全 文 ：　第 27卷第 6期　　　　　　佛山科学技术学院学报 (自然科学版 )　 V ol. 27 No. 6
　 2009年 11月　 Journa l of Foshan Universi ty ( Na tural Science Edi tion) Nov. 2009
文章编号: 1008-0171( 2009) 06-0011-04
紫竹梅紫红色素的提取及稳定性研究
钟希琼 ,梁结飞 ,潘永辉
(佛山科学技术学院 食品科学系 ,广东 佛山 528231)
摘要: 紫竹梅紫红色素在 pH为 4～ 6的酸性条件下颜色稳定 ;对热较稳定 ; 2 000 lx光照下 24 h ,色素残存率约为
90%。氧化剂 H2O2、还原剂 Na2 SO3对该紫红色素有破坏作用。金属离子 K+ 、 Mg2+ 、 Na+ 对紫竹梅紫红色素的稳
定性无影响 , Cu2+ 、 Ca2+ 、 Zn2+ 还有一定的增色、护色效果。酸味剂柠檬酸、抗氧化剂抗坏血酸对紫竹梅紫红色素
的稳定性影响不明显 ;蔗糖和防腐剂苯甲酸钠几乎无影响。 总体来看 ,紫竹梅紫红色素具有较好的稳定性。
关键词: 紫竹梅 ;紫红色素 ;稳定性
中图分类号: TS202. 3　　　　　文献标志码: A
食用色素是改善食品色调和色泽的食品添加剂 ,按其来源分为两大类:天然食用色素和合成食用色
素。天然食用色素一般来自动植物组织 [1 ] ,安全性高 ,毒副作用小 ;有些天然色素还具有一定的药理作
用。然而天然色素却存在稳定性较差、价格较贵等缺点 [2 ] ,制约了它的开发和应用。因此对天然色素稳定
性的研究、如何改善 ,引起了科技工作者的广泛关注 ,并进行了大量研究工作 [3-4 ]。近年来 ,天然食用色素
的研究、开发、应用的发展十分迅速 ,是食品添加剂发展的一大趋势 [5-6 ]。对保障人类身心健康 ,满足绿
色、环保需求均具有十分重要的意义。
紫竹梅 ( Setcreasea purpurea Boom. )为鸭跖草科植物紫露草的全草 ,多年生草本植物 ,茎较粗壮 ,
全株紫色 ,叶长圆形 ,茎叶均呈浓紫或暗紫色 ,富含天然紫红色色素。紫竹梅作为天然紫红色素来开发利
用未见报道 ,本试验进行紫竹梅紫红色素的提取和一些金属离子、有机酸、糖类等食品中常见的共存物
质对色素稳定性影响的研究。
1　材料与方法
1. 1　试验材料
新鲜紫竹梅采自佛山科学技术学院北院校园。
1. 2　紫竹梅紫红色素提取液的制备
紫竹梅叶片洗净→晾干→切分→称量→浸提 ( 20%的乙醇、 1∶ 5的料液比、 50°C水浴浸提 1 h)→
冷却→过滤→滤液稀释 10倍→提取液。
1. 3　紫竹梅紫红色素的光谱分析
用 722型可见分光光度计 ,测定紫竹梅紫红色素提取液在 480～ 600 nm波长范围内 ,每间隔 10 nm
的吸光度 ,确定其最大吸光度所对应的波长。
1. 4　紫竹梅紫红色素的稳定性研究
1. 4. 1　 pH值的影响
取 5 mL提取液 ,用 1 mo l· L- 1盐酸和 10% NaOH溶液分别调节 pH值为 1～ 10,在暗中静置 1 h。
收稿日期: 2009-09-01
作者简介: 钟希琼 ( 1965-) ,女 ,广东兴宁人 ,佛山科学技术学院副教授。
1. 4. 2　光照的影响
将提取液置于室内日光灯的直射处 ,光照度约为 2 000 lx,连续放置 24 h ,分别于 0、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 8、
24 h取样。
1. 4. 3　温度的影响
取 5 mL提取液 ,分别置于 25、 30、 40、 50、 60、 70、 80°C水浴中 1 h ,取出后在冷水中冷却至 25°C。
1. 4. 4　氧化剂和还原剂的影响
取 2 mL、 pH= 5的紫竹梅紫红色素原液多份 ,分别加入 0、 4、 8、 12、 16、 20 mL 10% H2O2溶液或 0、 0.
