全 文 ：作者简介：章斌（１９８１－），男，韩山师范学院讲师，硕士。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｂ８１１２２３＠１６３．ｃｏｍ
收稿日期：２０１１－０２－０１
第２７卷第３期
２　０　１　１年５月
Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．３
Ｍａｙ．２　０　１　１
１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－５７８８．２０１１．０３．０１１
山竹壳色素稳定性研究
Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｍａｎｇｏｓｔｅｅｎ　ｐｉｇｍｅｎｔ
章　斌１
ＺＨＡＮＧ　Ｂｉｎ１
　
侯小桢２
ＨＯＵ　Ｘｉａｏ－ｚｈｅｎ２
　
郭丽莎１
ＧＵＯ　Ｌｉ－ｓｈａ１
（１．韩山师范学院生物系，广东 潮州　５２１０４１；２．韩山师范学院美术系，广东 潮州　５２１０４１）
（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｓｈａｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈａｏｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５２１０４１，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｆｉｎｅ　Ａｒｔ，Ｈａｎｓｈａｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈａｏｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５２１０４１　Ｃｈｉｎａ）
摘要：考察光照、温度、氧化还原剂、酸碱度和食品添加剂等
对山竹壳色素稳定性的影响。结果表明：该色素在可见光区
的最大吸收波长为４７８ｎｍ，７０％乙醇为最佳浸提剂；该色素
是一种醇溶性色素，适宜于偏酸性、中性和弱碱性条件下使
用；有较强的耐氧化性和一定耐热性；金属离子Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、
Ｎａ＋、Ｃｕ２＋及食品添加剂如苯甲酸钠、柠檬酸、ＶＣ，及氯化钠
试剂几乎不影响山竹壳色素的稳定性。紫外光、室外日光、
Ｆｅ３＋、还原剂、碳酸氢钠和葡萄糖对该色素有一定减色作用。
关键词：山竹；色素；稳定性
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｏｆ　ｐｉｇｍｅｎｔ　ｗｈｉｃｈ　ｅｘｔｒａｃｔｅｄ　ｆｒｏｍ
ｍａｎｇｏｓｔｅｅｎ　ｂｙ　ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ：ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ａｂ－
ｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｗａｖｅ　ｌｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｐｉｇｍｅｎｔ　ｉｓ　４７８ｎｍ；７０％ｅｔｈａｎｏｌ（Ｖ∶Ｖ）ａｓ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｉｔ　ｗａｓ　ａ
ａｌｃｏｈｏｌ－ｓｏｌｕｂｌｅ　ｐｉｇｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｐａｒｔｉａｌ　ａｃｉｄ，ｎｅｕｔｒａｌ　ａｎｄ
ｗｅａｋｌｙ　ａｌｋａｌｉｎｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｈａｓ　ｓｔｒｏｎｇ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｔｏ　ｏｘｉｄａｎｔ　ａｎｄ
