研究方面的文獻還未見報導。此研究為蘇木色素的開發和利用提供理論依據。

1 實驗

1.1 材料

文山市市售蘇木干藥材。

1.2 試劑

明膠、β-環糊精、乙醇 、氫氧化鈉、鹽酸 、硫酸銅 、硫酸錳 、氯化鎂 、氯化鈣、氯化鉀、氯化鐵、硫酸鋅、過氧化氫、抗壞血酸、苯甲酸鈉、碳酸氫鈉、葡萄糖、麥芽糖、檸檬酸、酒石酸。

以上試劑除β-環糊精外均為分析純。

1.3 儀器

恒溫水浴鍋（W210，上海申順生物科技有限公司）、循環水式多用真空泵（SHB-Ⅲ，鄭州長城科貿有限公司）、電子天平（UX620H，島津企業管理有限公司）、可見分光光度計（V-1100D，上海美普達儀器有限公司）、高速安能粉碎機（FW135，北京市永光明醫療儀器廠）、紫外分光光度計（UV-2550，日本島津）。

1.4 材料處理

蘇木干藥材粉碎后備用。

1.5 蘇木色素的提取

在pH=6的弱酸性環境中用50%的乙醇提取，料液比為1∶50，在60 ℃的條件下浸提2 h。

1.6 β-環糊精和明膠對蘇木色素液的影響

1.6.1 β-環糊精對蘇木色素液的影響

準確移取2.00 mL蘇木色素于5個25 mL容量瓶中，用不同濃度的β-環糊精溶液定容后搖勻，設置對照，靜置觀察顏色。

1.6.2 明膠對蘇木色素液的影響

準確移取2.00 mL蘇木色素于5個25 mL容量瓶中，用不同濃度的明膠溶液定容后搖勻，設置對照，靜置觀察顏色。

1.7 明膠蘇木紅色素液穩定性研究

1.7.1 測定波長的選擇

準確移取2.00 mL蘇木色素液于25 mL容量瓶中，用0.5 % 的明膠溶液定容搖勻，測定其最大吸收波長。

1.7.2 明膠蘇木紅色素液的熱穩定性

準確移取2.00 mL蘇木色素液于6個25 mL容量瓶中，用0.5% 明膠溶液定容后，分別放置在溫度為20、30、50、70、90 ℃的恒溫水浴鍋中加熱0、1、2、3、4、5 h，取出冷卻至室溫后觀察顏色，測其吸光度值A，平行測3次，取平均值。

1.7.3 明膠蘇木紅色素液的光穩定性

準確移取2.00 mL蘇木色素液于6個25 mL容量瓶中，用0.5% 明膠溶液定容，放置在室內和室外，在0 、1 、2、 3、 4 、5 h觀察顏色，測其吸光度值A，平行測3次，取平均值。

1.7.4 pH對明膠蘇木紅色素液的影響

準確移取2.00 mL蘇木色素液于8個25 mL容量瓶中，配制不同pH值的明膠蘇木紅色素液，放置1 h后觀察顏色，測其吸光度值A，平行測3次，取平均值。

1.7.5 金屬離子對明膠蘇木紅色素液的影響

準確移取2.00 mL蘇木色素液于6個25 mL容量瓶中，配制含不同濃度的Cu2+、Mn2+、Mg2+、Ca2+、K+、Fe2+、Zn2+的明膠蘇木紅色素溶液。放置1 h后，觀察溶液顏色變化，測其吸光度值A，平行測3次，取平均值。

1.7.6 氧化劑對明膠蘇木紅色素液的影響

準確移取2.00 mL蘇木色素液于6個25 mL的容量瓶中，配制含不同濃度的過氧化氫的明膠蘇木紅色素溶液，觀察不同的時間明膠蘇木紅色素液的顏色，測其吸光的值A，平行測3次，取平均值。

