红蓝草紫色素稳定性的研究

摘要：采用乙醇萃取法从红蓝草（Peristrophe roxburghiana）中提取紫色素，研究了色素的稳定性。结果表明，红蓝草紫色素具有较高的耐光性和耐热性；其在pH 5～13时比较稳定，在强酸强碱条件下不稳定；耐氧化性较差，还原剂对紫色素有保护作用；食品添加剂蔗糖和山梨酸钾对紫色素稳定性的影响较小，而柠檬酸和维生素C会与紫色素发生作用或造成紫色素的降解；Na+、Zn2+、K+、Mg2+和Ca2+ 5种金属离子对色素稳定性及色泽无太大影响，而Cu2+、Al3+和Fe3+ 3种金属离子会导致紫色素变色和（或）吸光度下降。

关键词：红蓝草（Peristrophe roxburghiana）；紫色素；稳定性

中图分类号：TS264.4 文献标识码：A 文章编号：0439—8114（2012）19—4355—03

天然色素是指来源于天然资源的色素，是多种不同成分的混合物。从植物中提取的天然色素安全无毒，保留了植物体内丰富的营养物质和药用成分[1]。随着人们生活水平的不断提高，环保和健康意识日益增强，兼具染色功能和保健功效的天然色素在食品工业中的应用越来越受到重视[2—4]。前期研究表明，红蓝草（Peristrophe roxburghiana）紫色素能溶于水和乙醇[5，6]，本研究以体积分数70%的乙醇作为萃取剂，采用超声波辅助提取紫色素，考察不同理化条件和常用食品添加剂等对紫色素稳定性的影响，旨在掌握红蓝草紫色素的理化性质，为红蓝草的开发利用提供依据。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

红蓝草为人工栽培的叶子不带毛的品种，采集新鲜的茎叶用于紫色素的提取；试剂乙醇、H2O2、维生素C、Na2SO3、KCl、NaCl、CuSO4、MgCl2、ZnCl2、CaCl2、

Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3等均为分析纯；蔗糖、柠檬酸、山梨酸钾为食用级；T—500型电子天平（美国双杰兄弟集团有限公司）、AL204电子天平（梅特勒—托利多仪器上海有限公司）；BB331—A多功能食品搅拌机（佛山市顺德区任发电器实业有限公司）、KQ—600 DV数控超声波清洗仪（昆山市超声仪器有限公司）、RE52—86A旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）、800B低速台式离心机（上海安亭科学仪器厂）、VIS—7220型可见分光光度计（北京瑞利分析仪器公司）、pHSJ—3F数显式pH计（上海精密科学仪器有限公司）等。

1.2 方法

1.2.1 紫色素的提取及测定 按照蒋红芝等[5]优化的超声波提取法提取红蓝草中的紫色素，提取液减压浓缩，得到的紫色素浓缩液置于冰箱中备用。准确称取一定质量的紫色素浓缩液（浓度为36.328 g/L），用蒸馏水稀释，定容至50 mL，得浓度为20.296 g/L的红蓝草紫色素稀释液，用7220型分光光度计测定其最大吸收波长。结果表明，紫色素稀释液最大吸收波长为580 nm，与浓缩液直接测定结果一致（图1）[5]，故本试验以紫色素在580 nm波长处的吸光度作为紫色素含量的指标。

1.2.2 紫色素稳定性试验 称取紫色素浓缩液36.328 g，用蒸馏水定容至1 000 mL，考察紫色素的耐光性和耐热性。称取紫色素浓缩液90.840 g，用蒸馏水定容至500 mL，用于考察pH、氧化剂、还原剂、食品添加剂、防腐剂、金属离子对色素稳定性的影响。①耐光性。取红蓝草紫色素稀释液100 mL，分别在避光和室外自然光条件下放置120 h，每隔一定时间测其A580 nm（前5 h内每隔1 h测定1次，之后每隔24 h测定1次）。②耐热性。取红蓝草紫色素稀释液25 mL，装入比色管中，分别在40、60、80、100 ℃下加热，每隔5 min取出测定其A580 nm，以室温自然放置的处理为对照。③pH。分别取14份红蓝草紫色素稀释液各10 mL，用pH缓冲液调节pH分别为1～14，振荡后室温避光静置1 h，测其A580 nm。④耐氧化性。分别在紫色素稀释液中加入1、2、5、10 g/L H2O2，室内放置72 h，每隔一定时间测其A580 nm（前4 h内每隔1 h测定1次，之后每隔24 h测定1次，下同）。⑤耐还原性。在紫色素稀释液中添加1 g/L Na2SO3，室内放置72 h，每隔一定时间测其A580 nm。⑥食品添加剂蔗糖、柠檬酸和维生素C。分别在紫色素稀释液中添加5、10、30、50 g/L的蔗糖、1、2、5、10 g/L的柠檬酸或维生素C，室温自然光下放置72 h，每隔一定时间测其A580 nm。⑦防腐剂山梨酸钾。在紫色素稀释液中分别添加1、3、5、10 g/L山梨酸钾，室温自然光下放置72 h，每隔一定时间测其A580 nm。⑧金属离子。紫色素稀释液中分别添加2 mL 0.2 g/L的K+、Na+、Cu2+、Mg2+、Zn2+、Ca2+、Fe3+和Al3+离子，测定刚配制好时和放置2 h后紫色素稀释液的A580 nm。