01、 0. 02、 0. 03、 0. 04、 0. 05 mL 1% Na2 SO3溶液 ,用蒸馏水稀释定容至 100 mL,室温下放置 1 h。
1. 4. 5　金属离子的影响
取 2 mL、 pH= 5的紫竹梅紫红色素原液多份 ,分别加入不同浓度的 KCl、 MgCl2、 NaCl、 CuCl2、
CaCl2、 ZnSO4溶液 ,用蒸馏水稀释定容至 100 mL,室温下放置 1 h。
1. 4. 6　几种常用食品添加剂的影响
取 2 mL、 pH= 5的紫竹梅紫红色素原液多份 ,分别加入不同质量的抗坏血酸、柠檬酸、蔗糖、苯甲酸
钠 (在不超过各食品添加剂在食品中的最大使用量 [7 ]的前提下 ) ,用蒸馏水稀释定容至 100 mL,室温下
放置 1 h。
上述处理后在最大吸收波长下测定吸光度 ,计算色素残存率。
2　结果与分析
2. 1　紫竹梅紫红色素的吸收光谱
紫竹梅紫红色素在 540 nm附近有强吸收峰 ,如图 1所示。说明紫竹梅紫红色素是花色素苷的一种 ,
符合花色素苷在 500～ 550 nm之间有吸收峰的特征 ,具体结构有待进一步研究。
2. 2　紫竹梅紫红色素的稳定性研究
2. 2. 1　酸碱度对紫竹梅紫红色素的影响
　　紫竹梅紫红色素提取液原始吸光度 A540为
0. 946,调节 pH值为 1～ 10,暗中静置 1 h。 吸光度
( A540 )结果见表 1。由表 1可知 ,紫竹梅紫红色素的
颜色在不同的 pH值下有所不同。紫竹梅的紫红色
pH在 4～ 6之间颜色稳定 ;当 pH< 4时 ,紫竹梅提
取液由紫红色转为红色 ,颜色随着 pH的减小而变
浅 ;当 pH> 6时 ,紫竹梅提取液由紫红色逐渐变为
青色 ,最终变成淡绿色。并且这种颜色的变化是可
逆的 ,调节 pH值至 5左右后可恢复为紫红色。 图 1　紫竹梅紫红色素的吸收光谱曲线
表 1　不同 p H值对紫竹梅紫红色素的影响
p H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
吸光度 (A540 ) 　 0. 814 　 0. 812 　 0. 847 　 0. 927 　 0. 946 　 0. 946 　 0. 870 　 0. 732 　 0. 675 　 0. 610
色素残存率 /% 86. 0 85. 8 89. 6 98. 0 100. 0 100. 0 92. 0 77. 4 71. 4 64. 5
溶液颜色 淡红 淡红 红 紫红 紫红 紫红 青色 淡绿 淡绿 淡绿
2. 2. 2　光照对紫竹梅紫红色素的影响
紫竹梅紫红色素提取液原始吸光度 A540为 0. 946,置于日光灯下 24 h ,各时段吸光度结果见表 2。可
见 ,光照对紫竹梅紫红色素的稳定性有一定影响 ,虽然目测颜色改变不大 ,但吸光度有所下降 ,日光灯下
放置 24 h,吸光度减少约 10% ;而在太阳光 (光照度约为 6 000 lx )照射下 4 h后 ,吸光度就下降了约 10% 。
说明光照越强 ,破坏作用越大。
12 佛山科学技术学院学报 (自然科学版 )　　　　　　　　　　　第 27卷
表 2　日光灯对紫竹梅紫红色素的影响
时间 /h 0 1 2 3 4 5 6 8 28
吸光度 (A540 ) 　 0. 946 　 0. 924 　 0. 921 　 0. 892 　 0. 883 　 0. 883 　 0. 878 　 0. 867 　 0. 858
色素残存率 /% 100. 0 97. 6 97. 3 94. 3 93. 3 93. 3 92. 8 91. 6 90. 7
2. 2. 3　温度对紫竹梅紫红色素的影响
紫竹梅紫红色素提取液原始吸光度 A540为 0. 838,置于不同温度的水浴中 1 h,吸光度结果见表 3。可
以发现 ,随着温度的不断升高 ,紫竹梅紫红色素吸光度略有减小 ,说明该色素对热的稳定性较好。
表 3　不同温度对紫竹梅紫红色素的影响
温度 /°C 25 30 40 50 60 70 80
吸光度 ( A540 ) 　 0. 836 　 0. 839 　 0. 834 　 0. 818 　 0. 806 　 0. 790 　 0. 794
色素残存率 /% 99. 8 100. 1 99. 5 97. 6 96. 2 94. 3 94. 7
2. 2. 4　氧化剂和还原剂对紫竹梅紫红色素的影响
氧化剂 H2O2和还原剂 Na2 SO3对紫竹梅紫红色素的影响见表 4。由表 4可看出 ,随着 H2O2浓度的增
