全 文 ：收稿日期:2000-08-01
火炬树果实提取天然食用色素技术研究
任敦峰　刘兴成　郭光智　曹建平　赵洪东　崔东风
(山东省潍坊市林业局　261000) 　　
王宗华
(青岛大学)　　
陈志平
(潍城区林业局)
摘要　报道了火炬树色素提取方法
及工艺 ,并对其热稳定性 、光稳定
性;紫外光和金属离子对色素的影
响;火炬松色毒性等进行了一系列
对比试验 ,证明其作食品添加剂应
用安全。
关键词　火炬树　种皮色素　食用
色素提取　稳定性
食用色素是食品添加剂的重要
组成部分 ,它不仅广泛应用于食品
工业以改善食品的色泽 ,而且广泛
应用于医药和化妆品方面。食用色
素分人工合成色素和天然色素。人
工合成的食用色素 , 由于均带有不
同程度的毒性 ,其使用范围和用量
一直受到各国食品卫生法的严格限
制;天然色素 ,其色泽自然 ,无毒性 ,
食用安全 ,不少品种还有一定的保
健医疗功效 ,因而普遍受到了人们
的重视和欢迎 。随着我国经济的迅
速发展和人民生活水平的提高 ,对
天然色素的需求量日益增加 , 亟需
开发新的品种供应市场。
本研究主要对火炬树穗状果实
中的红色素的提取 、精制及其稳定
性进行了研究。
1　色素的提取及精制
1.1　色素提取
火炬树种皮色素溶于水及乙
醇。选择提取剂 、pH 值 、温度 3 个
影响因子进行试验。提取条件为:
提取剂:水;pH 值:用食用盐酸调为
3 ～ 4;温度 30 ～ 50℃。先将原料除
籽 ,用蒸馏水清洗两遍 , 洗去灰尘。
清洗后的原料倒入反应釜中 ,加蒸
馏水以浸过原料为止 ,用 HCL 调好
pH值 ,开始低速搅拌 ,在 30 ～ 50℃
的温度下 ,浸取 24h ,过滤 ,滤渣 ,再
一次浸取 24h ,合并再次滤液。
1.2　精制
由于火炬色素是从天然物质中
提取的 ,原料中成分比较复杂 ,除发
色物外 ,还有胶质 、脂肪 、有机酸碱 、
无机盐 、重金属离子等物质 ,故采取
通常的提取工艺得到的色素产品多
为粗制天然色素。这种粗制品杂质
含量高 ,在放置过程中易产生浑浊 、
发霉;若直接干燥成固体 ,则产品呈
粘性 、易吸潮 、有异味 ,这些都直接
影响到天然色素的稳定性及染着
性 ,限制了它的应用范围 。
为了对火炬色素选择一种适宜
而又实用的精制工艺 ,我们对国内
外目前用于色素精制的几种方法 ,
如酸法提纯 、离子树脂提纯 、吸附剂
精制及膜分离精制等进行分析 、论
证 ,结合我们具体情况 , 通过实验 ,
采用超滤(UF)--大孔吸附树脂
法 ,分二步进行精制 。
1.2.1　超滤(UF)　这是本精制程
序的第一步。选用的试验条件为:
超滤的截流分子量 MW=4万;流量
70ML/min;压力为 0.01MPa 。使用
超滤的作用和优点:(1)使用超滤可
将滤液中的大部分胶质 、纤维等杂
质及菌类微生物滤去 ,使得到的色
素清液长期保存不易变质 ,并且有
利于第二步工序中树脂再生的处理
工作 。(2)超滤无需加热 ,故不发生
色素的分解 、褐变;也无蒸发过程 ,
有效成分损失少 ,可保持原有风味。
(3)不添加其他化学物质 ,保证了产
品的安全性。
1.2.2　树脂吸附　选用的树脂为
国产大孔吸附树脂 ,流量为 20ML/
min ,减压蒸馏的压力为 0.007MPa。
超滤后的色素清液被树脂吸附 ,清
水及其他杂质则流去 。吸附达到饱
和后 ,用蒸馏水洗涤已吸附的树脂 ,