1.7.7 還原劑對明膠蘇木紅色素液的影響

準確移取2.00 mL蘇木色素液于6個25 mL的容量瓶中，配制含不同濃度的抗壞血酸的明膠蘇木紅色素溶液，觀察不同的時間明膠蘇木紅色素液的顏色，測其吸光的值A，平行測3次，取平均值。

1.7.8 防腐劑對明膠蘇木紅色素液的影響

準確移取2.00 mL蘇木色素液于6個25 mL的容量瓶中，配制含不同濃度的苯甲酸鈉的明膠蘇木紅色素水溶液，觀察不同的時間明膠蘇木紅色素液的顏色，測其吸光的值A，平行測3次，取平均值。

1.7.9 食品添加劑對明膠蘇木紅色素液的影響

準確移取2.00 mL蘇木色素液于6個25 mL的容量瓶中，配制含不同濃度的碳酸氫鈉、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、檸檬酸及酒石酸的明膠蘇木紅色素水溶液，觀察不同的時間明膠蘇木紅色素液的顏色，測其吸光的值A，平行測3次，取平均值。

2 結果與討論

2.1 β-環糊精對蘇木色素液的影響

表1 不同濃度β-環糊精對蘇木色素顏色的影響

由表1可知，不同濃度的β-環糊精溶液會使蘇木色素有一定程度的褪色，由于是研究紅色素的開發及應用，所以β-環糊精不能作為壁才用于蘇木紅色素液的穩定性研究。

2.2 明膠對蘇木色素液的影響

表2 不同濃度明膠對蘇木色素顏色的影響

由表2可知，在濃度為0.5 % 的明膠中明膠蘇木色素液的顏色變為明亮的橙紅色，而隨著明膠溶液濃度的增大，明膠蘇木紅色素液出現渾濁，因此選用0.5 % 的明膠作為壁才研究蘇木色素穩定性。

2.3 測定吸收波長的選擇

用紫外-可見分光光度計測定可見光部分的最大吸收波長。測得吸收光譜圖如圖1所示。明膠蘇木紅色素液的最大吸收波長是448 nm，后續實驗均以此波長為測定波長。

圖1 明膠蘇木紅色素液的可見光譜圖

2.4 明膠蘇木紅色素液的熱穩定性

表3 不同溫度及加熱時間對明膠蘇木紅色素液吸光度的影響

由表3可知，明膠蘇木紅色素液在30、50、70℃加熱至5 h，吸光度值減小，在90℃加熱至5 h，吸光度值增大，但顏色無明顯變化。

2.5 明膠蘇木紅色素液的光穩定性

表4 光照時間對明膠蘇木紅色素液吸光度的影響

由表4可知，在室內隨著時間的變化明膠蘇木紅色素液的吸光度值變化不大，顏色也無明顯變化，

而在自然光照射下，隨著光照時間的增加明膠蘇木紅色素液的吸光度值減小，顏色也逐漸變淺。

2.6 pH對明膠蘇木紅色素液的影響

表5 pH對明膠蘇木紅色素液吸光度的影響

由表5可知，明膠蘇木紅色素液隨著溶液酸性的增強（pH＜7）吸光度值逐漸減小，顏色逐漸變淺，由橙紅色變為淺黃色，而隨著溶液堿性的增強（pH＞7）吸光度值逐漸增大，顏色也逐漸變深,由橙紅色變為紫紅色。

2.7 金屬離子對明膠蘇木紅色素液的影響

表6 金屬離子對明膠蘇木紅色素液吸光度吸光度的影響

由表6可知，明膠蘇木紅色素液的顏色隨著Cu2+濃度的增大而加深，加入Cu2+后，明膠蘇木紅色素液由橙紅色變為血紅色，吸光度值也隨著Cu2+濃度的增大而逐漸增大，而加入Fe3+后，明膠蘇木紅色素液由橙紅色變為深紫色后又隨著濃度的增大而逐漸變為淺紫色，吸光度值卻無明顯變化；當加入 Mn2+、Mg2+、Ca2+、K+、Zn2+后隨著濃度的增大，明膠蘇木紅色素液的顏色都無明顯變化，說明金屬離子Cu2+對明膠蘇木紅色素液具有增色作用，Fe3+對明膠蘇木紅色素液有影響，而金屬離子Mn2+、Mg2+、Ca2+、K+、Zn2+對明膠蘇木紅色素液無影響。