大 ,紫竹梅紫红色素的吸光度明显下降 ;在 H2O2达到一般食品中最大安全使用量 2%的情况下 ,色素
残存率只在 18. 4%。说明氧化剂对
该色素具有很大的破坏作用。在不
同浓度还原剂 Na2 SO3存在的情况
下 ,紫竹梅紫红色素的吸光度呈现
下降趋势 ;当 Na2 SO3达到一般食品
中最大安全使用量 0. 05%时 ,色素
残存率为 55. 5% 。表明还原剂对紫
竹梅紫红色素的影响也较大 ,但没
有氧化剂强烈。
表 4　 H2O2和 Na2 SO3对紫竹梅紫红色素的影响
样品号
1 2 3 4 5 6
H2O2浓度 /% 　 0 　 0. 4 　 0. 8 　 1. 2 　 1. 6 　 2. 0
吸光度 (A540 ) 0. 559 0. 434 0. 310 0. 221 0. 155 0. 103
色素残存率 /% 100 77. 6 55. 5 39. 5 27. 7 18. 4
Na2 SO3浓度 /% 0 0. 01 0. 02 0. 03 0. 04 0. 05
吸光度 (A540 ) 0. 677 0. 552 0. 459 0. 436 0. 401 0. 376
色素残存率 /% 100 78. 6 67. 8 64. 4 59. 2 55. 5
2. 2. 5　金属离子对紫竹梅紫红色素的影响
金属离子 K+ 、Mg2+ 、 Na+ 、 Cu2+ 、 Ca2+ 、 Zn2+ 对紫竹梅紫红色素的影响见表 5。由表 5可知 ,钾离子、镁
离子、钠离子对紫竹梅紫红色素的影响很小 ;而随着铜离子、钙离子、锌离子浓度的增大 ,紫竹梅紫红色
素的吸光度有小幅增大的趋势 ,表明后 3种离子对该色素有一定的增色护色的作用 ,可能是由于金属离
子能与 B-环上含有邻位羟基的花色素苷发生络合作用。该紫红色素在金属离子存在时很稳定。
表 5　金属离子对紫竹梅紫红色素的影响
样品号
1 2 3 4 5 6
KCl浓度 /( mg· kg- 1 ) 　 0 　 1 000 　 2 000 　 3 000 　 4 000 　 5 000
吸光度 (A540 ) 0. 406 0. 404 0. 407 0. 403 0. 406 0. 404
色素残存率 /% 100 99. 5 100. 2 99. 3 100 99. 5
MgCl2浓度 /( mg· kg- 1 ) 0 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000
吸光度 (A540 ) 0. 390 0. 389 0. 387 0. 387 0. 389 0. 391
色素残存率 /% 100 99. 7 99. 2 99. 2 99. 7 100. 3
NaCl浓度 /( mg· kg- 1 ) 0 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000
吸光度 (A540 ) 0. 405 0. 43 0. 403 0. 398 0. 401 0. 405
色素残存率 /% 100 106. 2 99. 3 98. 3 99. 0 100. 0
CuCl2浓度 /( mg· kg- 1 ) 0 4 8 12 16 20
吸光度 (A540 ) 0. 415 0. 416 0. 415 0. 417 0. 418 0. 423
色素残存率 /% 100 100. 2 100. 0 100. 5 100. 7 101. 9
CaCl2浓度 /( mg· kg- 1 ) 0 200 400 600 800 1 000
吸光度 (A540 ) 0. 410 0. 414 0. 414 0. 416 0. 419 0. 417
色素残存率 /% 100 101. 0 101. 0 101. 5 102. 2 101. 7
ZnSO4浓度 /( mg· kg- 1 ) 0 30 60 90 120 150
吸光度 (A540 ) 0. 369 0. 369 0. 371 0. 371 0. 372 0. 375
色素残存率 /% 100 100. 0 100. 5 100. 5 100. 8 101. 6
13第 6期　　　　　　　　　钟希琼等:紫竹梅紫红色素的提取及稳定性研究
2. 2. 6　食品添加剂对紫竹梅紫红色素的影响
几种常用食品添加剂对紫竹梅紫红色素的影响见表 6。由表 6可见 ,随着抗坏血酸、柠檬酸浓度的增
