玫瑰花紅色素提取及穩(wěn)定性研究

陳元超

（重慶鼎潤醫(yī)療器械有限責(zé)任公司，重慶 401329）

1 概述

玫瑰花紅色素是一種提取工藝簡單、顏色鮮艷、性質(zhì)穩(wěn)定、價(jià)廉易得、來源充足的天然色素，可用于食品、有色糖果、果汁飲料、茶飲料及酒類。隨著科技的發(fā)展和生活水平的提高，玫瑰花紅色素以其安全、健康的特點(diǎn)，受到了越來越多的歡迎，需求量也逐年上升，拉動價(jià)格逐年上升，各國竟相開發(fā)生產(chǎn)，因此本文對玫瑰花紅色素的提取及其理化性質(zhì)進(jìn)行了初步研究。

2 材料和儀器

2.1 材料

新鮮紅玫瑰花瓣

2.2 試劑

蒸餾水、10%檸檬酸、95%乙醇、甲醇、丙酮、正丁醇、乙醚、氯仿、石油醚、葡萄糖、蔗糖、淀粉、食鹽、碳酸氫鈉、HCl、NaOH、H2O2、Na2S2O3、KCl、CaCl2、MgCl2、AlCl3、NaCl、BaCl2、CuCl2、FeCl3、ZnCl2等，均為分析純。

2.3 儀器

AUY-120分析天平、SHB-III 型循環(huán)水式多用真空泵、R-210旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、202-3電熱恒溫干燥箱、UV-1700紫外可見分光光度計(jì)、數(shù)顯酸度計(jì)、數(shù)顯式電熱恒溫水浴鍋。

3 實(shí)驗(yàn)方法

3.1 玫瑰花紅色素的提取

3.1.1 提取劑的選擇

稱取等量的9份新鮮玫瑰花瓣，分別加入等體積的蒸餾水、10%檸檬酸、95%乙醇、甲醇、丙酮、正丁醇、乙醚、氯仿、石油醚溶解，浸提40min。觀察色素的提取效果，選擇合適的提取劑。

3.1.2 提取方法

取新鮮玫瑰花瓣10g，搗碎后加10倍重量的10%檸檬酸溶液，分兩次浸提2h，抽濾去除濾渣后，得玫瑰花色素液。提取液在1.30～1.40kPa 減壓蒸餾，得深紅色浸膏。用少量10%檸檬酸溶液溶解深紅色浸膏，再分別用石油醚、氯仿萃取，以除去脂溶性物質(zhì)。40℃恒溫干燥2h，得紫紅色粉末。如圖1所示。

圖1 提取工藝流程

3.2 玫瑰花紅色素的紫外吸收光譜特征

取色素提取液，按提取液與水為1 ∶20的比例配制成溶液，定容于100mL 容量瓶中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。用紫外可見分光光度計(jì)于450～600nm 對色素水溶液進(jìn)行吸光度測定，以確定其λmax（最大吸收波長）。

3.3 玫瑰花紅色素穩(wěn)定性研究

3.3.1 pH對玫瑰花紅色素穩(wěn)定性的影響

配制色素含量相同的待測溶液若干份，每份2mL，以0.1mol/L HCl 和0.1M NaOH 溶液將待測溶液pH 調(diào)至1～13，搖勻，pH 計(jì)測定同時(shí)定容到25mL，室溫下靜置1h，觀察顏色變化，并在λmax 處分別測A值。

3.3.2 氧化劑、還原劑對玫瑰花紅色素穩(wěn)定性的影響

取等濃度的色素溶液，分別加入不同體積的氧化劑H2O2（不超過H2O2在一般食品中的最大安全使用量2.0%前提下）和還原劑Na2S2O3（不超過Na2S2O3在一般食品中的最大安全使用量0.05%前提下），搖勻，室溫靜置20min，觀察顏色變化，并在λmax 處測A值。

3.3.3 金屬離子對玫瑰花紅色素穩(wěn)定性的影響

取等濃度的色素溶液，分別加入2mL 0.1mol/L 的K+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Na+、Ba2+、Cu2+、Fe3+、Zn2+、Pb2+、Sn4+，調(diào) 節(jié)pH=3，搖勻靜置24h，觀察顏色變化，并在λmax 處測A值。

4 結(jié)果與討論

4.1 提取劑的選擇

稱取相同量的玫瑰花瓣分別加入等體積的提取劑，選擇合適的提取劑。由表1可以看出，該色素不溶于乙醚、氯仿等有機(jī)溶劑，微溶于水和醇類等極性溶劑，易溶于酸性溶液，原因是玫瑰花紅色素屬花青素類，為水溶性色素。對這類色素一般選擇酸化的醇溶性水溶液為萃取劑，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)10%檸檬酸溶液對該色素也有相當(dāng)好的萃取能力，而成本卻比醇溶性水溶液低，所以可以把它選擇為該玫瑰花的提取劑。