ｈｅａｔ，ｉｔ　ｗａｓ　ｓｔａｂｌｅ　ｔｏ　Ｃａ２＋，Ｍｇ２＋，Ｎａ＋，Ｃｕ２＋ ａｎｄ　ｆｏｏｄ　ａｄｄｉｔｉｖｅｓ
ｓｕｃｈ　ａｓ　ｓｏｄｉｕｍ　ｂｅｎｚｏａｔｅ，ｃｉｔｒｉｃ　ａｃｉｄ，ＶＣａｎｄ　ＮａＣｌ．ＵＶ　ｌｉｇｈｔ，Ｆｅ３＋，
ｒｅｄｕｃｔａｎｔ，ＮａＨＣＯ３，ｇｌｕｃｏｓｅ　ａｎｄ　ｌｉｇｈｔ　ｈａｖｅ　ｈｙｐｏｃｈｒｏｍｉｃ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ
ｔｈｅ　ｐｉｇｍｅｎｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｎｇｏｓｔｅｅｎ；ｐｉｇｍｅｎｔ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
山竹系藤黄科（ｇｕｔｔｉｆｅｒａｅ）常绿乔木，其果实营养丰富，
有解热清凉、化解脂肪、润肤降火之功效［１］；但其富含色素成
分的果壳尚未得到有效利用，大多作为废弃物处理，既浪费
资源又污染环境。
现代医学［２－４］证明，天然色素尤其是来自可食性植物的
天然色素，不仅安全，有的还具有一定的营养和药理作用。
红色素是食品和化妆品工业中非常重要的一种色素，寻找天
然水溶性的红色素是当前食品领域的一大热点。目前，国内
外有关山竹壳色素的提取及稳定性的研究鲜有报道：胥秀英
等［５］将提取的山竹壳红色素应用于饮料和白酒着色，表现出
良好的稳定性；范润珍等［６］采用有机试剂萃取法提取山竹壳
色素，并对其稳定性做了一定研究，认为该色素适宜于在中
性和偏酸性条件下使用。为进一步研究山竹的应用价值，本
试验采用超声波法从山竹壳中提取红色素，并对其稳定性进
行初步探讨，以期为山竹的综合开发和有效利用提供参考。
１　材料与方法
１．１　材料与试剂
山竹壳：洗净、烘干，粉碎后过８０目筛备用。
无水乙醇、石油醚、丙酮、乙酸乙酯、三氯甲烷、葡萄糖、
苯甲酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、柠檬酸、亚硫酸钠、过氧化氢、
氢氧化钠、盐酸、氯化钙、硫酸铜、氯化铁、氯化镁：分析纯，广
州化学试验厂。
１．２　仪器
紫外可见分光光度计：ＵＶ－２８００型，上海尤尼柯仪器有
限公司；
电子天平：ＡＵＷ１２０型，日本岛津公司；
粉碎机：ＤＪ－１０Ａ，上海淀久中药机械制造有限公司；
精密酸度计：ＰＨＳ－３Ｃ型，上海虹益仪器仪表有限公司；
旋转蒸发器：ＲＥ－５２Ｂ型，上海亚荣生化仪器厂；
电热水浴锅：ＨＨ－２型，华普达教学仪器有限公司；
电热鼓风干燥箱：ＣＳ１０１－Ａ型，重庆试验设备厂。
１．３　方法
１．３．１　山竹壳色素提取工艺流程
山竹壳 → 干燥 → 粉碎 → 加入提取剂 → 超声波提取
→ 抽滤 → 色素液
１．３．２　 山竹壳色素的制备 　 取一定量山竹壳粉，按
１∶３０（ｍ∶Ｖ）料液比加入７０％乙醇，在超声波功率３５０Ｗ、
温度７０℃条件下，超声提取５０ｍｉｎ，抽滤，得色素母液，待用。
５３
１．３．３　最适提取剂的选择　准确称取山竹壳粉５．０００　０ｇ，
分别加入蒸馏水、无水乙醇、乙酸乙酯、石油醚、三氯甲烷、丙
酮各１００ｍＬ，６０℃ 下恒温浸提４ｈ，抽滤，取１ｍＬ滤液稀释
至２５ｍＬ，在１９０～６９０ｎｍ波长段扫描，测定其吸收光谱，以
确定最佳提取剂。
１．３．４　色素的稳定性试验　根据紫外－可见分光光度计扫
描所得色素溶液的最大吸收波长，在此波长条件下测定色素
受到光、热、氧化剂、还原剂、常用食品添加剂、金属离子等影
响因素后的吸光度值变化情况，以此探讨山竹壳色素在不同
环境条件下的稳定性［７－１０］。
２　结果与讨论
２．１　提取剂与最大吸收波长的确定
２．１．１　提取剂对色素提取的影响　测定山竹壳色素在不同
提取剂中的吸收光谱见图１。
图１　山竹壳色素在不同溶剂中的吸收光谱
Ｆｉｇｕｒｅ　１　Ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｍｓ　ｏｆ　ｍａｎｇｏｓｔｅｅｎ　ｐｉｇｍｅｎｔ
ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｓｏｌｖｅｎｔｓ
由图１可知，山竹壳色素易溶于无水乙醇和丙酮，难溶