大 ,紫竹梅紫红色素吸光度呈现逐渐下降的趋势 ,表明这二种食品添加剂成分对该色素的稳定性稍有影
响 ,有使该色素褪色的可能 ;而蔗糖、苯甲酸钠的加入 ,色素吸光度只是略有下降 ,对该色素的稳定性影
响不大。
3　讨论
本文研究了在食品加工过程中可能遇到的各种条件或物质对紫竹梅紫红色素稳定性的影响 ,结果
表明:该紫红色素在 4≤ pH≤ 6的范围内稳定 ,其色泽呈清澈透明的紫红色 ,因此可以用作酸性食品 (如
碳酸饮料、乳酸饮料、果酒、果酱、冰淇淋、水果糖等 )的着色剂。光照对紫竹梅紫红色素的稳定性有一定
影响 ,运输和存储该色素时应避免日光直
射。但该色素对热的稳定性好。 紫竹梅紫
红色素不因 K+ 、 Mg2+ 、 Na+ 、 Cu2+ 、 Ca2+ 、
Zn
2+ 等金属离子的存在而发生明显的变
化。常用食品添加剂 (酸味剂、抗坏血酸、防
腐剂、甜味剂 )对该色素的稳定性影响很
小。该色素的耐氧化能力差 ,还原剂对它也
有相当的破坏作用 ,因此在使用时应尽量
避免与氧化还原性强的物质共存。总体来
说 ,紫竹梅紫红色素较稳定 ,具有良好的开
发前景。有关该色素的结构、变色机理及可
行的稳定化措施等还有待于进一步研究。
表 6　食品添加剂对紫竹梅紫红色素的影响
样品号
1 2 3 4 5
抗坏血酸 /% 　 0 　 0. 04 　 0. 08 　 0. 12 　
吸光度 (A540 ) 0. 413 0. 41 0. 4 0. 398
色素残存率 /% 100 99. 3 96. 9 96. 4
柠檬酸 /% 0 0. 1 0. 2 0. 3
吸光度 (A540 ) 0. 448 0. 443 0. 431 0. 424
色素残存率 /% 100 98. 9 96. 2 94. 6
蔗糖 /% 0 0. 25 0. 50 0. 75 　 1. 00
吸光度 (A540 ) 0. 421 0. 420 0. 417 0. 416 0. 413
色素残存率 /% 100 99. 8 99. 0 98. 8 98. 1
苯甲酸钠 /% 0 0. 05 0. 10 0. 15 0. 20
吸光度 (A540 ) 0. 452 0. 451 0. 449 0. 451 0. 450
色素残存率 /% 100 99. 8 99. 3 99. 8 99. 5
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【责任编辑: 邓军文】
A study on the extraction of
purple pigment and its stability
ZHONG Xi-qiong , LIAN G Jie-fei, PAN Yong-hui
( Depar tment of Food Sciences, Foshan Univ ersity , Foshan 528231, China)
Abstract: This paper mainly studied the stabi li ty of pigment ex tracted f rom purple setcreasea. The
purple pigment w as stable w hen the pH of acidic so lution is between 4～ 6. It was stable to heating.
The residue of purple pigment reaches 90% af ter an exposure to a 2 000 lux ligh t fo r 24 h. Oxidant
H2O2 and reductant Na2O3 can dest ro y the purple pigment. Metal ions had li tt le w hi le sucrose and
sodium benzoa te had no ef fect on the stability of purple pigment. It is concluded that the purple
pigment has very good stabili ty.
Key words: purple setcreasea; purple pigment; stabi li ty
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