进一步清除杂质 , 然后选用食用酒
精 ,对吸附到树脂上的色素进行洗
脱。收集洗脱液 ,用水溶减压蒸馏
法浓缩 ,得液体产品。
2　测定产品色价
色价测定是按世界粮农组织和
卫生组织(FAO/WHO)测定色价的
方法 ,精确称取样品 ,使其吸光度在
0.2 ～ 0.7范围内 ,以缓冲溶液或特
定试剂作对照 ,用 1cm 比色皿 ,在最
大吸收波长下测定试验液的吸光度
A。并求出色价 。色价=10A/样重
(g)。
3　火炬红色素稳定性的研究
火炬树果实红色素溶于水及乙
醇 ,在水溶液中 ,颜色随 pH 值的变
化而变化 ,在酸性条件下呈红色 ,在
碱性条件下呈兰色(兰绿色)。在
pH =3 时 , 色素液的最大吸收峰
λmax =520nm 。由此可判断火炬红
色素为花色苷素黄酮类化合物。
3.1　热稳定性
在本试验中 ,我们分别测试了
色素在 pH为 3.0 、受热温度分别为
50℃、100℃条件下 ,不同时间后的
色素的稳定性 、残留量见表 1 、2。
Academic Field　学术园地
12　
　　林业科技通讯　FOREST SCIENCE AND TECHNOLOGY 2001·6　　
DOI :10.13456/j.cnki.lykt.2001.06.005
表 1　色素的稳定性
温度
(℃)
不同时间残留量(%/ h)
0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 6.0 8.0
50
100
99.9
99.8
99.9
99.9
99.8
99.6
99.8
99.7
99.7
99.8
99.8
99.6
99.7
99.9(稍混)
表 2　受热温度 100℃下色素残留量(%)变化对比
色素名称 试　剂 时　　间　　(h)
1.0 3.0 4.0 6.0 8.0
葡萄色素 色素原溶液加保护剂溶液
91.5
95.2
82.9
91.6
75.6
90.4
火炬色素 色素原溶液 99.9 99.7 99.8 99.6 99.9
表 3　阳光直射下色素残留量(%)变化对比
色素名称 试　剂 时　　间　　(h)
1 5 10 15 30
葡萄色素 色素原溶液加保护剂溶液
90.2
97.3
81.0
89.0
65.0
82.2
52.9
79.5
火炬色素 色素原溶液 100.0 93.2 93.3 93.2
表 4　紫外光照射下色素残留量(%)变化对比
色素名称 试　剂 时　　间　　(h)
1 2 4 12 24
葡萄色素 色素原溶液加保护剂溶液
96.7
98.6
90.0
95.6
82.0
82.2
60.0
65.8
50.0
61.6
火炬色素 色素原溶液 100.0 99.8 99.6 98.2 97.8
　　由表 1 可见 , 火炬红色素在
100℃条件下 ,持续 8h ,残留量基本
无变化 ,表现了对热的极强稳定性 。
3.2　光稳定性
3.2.1　日光对色素的影响　在 pH
为 3.09 , HDL -NaAc缓冲液中 ,经
阳光直接照射不同时间 ,测其色素
残留量 ,结果表明 ,在日光直射下经
30d ,色素含量仅减少 6.8%,表 3表
明色素具有良好的耐日光性。
3.2.2　紫外光对色素的影响　在
pH为 3时 ,色素溶液直接在离紫外
灯 10cm照射不同时间 ,测其色素残留
量 ,表4结果表明 ,经紫外灯连续照射