于蒸馏水、三氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯；虽然丙酮的最大吸
收峰比无水乙醇的最大吸收峰大，吸收效果比无水乙醇好；
但相比丙酮，乙醇毒性小且廉价，故本试验选用乙醇为提取
剂，且主要考察在可见光波长范围内的吸收情况。
２．１．２　提取剂浓度及最大吸收波长的确定　选取６０％、
７０％、８０％、９０％、１００％浓度的乙醇，在３６０～６３０ｎｍ波长范
围内对色素液扫描所得吸收光谱见图２。
图２　不同浓度乙醇对色素液吸光度的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　２　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ａｂｓｏｒｂｅｎｃｙ　ｏｆ　ｐｉｇｍｅｎｔ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ
ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｅｔｈａｎｏｌ
由图２可知，不同浓度乙醇液对山竹壳色素提取效果的
影响不大，以７０％浓度的乙醇吸收效果较好，且波长在
４７８ｎｍ处有最大吸收峰，是山竹壳色素的最大特征吸收谱
带。因此，选择７０％乙醇液作为最佳浸提剂。
２．２　山竹壳色素的稳定性研究
２．２．１　色素的溶解性　分别向水、盐酸、氢氧化钠、氨水、甲
醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、三氯甲烷、环己烷、石油醚中
加入适量色素液，观察其溶解性，结果见表１。
表１　山竹壳色素在不同溶剂中的溶解性
Ｔａｂｌｅ　１　Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｉｇｍｅｎｔ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｏｌｖｅｎｔｓ
溶剂 溶解性与状态
水　　　 不溶
甲醇　　 溶解
丙酮　　 溶解
乙醚　　 溶解
无水乙醇 溶解
乙酸乙酯 溶解
溶剂 溶解性与状态
盐酸　　 不溶，乳红色
氨水　　 溶解，茶褐色
石油醚　 不溶，分层
环己烷　 不溶，分层
三氯甲烷 不溶，分３层
氢氧化钠 溶解，深红褐色
由表１可知，该色素不溶于水、无机酸及非极性的有机
溶剂，易溶于无机碱和甲醇、乙醇等极性较强的有机溶剂，表
明该红色素为醇溶性色素。
２．２．２　ｐＨ对色素稳定性的影响　用０．１ｍｏｌ／Ｌ　ＮａＯＨ和
０．１ｍｏｌ／Ｌ　ＨＣｌ调色素液ｐＨ分别至２，３，４，５，６，７，８，９，１０，
１１，１２，室温下静置３０ｍｉｎ后观察溶液颜色，并于４７８ｎｍ波
长下测定吸光度，结果见表２。
表２　ｐＨ值对色素稳定性的影响
Ｔａｂｌｅ　２　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｐＨ　ｖａｌｕｅ　ｏｎ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｉｇｍｅｎｔ
ｐＨ　 Ａ４７８ 颜色
２　 １．１０３ 橙红
３　 １．２９４ 橙红
４　 １．３６３ 橙黄
５　 １．４９２ 金黄
６　 １．４８４ 金黄
７　 １．５８５ 土黄
ｐＨ　 Ａ４７８ 颜色
８　 １．５６１ 土黄
９　 １．５７７ 土黄
１０　 ２．０４２ 暗黄
１１　 ２．４３１ 茶褐
１２　 ２．４３４ 茶褐
由表２可知，该色素液在ｐＨ　４～９范围内较稳定，适宜
于偏酸性、中性和弱碱性条件下使用。一般食品、饮料大多
偏酸性；因此，该色素有适宜作为食品色素的可能性。
２．２．３　金属离子对色素稳定性的影响　分别配制０．０００　５，
０．００１，０．００１　５，０．００２，０．００２　５ｍｏｌ／Ｌ的Ｃａ２＋、Ｍｎ２＋、Ｎａ＋、
Ｃｕ２＋、Ｆｅ３＋等金属离子的溶液各１０ｍＬ，加入等量的色素母
液，摇匀、静置１２ｈ后，取１ｍＬ溶液定容到１０ｍＬ，在波长
４７８ｎｍ处测定各溶液吸光度，结果见图３。
由图３可知，随 Ｎａ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｕ２＋ 溶液浓度的上
升，色素吸光度亦随之增大，说明这些金属离子对该色素有
