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紫茉莉花花瓣色素的提取及稳定性研究



全 文 :China Brewing
2013 Vol.32 No.3
Serial No.252
紫茉莉为木犀科(Oleaceae)素馨属植物[1]。紫茉莉
(MirabilisjalapaL.)别名夜娇娇、胭脂花、草茉莉、夜晚花、
洗澡花、地雷花等[2]。紫茉莉因具有茉莉花的香味,也叫野
茉莉、草茉莉,是天然无副作用的化妆品,因此又名胭脂
粉、宫粉花、白粉花、粉团花、粉孩儿等[3]。经药理研究证明,
紫茉莉的根有抗癌、抑菌成分叶有利尿、儿茶酚胺作用,
种子有避孕、溶血和凝血成分[4]。
紫茉莉既是一种可起到绿化、美化环境和净化空气作
用的好花卉,也是一种根、茎、叶、花、果均可人药的药用植
物。前人对紫茉莉的化学成分进行了研究,分离得到脂肪
酸、萜、甾类、酚和鱼藤酮(rotenoid)类化合物。其对二氧化
硫、一氧化碳和氯气都具有较强的抗毒作用;能吸收铅、
汞蒸气等有害物质[5]。
食品的色、香、味是评价食品质量的重要指标,其中
色泽又起着首要的作用。
颜色是影响人们对食品整体评价的重要因素[6]。天然
色素主要从各种植物中提取,其中很多品种均具有生理活
性。相对合成着色剂而言,天然食用色素更加安全,是国
际上竞相开发的重点[7]。绝大多数天然色素无毒和无副作
用,安全性高;天然植物色素大多为花青素类、黄酮类、类
胡萝卜素类化合物,不但具有着色作用,且具有增强人体
生理机能的作用;天然色素着色色调较自然,更接近天然
物质颜色;天然色素对pH值变化十分敏感,色调会随之发
生很大变化[8]。
天然色素虽然着色力、色泽等方面都不如合成色素,
而且资源有限、提取成本较高,但安全性较高,无毒副作
用并具一定的营养价值和药理作用,因而天然色素被放在
优先发展和使用的位置[9]。
1 材料与仪器
1.1材料
紫茉莉花:采于新疆大学校园内,经阿不都拉·阿巴斯
教授鉴定为紫茉莉科紫茉莉属紫茉莉,洗净、晒干磨成粉
末,备用。
1.2仪器
恒温水浴锅(HH-S):巩义市英峪仪器厂;分光光度计
(722型):上海第三分析仪器公司;旋转蒸发器(RE-52AA):
上海亚荣生化仪器厂;电子天平(AL104):梅特勒-托利
多仪器公司;玻璃仪器气流烘干器:巩义市英峪仪器厂。
1.3药品
无水乙醇、苯甲酸、山梨酸、柠檬酸、蔗糖、葡萄糖、可
溶性淀粉、氯化钙、双氧水、高锰酸钾、硫代硫酸钠、盐酸、
氢氧化钠。
紫茉莉花花瓣色素的提取及稳定性研究
努尔比亚·亚力坤,阿不都拉·阿巴斯*
(新疆大学 生命科学与技术学院,新疆 乌鲁木齐 830046)
摘 要:以紫茉莉花花瓣为原料,对紫茉莉花花瓣色素的提取工艺进行研究,采用单因素试验对影响色素提取条件的因素进行分析,
并探讨本色素的稳定性。结果表明,紫茉莉花花瓣色素提取的最佳条件为:乙醇浓度为50%vol、提取温度为20℃、料液比为1:20、提取
时间为0.5h;该色素有耐还原性,而没有较好的耐氧化性,还有较强的耐光性,在实际应用中,可以根据需要该色素选用不同甜味剂
的着色剂。
关 键 词:紫茉莉花;色素;提取;稳定性
中图分类号:TS264.4 文献标识码:A 文章编号:0254-5071(2013)03-0118-04
TheextractiontechnologyofpigmentfromtheflowerofMirabilisjalapaL.anditsstability
YALIKUNNuerbiya,ABBASAbdulla*
(ColegeofLifeScienceandTechnology,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China)
Abstract:UsingMirabilisjalapaL.flowerpetalsasrawmaterial,inwhichthepigmentextractiontechnologywasstudiedbysinglefactorexperiment,
theextractionconditionsofpigmentontheimpactoffactorswereanalyzed,andtoexplorethestabilityofpigment.Theresultsshowedthat,Mirabilis
jalapaL.flowerpetalpigmentextractionconditionswereasfollows:50%volethanol,extractingtemperature20℃,solid-liquidratio1:20,extraction
time 0.5h; This pigment has high reduction resistance, and there is no better oxidation resistance, and good light fastness, in practical applications,
accordingtotheneedsofthepigmentwithdifferentsweetenerscolorant.