表1 玫瑰花在不同溶劑中的溶解性

4.2 玫瑰花紅色素的吸收光譜圖

由圖2可以看出，在該波長范圍內(nèi)玫瑰花紅色素的吸光值隨著吸收波長的增大而逐漸增加，在可見光波長為520nm 處有最大吸收峰，超過此波長，色素的吸光值逐漸減小，因此實(shí)驗(yàn)取 520nm 作為測定吸光度的波長。

圖2 玫瑰花紅色素的紫外吸收光譜

4.3 玫瑰花紅色素的穩(wěn)定性

4.3.1 pH對玫瑰花紅色素穩(wěn)定性的影響

用0.1mol/L HCl 和0.1mol/L NaOH 溶液將色素溶液pH 調(diào)至1～13，觀察顏色變化，并在波長520nm 處測A值，結(jié)果如表2所示。

表2 不同pH下色素在520nm處的吸光度

由表2可以看出，色素溶液隨pH 的不同，其顏色會發(fā)生不同的變化。其吸光值也隨著pH 的增加而逐漸升高。色素在pH 為2～7時(shí)，吸光值變化不大，在pH=7以上，吸光值變化較大，而且發(fā)生變色。色素在不同的pH 的條件下，色素分子中的色原烯發(fā)生變化，從而顯示出不同的顏色，且在低pH 時(shí)顏色鮮艷，更接近于自然色，所以不宜在堿性條件下提取或保存，同時(shí)也說明玫瑰花紅色素pH 適用范圍寬，可以用不同pH 調(diào)節(jié)成不同色澤使用，適用于作酸性食品的玫瑰紅顏色的添加劑使用。

4.3.2 氧化劑、還原劑對玫瑰花紅色素穩(wěn)定性的影響

配制等濃度的色素溶液，分別加入不同體積的H2O2和Na2S2O3溶液，搖勻靜置20min，在波長520nm 處測A值，結(jié)果如表3所示。

（用量/ml）

表3 氧化還原劑用量對色素穩(wěn)定性的影響

由表3可知，隨著氧化劑H2O2劑量的增加，色素溶液的吸光值略有下降，但顏色變化不明顯；當(dāng)還原劑Na2S2O3添加量增加時(shí)，色素的吸光度減小，顏色變暗。主要是因?yàn)檠趸瘎┖瓦€原劑對該色素有不同程度的影響，使其產(chǎn)生了不同程度的分解，說明玫瑰花紅色素對氧化劑有一定的耐受性，而耐還原性較差。

4.3.3 金屬離子對玫瑰花紅色素穩(wěn)定性的影響

取等濃度的色素溶液，分別加入一定量的金屬離子，搖勻靜置24h，在波長520nm 處測定A值，其結(jié)果如表4所示。

表4 金屬離子對色素穩(wěn)定性影響

由表4 可知加入K+、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Na+色素吸光值變化不大，Al3+、Cu2+使溶液顏色變棕色，F(xiàn)e3+有增色作用，使溶液顏色變黑，Sn4+使溶液產(chǎn)生沉淀。不同金屬離子對玫瑰花紅色素的影響不同，主要是因?yàn)榻饘匐x子和該色素中的一些發(fā)色基團(tuán)絡(luò)合的緣故，由絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致增色或者褪色。因此，在玫瑰花紅色素生產(chǎn)和應(yīng)用中應(yīng)避免與鐵器接觸。

5 結(jié)論

玫瑰花紅色素既溶于水也溶于醇，是水溶性色素，屬花青素類，但單純用水和乙醇很難提取，用檸檬酸水溶液提取效果較好。該色素在可見光內(nèi)最大吸收波長為520nm。

玫瑰花紅色素在堿性條件下不穩(wěn)定，在酸性條件下較穩(wěn)定，所以更適用于酸性飲料的應(yīng)用。該色素對氧化劑有一定的耐受性，耐還原性較差，應(yīng)進(jìn)一步研究如何提高它的穩(wěn)定性，以提高色素的開發(fā)利用價(jià)值。K+、Ca2+、Mg2+、Na+、Ba2+、Zn2+對色素的穩(wěn)定性無不良影響，Al3+、Cu2+、Fe3+、Pb2+、Sn4+對色素有一定影響，在提取和保存過程中應(yīng)避免使用鐵器。該色素上述各項(xiàng)良好穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為其開發(fā)和廣泛應(yīng)用，提供了有利的條件和參考依據(jù)。