一定增色作用；而加入有Ｆｅ３＋的色素液吸光度逐渐降低，且
６３
基础研究 　 ２０１１年第３期
溶液浑浊呈黑色并伴有絮状沉淀物，其原因可能是Ｆｅ３＋与
色素发生某些化学作用引起了颜色显著变化。
图３　金属离子对色素稳定性的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　３　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｍｅｔａｌ　ｉｏｎｓ
ｏｎ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｉｇｍｅｎｔ
２．２．４　氧化剂、还原剂对色素稳定性的影响　配制相同浓
度的色素稀释液（原液∶溶剂＝１∶４），分别加入５ｍＬ不同
浓度０．０％，０．１％，０．２％，０．３％，０．４％，０．５％，１％ Ｈ２Ｏ２ 溶
液和５ｍＬ浓度分别为０．０％，０．１％，０．２％，０．３％，０．４％，０．
５％，１％的Ｎａ２ＳＯ３ 液，常温下静置２ｈ后，取１ｍＬ溶液定容
到１０ｍＬ，于波长４７８ｎｍ下测其吸光度，结果见表３。
由表３可知，溶液吸光度随 Ｈ２Ｏ２ 浓度的增大而增大，
随Ｎａ２ＳＯ３ 浓度的增大而逐渐减小，表明该色素有较强的耐
氧化性。
２．２．５　食品添加剂对色素稳定性的影响　配制不同浓度的
葡萄糖、抗坏血酸、苯甲酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸系列溶液，各
取１０ｍＬ，分别加入等量的色素母液，摇匀放置１ｈ后，取
１ｍＬ定容到１０ｍＬ，于４７８ｎｍ处测定吸光度，结果见图４。
表３　氧化剂、还原剂对色素稳定性的影响
Ｔａｂｌｅ　３　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｒｅｄｕｃｔａｎｔ　ａｎｄ　ｏｘｉｄａｎｔ　ｏｎ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｉｇｍｅｎｔ
指标
Ｈ２Ｏ２浓度
０．０％ ０．１％ ０．２％ ０．３％ ０．４％ ０．５％ １％
Ｎａ２ＳＯ３浓度
０．０％ ０．１％ ０．２％ ０．３％ ０．４％ ０．５％ １％
Ａ４７８ ０．１８５　 ０．１８８　 ０．１８４　 ０．１９２　 ０．１９６　 ０．２０３　 ０．２０９　 ０．１８５　 ０．２５　 ０．２１２　 ０．２０９　 ０．１６１　 ０．１５７　 ０．１４６
溶液颜色 橙红 淡橙红 土黄 土黄 乳黄 乳黄 浅乳黄 橙红 浅橙黄 明黄 明黄 明黄 黄绿 黄绿
图４　食品添加剂对色素稳定性的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　４　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｏｏｄ　ａｄｄｉｔｉｖｅｓ
ｏｎ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｉｇｍｅｎｔ
由图４可知，苯甲酸钠浓度的增加，色素液吸光度先略
有减小，随后恢复至起始水平，可能的原因是苯甲酸钠溶液
中的Ｎａ＋使山竹壳色素发生变色或与其结合成不溶性盐；
ＶＣ、柠檬酸浓度的变化对色素液的吸光度变化影响较小，几
乎不影响色素的稳定性；而碳酸氢钠和葡萄糖浓度的升高，
色素液吸光度值不断降低，对色素的稳定性影响较显著，故
实际使用时用量不宜过高。
２．２．６　耐热性　配制色素稀释液（原液∶溶剂＝１∶４），分
别于５０，６０，７０，８０℃下恒温水浴３．５ｈ，每３０ｍｉｎ取１ｍＬ
定容至１０ｍＬ，于４７８ｎｍ处测吸光度，结果见图５。
由图５可知，随环境温度的上升，溶液吸光度有逐渐下
降的趋势，但下降幅度较小，表明该色素有一定耐热性。
２．２．７　光照稳定性　取１０ｍＬ色素母液３份，分别置于紫
外光、室外日光、室内自然光下，每间隔２４ｈ取１ｍＬ色素液
定容到５０ｍＬ，于４７８ｎｍ处测吸光度，结果见图６。
图５　温度对色素稳定性的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　５　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｉｇｍｅｎｔ
图６　光照对色素稳定性的影响
Ｆｉｇｕｒｅ　６　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔ　ｏｎ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｉｇｍｅｎｔ
由图６可知，紫外光对色素影响最大，室外日光次之，室内
散光最小；８４ｈ后，紫外灯光和直射日光照射的色素溶液相继
出现少量红色絮状沉淀物；由此说明该色素在室内可安全存放。
３　结论
（１）７０％乙醇是山竹壳色素的最佳提取剂。在可见光
波长范围内的最适吸收波长为４７８ｎｍ。 （下转第４１页）
７３
第２７卷第３期 章　斌等：山竹壳色素稳定性研究 　
Ｘ１ ＝ －０．５４，Ｘ２＝－０．１５，Ｘ３＝－０．５２，即胡萝卜片厚度
５．３８ｍｍ，微波功率密度１．９５５Ｗ／ｇ，热风温度６４．８℃，该条
件下胡萝卜片最大体积保留率的理论值为２４．１１３％。考虑
到实际的可操作性，将其修正为胡萝卜片厚度５ｍｍ，微波功
率密度１．９Ｗ／ｇ，热风温度６５℃，实际测得胡萝卜的体积保
留率为２３．９％，相对误差０．０８８　３％。
２．３　与热风干燥方法的体积保留率及能耗的比较
通过试验可得知，热风干燥曲线含水率趋势与热风微波
耦合干燥基本一致，但所耗时间以小时为单位。热风温度越
高，干燥速度越快，但体积保留率越小。６０，７０，８０℃热风干
燥测得热风干燥胡萝卜片的耗时分别为１１，１０，９ｈ；体积保
留率分别为１３．５％，１０．２％，６．７％。
热风干燥能耗与体积保留率均取最佳值，热风微波耦合
干燥工艺参数取最优值，如表５所示。在本试验设备和工艺
条件下综合比较可得出热风微波耦合干燥能耗是传统热风
干燥能耗的２１．２７％，节约约４／５的能耗；体积保留率提高最
小约１０％。
表５　两种干燥方法的能耗与体积保留率
Ｔａｂｌｅ　５　Ｔｈｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｖｏｌｕｍｅ
ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｒａｔｉｏ　ｉｎ　ｔｗｏ　ｗａｙｓ
干燥方式
额定功率／
（Ｗ·ｈ－１）
工作
时间／ｈ
能耗／
（ｋＷ·ｈ）
体积
保留率／％
热风干燥　　　　 １　３４０　 ９（８０℃） １２．２７　 １３．５（６０℃）
热风微波耦合干燥 ２　０００　 １．２５　 ２．６１　 ２３．９
３　结论
（１）胡萝卜体积保留率受干燥强度的影响，运用响应面
分析法得出其最佳组合参数为：胡萝卜片厚度５ｍｍ，微波功
率密度１．９Ｗ／ｇ，热风温度６５℃，实际测得胡萝卜的体积保
留率为２３．９％，比传统热风干燥胡萝卜片体积保留率提高了
１０％。
（２）热风微波耦合干燥可以极大的降低生产能耗，其能
耗是传统热风干燥能耗的２１．２７％。
参考文献
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ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｄｒｙｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｆｏｏｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，
８５（３）：３４０～３４９．
（上接第３７页）
（２）该色素是一种醇溶性色素，适宜于偏酸性、中性和
弱碱性条件下使用；有较强的耐氧化性和一定耐热性；金属
离子Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｎａ＋、Ｃｕ２＋及食品添加剂如苯甲酸钠、柠
檬酸、ＶＣ，以及氯化钠试剂几乎不影响山竹壳色素的稳定性。
紫外光、室外日光、Ｆｅ３＋、还原剂、碳酸氢钠和葡萄糖对该色
素有一定减色作用。
（３）山竹壳色素呈紫红色，颜色鲜艳，稳定性较好，是一
种极具开发前景的理想天然食用色素。
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基础研究 　 ２０１１年第３期