Keywords:MirabilisjalapaL.;pigment;extraction;stability
收稿日期:2013-01-14
作者简介:努尔比亚·亚力坤(1988-),女,新疆人,在读硕士研究生,研究方向为食品生物技术;阿不都拉·阿巴斯*,教授,通讯作者。
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中 国 酿 造
2013年 第 32卷 第 3期
总第 252期
2 实验方法
2.1紫茉莉花花瓣色素最大吸收波长的确定
取1mL浓缩液定容至(稀释至)10mL,对应的乙醇溶液
作空白,在波长290nm~630nm处测定色素溶液的吸光度值
(A),确定紫茉莉花色素最佳吸收波长。
2.2紫茉莉花花瓣色素提取
采摘紫茉莉花花瓣自然干燥,粉碎,过10目筛,保存备
用。将1g紫茉莉花花瓣粉加入乙醇溶液,在恒温水浴锅提
取,收集滤液,浓缩。所考虑的因素分别为料液比、提取时
间、提取温度、乙醇浓度。
所考虑的料液比分别为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60
和1∶70等;所考虑的提取时间分别为0.5h、1、1.5h、2、2.5h、
3h和3.5h等;所考虑的提取温度分别为20℃、30℃、40℃、
50℃、60℃、70℃、80℃和90℃等;所考虑的乙醇浓度分别
为30%vol、40%vol、50%vol、60%vol、70%vol、80%vol和
90%vol等。
根据单因素试验结果,选取最佳条件上下梯度,采用
4因素3水平正交设计进行正交试验,研究提取乙醇浓度、
提取时间、温度和料液比4因素对紫茉莉花花瓣色素提取
效果的影响,确定各因素影响的重要性次序,求出最佳工
艺条件。正交试验因素水平见表1。
2.3茉莉花花瓣色素的稳定性分析
2.3.1添加剂对色素稳定性的影响
各取5mL色素原液,分别加入5mL、3%的苯甲酸、山梨
酸、柠檬酸、蔗糖、葡萄糖、可溶性淀粉、氯化钙溶液。去色
素原液5mL加水5mL混合作为对照。放置30min,在波长
350nm处测定吸光度值(A)。
2.3.2金属离子(Na+、Ca2+、AI3+、Mg2+、K+)对色素稳定性的
影响
各取色素原液5mL,加5mL金属离子(0.1mol/L)溶液,
对照中加等量水,振荡,静置一夜,观察颜色变化,在波长
350nm处测吸光度值(A)。
2.3.3氧化还原剂对色素稳定性的影响
各取色素原液5mL,然后各加5mL氧化还原剂、双氧
水、高锰酸钾、硫代硫酸钠(各为3%),对照中加5mL水,振
荡,放置30min,在波长350nm处测吸光度值(A)。
2.3.4不同pH值对色素稳定性的影响
各取色素原液10mL,用5mol/L盐酸和2mol/L氢氧化
钠溶液通过酸度计调节溶液pH值分别为3、4、5、6、7、8、9、
10。同时作对照,在波长350nm处测吸光度值(A)。
2.3.5光对色素稳定性的影响
分别取色素原液5mL两份,加水稀释至10mL,一份放
在太阳光底下,一份放在室内(对照),5h后,在波长350nm
处测吸光度值(A)。
3 结果与分析
3.1紫茉莉花花瓣色素最大吸收波长的确定
由附图可知,紫茉莉花花瓣色素最大吸收峰在300nm~
370nm的波长范围内出现,最大吸收波长为350nm。因此
在测定过程中取350nm为测定波长。
3.2单因素试验结果
3.2.1乙醇浓度的选择
由表2可知,本次试验采用30%vol、40%vol、50%vol、
60%vol、70%vol、80%vol、90%vol等7个水平考查乙醇浓度
对紫茉莉花花瓣色素提取效果的影响。乙醇浓度为30%vol、
40%vol、50%vol时提取效果较好,当增大到80%vol、90%vol
