黃頂菊黃色素穩(wěn)定性研究

趙娟娟 苑園園 王 巖 宋佳寧

（1衡水學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院 河北 衡水 053000；2河北省果蔬發(fā)酵技術(shù)創(chuàng)新中心 河北 衡水 053000）

天然植物色素資源豐富，色彩自然，環(huán)境友好，安全性高，有著廣闊的市場(chǎng)前景[1]。因此，利用天然植物提取食用色素，是食品添加劑行業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。

黃頂菊是20世紀(jì)90年代入侵我國(guó)的惡性外來(lái)雜草[2]。黃頂菊能嚴(yán)重?cái)D占入侵地區(qū)其他植物的生存空間，并跟當(dāng)?shù)刂参锔?jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分，所以有黃頂菊生長(zhǎng)的地方，其他植物難以生存。黃頂菊花的花期長(zhǎng)，顏色鮮艷。據(jù)研究表明，黃頂菊花的黃色素中還含有生理活性成分，對(duì)清除自由基、防癌、抗衰老等方面有促進(jìn)作用。從黃頂菊中將黃色素提取出來(lái)，并應(yīng)用到食品、藥品、化妝品等領(lǐng)域，不但能解決部分環(huán)境問(wèn)題，還能帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)黃色素穩(wěn)定性條件的探究可以確定提高黃色素穩(wěn)定性的方法，以期為天然色素的開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑。黃頂菊，采摘自河北省衡水市衡水湖。試劑：H2O2、亞硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鎂、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鈉、乙醇、鹽酸、氫氧化鈉，均為分析純。

1.2 主要儀器與設(shè)備。AX224ZH/E電子天平，常熟奧豪斯儀器制造有限公司；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；DHG-9030A電熱恒溫烘干箱，江蘇省常熟市科普儀器有限公司；UV-5500紫外分光光度計(jì)，上海元析儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 黃頂菊黃色素的提取。黃頂菊的花清洗、除雜，烘箱干燥后粉碎，按料液比1∶20加入70%乙醇溶液，60℃恒溫提取2 h，多次提取合并提取液，過(guò)濾得黃頂菊黃色素提取液。

1.3.2 光照對(duì)黃頂菊黃色素穩(wěn)定性的影響。將提取液稀釋，分別取20 ml放于3支具塞量筒中，在黑暗避光、自然光、白熾光條件下放置0h、12h、24h、36h、48 h，440 nm處測(cè)定其吸光度值。

1.3.3 溫度對(duì)黃頂菊黃色素穩(wěn)定性的影響。將提取液稀釋，分別在25℃、40℃、50℃、60℃、80℃恒溫水浴鍋中放置0h、12h、24h、36h、48h，440nm下測(cè)定其吸光度值[3]。

1.3.4 pH值對(duì)黃頂菊黃色素穩(wěn)定性影響。將提取液稀釋，用0.01 mol/L鹽酸溶液、0.01 mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH值為4～11，440 nm處測(cè)定其吸光度值。

1.3.5 氧化劑、還原劑對(duì)黃色素穩(wěn)定性影響。將提取液稀釋加入H2O2和Na2SO3溶液，室溫下放置不同時(shí)間，440 nm處測(cè)定其吸光度值。

1.3.6 金屬離子對(duì)黃色素穩(wěn)定性影響。將提取液稀釋，分別加入不同金屬離子(Na+、Cu2+、Fe2+、Ca2+、Mg2+)的硫酸鹽溶液，放置不同時(shí)間，440 nm處測(cè)定其吸光度值[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 光照對(duì)黃色素穩(wěn)定性的影響。黑暗避光、自然光、白熾光對(duì)黃頂菊黃色素穩(wěn)定性影響見(jiàn)圖1。從圖1可知，在黑暗避光和自然光條件下，吸光度值變化幅度較小，在白熾光條件下吸光度變化幅度大；同一時(shí)間內(nèi)吸光度隨光照強(qiáng)度增加而減小，且隨著時(shí)間的增加，吸光度值逐漸變小；光照強(qiáng)度越大，對(duì)黃色素結(jié)構(gòu)破壞性越大；還可以得出黃色素的穩(wěn)定性：黑暗避光＞自然光＞白熾光。