2 结果与分析

2.1 红蓝草紫色素的耐光性

红蓝草紫色素在不同光照条件下的A580 nm变化结果见图2。由图2可知，在自然光照条件下，随放置时间的延长，红蓝草紫色素的A580 nm呈缓慢的上升趋势，而在避光条件下，紫色素的A580 nm呈波动变化，但波动幅度很小，总的来说，红蓝草紫色素在自然光照或避光条件下吸光度变化不大，且两个处理的差异较小，可见紫色素有较好的耐光性。

2.2 红蓝草紫色素的耐热性

红蓝草紫色素在不同的温度下加热，其A580 nm随加热时间的变化如图3所示，由图3可以看出，A580 nm变化幅度很小，可见在试验范围内温度和加热时间对紫色素的影响不大，说明紫色素耐热性比较好。

2.3 pH对红蓝草紫色素的影响

紫色素溶液在pH 5～13时为紫红色，A580 nm基本不变（图4）。在pH 1～4时为橙红色，在pH 14时有很明显的由红变绿的现象，A580 nm大幅度降低。说明紫色素在弱酸至碱性时比较稳定；在强酸性条件下呈橙红色，强碱性条件下呈绿红色，受pH影响比较大。

2.4 氧化剂H2O2对红蓝草紫色素的影响

红蓝草紫色素稀释液中添加不同浓度的H2O2，其A580 nm变化结果见图5。由图5可知，H2O2加入后红蓝草紫色素的A580 nm降低，且H2O2的浓度越高、作用时间越长，溶液的吸光度越小，可见H2O2对紫色素有显著的漂白作用。

2.5 还原剂Na2SO3对红蓝草紫色素的影响

红蓝草紫色素稀释液中添加1 g/L的Na2SO3，其A580 nm变化结果见图6。由图6可知，还原剂的加入使色素的A580 nm明显升高且随作用时间的延长而上升，48 h后随放置时间的延长吸光度不再变化，说明Na2SO3对该色素具有一定的保护作用。

2.6 食品添加剂对红蓝草紫色素的影响

由图7～图10可知，不同浓度的蔗糖和山梨酸钾对红蓝草紫色素的稳定性影响很小，其吸光度随添加剂浓度和作用时间的变化幅度很小；但加入柠檬酸和维生素C后，紫色素的吸光度下降，且添加剂的浓度越高红蓝草紫色素的A580 nm越小，说明酸与色素发生了反应或导致了色素的降解，这与“2.3”中紫色素在酸性条件下不稳定的结果是一致的。

2.7 金属离子对红蓝草紫色素的影响

由表1可知，Na+、Zn2+、K+、Mg2+、Ca2+ 5种金属离子对色素稳定性及色泽无不良影响，而Cu2+、Al3+、Fe3+对色素有破坏作用，同李平等[7]的研究结果一致，Fe3+、Cu2+、Al3+对其的变色效应可能是由于Cu2+、Fe3+和Al3+等与红蓝草色素苷形成了“金属花色苷”复合物的缘故[8]。

3 结论

试验结果表明，红蓝草紫色素的最大吸收波长为580 nm，其在光照和加热条件下的吸光度变化很小，具有较高的耐光性和耐热性；pH对红蓝草紫色素的影响较大，色素在强酸强碱条件下不稳定；紫色素的耐氧化性较差，易被氧化剂H2O2漂白，而还原剂对紫色素有保护作用；食品添加剂蔗糖和山梨酸钾对紫色素稳定性的影响较小，而柠檬酸和维生素C会与紫色素发生作用或造成紫色素的降解；Na+、Zn2+、K+、Mg2+、Ca2+ 5种金属离子对色素稳定性无不良影响，而Cu2+、Al3+、Fe3+ 3种金属离子会导致紫色素变色和（或）吸光度下降。

参考文献：

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[4] 李东颖，李晓霞，赵喜芝.绿色植物色素的提取及理化性质的研究[J].化学工程师，2005（11）：63—64.

[5] 蒋红芝，范务彩，黄冬雪，等.超声波醇提红蓝草紫色素工艺研究[J].湖北农业科学，2011，50（10）：2101—2104.

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[7] 李 平，张景会，张发亮. 玉米皮中黄色素理化性质的研究[J].湖北农业科学，2007，46（1）：127—129.

[8] 朱书香，王中华，李彦慧，等.紫叶矮樱叶片色素理化性质的研究[J].河北农业大学学报，2010，33（3）：33—36.