2.8 氧化劑對明膠蘇木紅色素液的影響

表7 H2O2對明膠色素紅色素液吸光度的影響

由表7可知，明膠蘇木紅色素液的顏色隨著加入的H2O2濃度的增大而逐漸變淺，放置時間越久，顏色變得越淺。而吸光度值也隨著加入的H2O2濃度的增大而逐漸減小，放置時間越長，吸光度值越小。

2.9 還原劑對明膠蘇木紅色素液的影響

表8 抗壞血酸對明膠色素紅色素液吸光度的影響

由表8可知，抗壞血酸使明膠蘇木紅色素液的顏色由橙紅色變為黃色，吸光度也增大，吸光度值隨著加入的抗壞血酸濃度的增大而逐漸減小，放置時間越長，顏色越淺，吸光度值也越小。

2.10 防腐劑對明膠蘇木紅色素液的影響

表9 苯甲酸鈉對明膠色素紅色素液吸光度的影響

由表9可知，苯甲酸鈉的濃度增大，對明膠蘇木紅色素液的顏色無明顯變化。而吸光度值隨著苯甲酸鈉的濃度的增大有減小的趨勢，但整體波動不明顯。

2.11 食品添加劑對明膠蘇木紅色素液的影響

表10 碳酸氫鈉對明膠色素紅色素液吸光度的影響

由表10可知，隨著加入的碳酸氫鈉濃度的增大，明膠蘇木紅色素液的顏色由橙紅色變為紅色，而吸光度值卻呈減小的趨勢，隨著放置時間的延長又呈增大的趨勢，但整體波動不明顯。

表11 葡萄糖對明膠色素紅色素液吸光度的影響

由表11可知，隨著加入葡萄糖濃度的增大明膠蘇木紅色素液的顏色和吸光度值均無明顯變化。

表12 蔗糖對明膠色素紅色素液吸光度的影響

由表12可知，隨著蔗糖濃度的增大，明膠蘇木紅色素液的顏色和吸光度值均無明顯變化。放置時間延長，其吸光度值有減小趨勢，但整體波動不明顯。

表13 麥芽糖對明膠色素紅色素液吸光度的影響

由表13可知，隨著麥芽糖濃度的增大，明膠蘇木紅色素液的顏色和吸光度值均無明顯變化。放置時間延長，其吸光度值有減小趨勢，但整體波動不明顯。

表14 檸檬酸對明膠色素紅色素液吸光度的影響

由表14可知，隨著加入的檸檬酸濃度的增大，明膠蘇木紅色素液顏色變淺，由橙紅色變為黃色，吸光度值逐漸減小，隨著時間延長，其吸光度值減小。

表15 酒石酸對明膠色素紅色素液吸光度的影響

由表15可知，隨著酒石酸濃度的增大而明膠蘇木紅色素液顏色逐漸變淺，由橙紅色變為橙黃色而后又變為黃色，吸光度增大，隨著放置時間的延長，其吸光度值減小。

3 結論

明膠蘇木紅色素液在弱酸、中性環境中色澤鮮艷穩定；色素具有耐熱性；室內光照對明膠蘇木紅色素液的穩定性無影響，室外光照對其有影響；Mn2+、Mg2+、Ca2+、K+、Zn2+、苯甲酸鈉、碳酸氫鈉、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖對明膠蘇木紅色素液的穩定性無影響；Cu2+使明膠蘇木紅色素顏色變深紅，具有增色作用，Fe3+使色素液呈紫色；過氧化氫、抗壞血酸、檸檬酸、酒石酸對明膠蘇木紅色素液有影響，均使色素液呈現不同程度褪色。該色素液適宜避光保存，避免與過氧化氫、抗壞血酸、檸檬酸、酒石酸、Fe3+接觸。