24h ,色素仅损失不足 3%,可见紫外光
对火炬红色素影响甚微。
3.3　金属离子对色素的影响
在室温条件下 ,分别取色素 10
份 ,每份 15m l ,分别在其中加入2.0
mgFe3+、Ca2+、Mg2+ 、Cu2+ 、Pb2+、
Zn2+ 、Al3+ 、Hg2+、Mn2+ , 调 pH 值
=3 ,定容至 50ml ,用 72G 型分光光
度计测其吸光度 。
实验表明 ,除加入 Fe3+后红色
转变为兰黑色 ,对色素的影响较大
外 ,其他几种离子对色素没有影响 ,
表明具有较强的耐金属离子性 。
3.4　火炬色素与几种天然色素的
稳定性对比
3.4.1　与葡萄皮红色素稳定性对
比　葡萄皮红色素是青岛大学天然
色素研究所于近年推出的一种新的
天然色素 ,填补了国内开发葡萄色
素产品的空白。据市场调查 ,仅日
本对葡萄色素的年需求量就达 50t
以上 ,出口销售前景颇佳。火炬色
素与葡萄色素的制取工艺相似 ,具
有较强的可比性。
金属离子对两种色素的影响情
况相同 ,除 Fe3+外 ,其它几种常见金
属离子对二者均无影响 。
从两种色素的对比可以看出 ,
火炬红色素对光 、热 、金属离子的稳
定性 ,均明显高于葡萄皮红色素。
3.4.2 　与辣椒红色素稳定性对比
　　辣椒红色素为目前国际市场上
用量较大的天然色素品种 ,以美国为
例 ,辣椒红色素占其天然红色素年用
量的 20%左右 ,日本对辣椒红色素的
年需求量也在 60t以上。
据我国食品添加剂卫生标准和《食品
添加剂实用大全》中所载资料:辣椒红
色素的耐热性和耐酸性均好。耐光性
较差。Fe3+、Cu2+、Co2+等能使其褪
色 ,与 Pb2+能形成沉淀。这与火炬红
色素相比 ,在耐光性和耐金属离子性
方面存在较明显差距。
天然色素为天然物中极不稳定
的一种化合物 ,这也是天然色素比
合成色素难以应用的原因之一。火
炬红色素具有对光 、热 、酸和金属离
子等较广泛的稳定性 ,为目前我国
食品卫生法允许使用的天然色素中
所不多见 。
4　重金属离子测定
金属离子 FAO/WHO 标准 实测值
铅(Pb)
砷(As)
铬(Cr)
重金属(以 Pb 计)
<10mg/ kg
<3mg/ kg
<50mg/ kg
<40mg/ kg
0.011mg/ kg
未检出
0.12mg/ kg
0.23mg/ kg
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实测结果 ,火炬红色素的各项数值
均显著低于FAO/WHO1984年食品
卫生规定标准。
5　毒性
火炬树果实 ,在北美原产地区 ,
传统上用于制作一种称为“印第安
柠檬汁”的饮料 ,早已被确认无毒。
近年来 ,当地医学界又对火炬树果
实进行了深入的药理及临床应用研
究 ,而其药物的有效成分即为构成
色素的花色苷 。因而火炬红色素不
仅可认为是安全无毒性食用天然色
素 ,而且 ,作为食品添加剂应用还具
有一定的保健功能。
6　应用
火炬红色素着色力强 ,适用于
水果饮料 、碳酸饮料 、酒精饮料 、糖
果 、果酱 、蛋糕以及化妆品的着色。
由于安全无毒 ,用量可按正常生产
需要添加 。
7　结论
1.本课题为国内首次对火炬树
果实全面进行化学分析和开发研
究 ,填补了利用火炬树果实提取色
素的空白 。
2.在工艺上采取以水为溶剂 ,
不加热方式提取色素以及采用超滤
———大孔树脂吸附两步工序精制 ,