圖1 光照對(duì)黃頂菊黃色素穩(wěn)定性影響

2.2 溫度對(duì)黃色素穩(wěn)定性的影響。不同溫度對(duì)黃頂菊黃色素穩(wěn)定性影響見(jiàn)圖2。由圖2可知，隨溫度的增加，吸光度值下降，黃色素溶液也越來(lái)越不穩(wěn)定。30℃時(shí)下降幅度小；70℃時(shí)下降幅度最大。同一溫度下，隨著時(shí)間的逐漸增大吸光度值逐漸變小，同一時(shí)間下，隨著溫度的增加吸光度值也逐漸變小，黃色素越來(lái)越不穩(wěn)定。所以，黃色素應(yīng)用時(shí)應(yīng)避免高溫環(huán)境對(duì)其的破壞。

圖2 溫度對(duì)黃色素穩(wěn)定性影響

2.3 pH值對(duì)黃色素穩(wěn)定性的影響。不同pH值對(duì)黃色素穩(wěn)定性的影響見(jiàn)圖3。由圖3可知，pH值為4～7時(shí)，黃頂菊黃色素溶液吸光度值呈逐漸上升趨勢(shì)；pH值在7～8時(shí)，黃色素下降幅度小，pH值在8～10時(shí)，黃頂菊黃色素溶液的吸光度值隨pH值的增大而增加，且上升幅度越大，性質(zhì)變化越大，對(duì)黃色素的破壞越大；pH值＞10時(shí)，黃頂菊黃色素溶液的吸光度值隨pH值的增大而下降，黃色素變得逐漸不穩(wěn)定。所以，黃色素應(yīng)用時(shí)應(yīng)在中性或弱酸的環(huán)境下使用。

圖3 pH值對(duì)黃色素穩(wěn)定性影響

2.4 氧化劑、還原劑對(duì)黃色素穩(wěn)定性的影響。添加氧化劑、還原劑對(duì)黃頂菊黃色素穩(wěn)定性影響見(jiàn)圖4。由圖4可以看出，添加氧化劑、還原劑后，隨著時(shí)間的增加黃頂菊黃色素的吸光度值均逐漸下降，說(shuō)明氧化劑、還原劑會(huì)使黃色素變的不穩(wěn)定，且破壞作用隨著時(shí)間的增加而增大。所以，黃頂菊黃色素在應(yīng)用中應(yīng)盡量避免與氧化劑、還原劑接觸。

圖4 氧化劑對(duì)黃色素穩(wěn)定性影響

2.5 金屬離子對(duì)黃色素穩(wěn)定性的影響。金屬離子對(duì)黃頂菊黃色素穩(wěn)定性影響見(jiàn)圖5。由圖5可以看出，黃色素遇到Fe2+、Cu2+，吸光度值增加幅度大，可能對(duì)黃色素的結(jié)構(gòu)造成不可逆的破壞，Ca2+、Na+、Mg2+相對(duì)來(lái)說(shuō)對(duì)吸光度值變化影響較小。所以黃色素溶液應(yīng)避免接觸鐵和銅制品。

圖5 金屬離子對(duì)黃頂菊黃色素穩(wěn)定性影響

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)通過(guò)研究不同因素對(duì)黃頂菊黃色素穩(wěn)定性的影響，探究黃頂菊黃色素保持穩(wěn)定的條件，以便為儲(chǔ)藏和加工過(guò)程提供指導(dǎo)。

在黑暗避光、自然光、白熾光下，隨著光照強(qiáng)度的增加黃頂菊黃色素穩(wěn)定性逐漸下降。在30℃～70℃范圍內(nèi)，隨著溫度的升高黃頂菊黃色素穩(wěn)定性逐漸下降。黃色素在中性和弱酸性條件下較穩(wěn)定，堿性條件下穩(wěn)定性下降。氧化劑和還原劑對(duì)黃色素穩(wěn)定性影響較大，加入Fe2+、Cu2+后黃色素穩(wěn)定性破壞嚴(yán)重。黃頂菊黃色素的穩(wěn)定應(yīng)用范圍為：低溫、避光、弱酸性及中性條件下，避免與氧化劑類、還原劑類物質(zhì)同時(shí)使用，避免與鐵、銅容器及其制品接觸。