产品有效成份损失少 ,杂质清除较
彻底 ,能保持色素原有风味 ,并且有
无菌防霉和保证安全卫生的作用 ,
是适宜火炬红色素精制的经济实用
而又科学合理的工艺选择 ,在目前
国内天然色素制取工艺中具有较高
的先进性 。
3.通过实验 ,证明火炬红色素
对光 、热 、酸 、氧和金属离子等影响 ,
均具有很好的耐受性 ,是一个性质
稳定的天然色素品种 ,某些质量指
标往往优于目前畅销的色素品种 。
4.火炬红色素色泽自然 ,着色力
强 ,适用于水果饮料 、碳酸饮料 、酒类
饮料 、糖果 、果酱 、蛋糕及化妆品着色 ,
特别适宜高酸性食品的着色。
5.火炬红色素尚含有的多种对
人体有益的微量元素 ,并具有抗菌 、
消炎 、保胆保肝 、清瘀降脂等祛病功
效 ,可为保健色素 。
6.火炬树在潍坊山区资源丰富 ,原
料易得 ,成本低廉 ,且属无污染的森林
植物 ,因而开发潜力巨大。 ☆
收稿日期:2001-04-30
金叶含笑的林学特性及造林技术研究
曹基武　唐文东　许尤泽
(湖南省新宁县林科所　422700)
摘要　金叶含笑观赏价值很高。本
文介绍其湖南省新宁县境内的分布
现状 、生境条件和群落特性 ,并研究
了其繁殖方法和人工栽培技术。同
时对该树种的保护 、发展和利用问
题提出了建议。
关键词　　金叶含笑　林学特性　
造林技术
金叶含笑(Michel ia fovedata
Merr.ex Dandy), 属木兰科含笑属
常绿大乔木 ,其树干通直圆满 ,高大
挺拔 , 树形优美枝叶婆娑 , 花大艳
丽 ,芳香四溢 ,沁人心脾 。果实成熟
后 ,骨突果深红 ,瓣裂露出红色鲜艳
夺目的种子 ,观赏价值极高 ,因而享
有“园林新秀”之誉。其木材是建
筑 、装饰 、雕刻的优良用材 。但长期
以来由于经营的盲目性 ,亚热带低
海拔地区的常绿阔叶林遭到大面积
砍伐 , 导致其资源的急剧减少;同
时 ,鉴于金叶含笑本身生物的某些
特异性和脆弱性 ,天然更新能力差 ,
有濒临灭绝的危险 。为了挖掘和合
理利用金叶含笑资源 ,保存基因 ,保
护生物多样 。我们于 1982 年开始
采集种子进行育苗和人工造林栽培
试验。并对该树种的资源分布现
状 、生境条件及群落特性进行了调
查。
1　形态特征和地理分布
1.1　形态特征
金叶含笑树皮灰色 ,平滑 。常
绿大乔木 ,高 25m ,最高达 35m;胸
径 60 ～ 80cm ,最大 120cm 。叶芽长
卵形 ,外披锈色短绒毛 ,多在前 1年
8月显露 ,10 月份以后膨大 ,第 2年
3月中下旬开始分化伸长 ,叶厚革
质 ,椭圆状卵形或长圆状椭圆形 ,长
18 ～ 28cm ,宽 6 ～ 13cm ,先端渐尖 ,
基部宽楔形或近心形 ,上面深绿或
亮绿 ,下面密披锈色短绒毛 ,侧脉每
边 14 ～ 18条 ,末端纤细不明显 ,叶
柄长 1.5 ～ 2.5cm ,无托叶痕。花梗
直径 4 ～ 6mm ,花被片 9 ～ 12 ,淡黄
绿色 ,外轮宽卵形 ,内轮倒卵形 ,较
窄小 ,胚珠约 8 枚 。聚合果长 8 ～
18cm ,骨突长圆状体形 ,果柄长 1 ～
2cm ,骨突内有 1 ～ 3 粒红色种子。
花期为 4 月下旬至 5 月中旬 ,果实
成熟期为 10月中 、下旬 。
Academic Field　学术园地
14　
　　林业科技通讯　FOREST SCIENCE AND TECHNOLOGY 2001·6