时,效果明显降低。这是因为乙醇浓度增大,溶液极性变
小的缘故。当乙醇浓度为40%vol时,提取效果最好。考虑到
生产成本和后续工艺,采用40%vol乙醇溶液提取紫茉莉花
花瓣色素,确定为最佳浓度。
3.2.2提取时间的选择
由表3可知,提取时间对紫茉莉花花瓣色素提取效果
影响不大,这说明色素生产较方便又可用,在生产中看实
水平
A乙醇浓度/
%vol
B提取时间/h C温度/℃ D料液比
(g∶mL)
1 30 0.5 20 1:10
2 40 1.0 30 1:20
3 50 1.5 40 1:30
表 1 浸提试验因素水平
Table 1 Factors and levels of extraction experiment
附图 紫茉莉花色素的吸收光谱特征
Attached Fig. Absorption spectra of Mirabilis pigment
表 2 乙醇浓度对色素提取的影响
Table 2 Effect of ethanol concentration on the extraction of pigment
乙醇浓度/%vol 30 40 50 60 70 80 90
A值 0.287 0.303 0.295 0.283 0.281 0.278 0.273
表 3 提取时间对色素提取的影响
Table 3 Effect of extraction time on the pigment extraction
时间/h 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
A值 0.261 0.159 0.159 0.161 0.161 0.163 0.158
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际情况选用提取时间即可。
3.2.3提取温度的选择
由表4可知,提取温度对色素提取效果的影响不大,随
着温度升高色素提取效果无太大变化,因此,本试验选择
室温条件下提取即可。这说明紫茉莉花花瓣色素提取方
便,可避免用热源加热而消耗的热量消耗,经济效果好,
大批量生产也较方便。
3.2.4料液比的选择
由表5可知,在原料与乙醇的质量与体积比不同的情
况下,紫茉莉花花瓣色素提取效果也不同,所测得的吸光
度值可知,料液比1∶20是色素提取的最佳提取条件。
3.2.5正交试验
本试验的4个因素对紫茉莉花花瓣色素的提取效果
的影响不同,影响大小依次为D(料液比)>A(乙醇浓度)>
B(提取时间)>C(温度)。紫茉莉花花瓣色素的最佳提取工
艺参数是A3B1C1D2,即乙醇浓度为50%vol、提取时间为0.5h、
温度20℃、料液比为1∶20(g∶mL),结果见表6。
3.3茉莉花花瓣色素的稳定性分析结果
由表7可知,苯甲酸、山梨酸使色素的颜色和吸光度值
都有变化,对紫茉莉花花瓣色素有增色作用,柠檬酸、蔗
糖、可溶性淀粉、葡萄糖使色素的颜色和吸光度值都不变,
对色素稳定性没有明显影响,故此色素可以做柠檬酸、蔗
糖、可溶性淀粉、葡萄糖等添加剂的着色剂。氯化钙使色素
的颜色和吸光度值都变,色素对氯化钙等硬化剂不稳定。
由表8可知,Na+、Ca2+、Mg2+、K+使色素的颜色和吸光度
值都不变,对色素没有影响,紫茉莉花花瓣色素对Na+、Ca2+、
Mg2+、K+等金属离子较稳定,Al3+使色素颜色变深产生混浊
液,对色素影响最大,明显导致色素稳定性减弱且变色较
严重,也许AI3+与色素形成络合物所致;因此,不宜用铝制
品加工或盛装色素溶液。
由表9可知,双氧水使色素的颜色和吸光度值都有变
化,高锰酸钾使色素的颜色和吸光度值都变并产生混浊溶
液,总的看来,强氧化剂对色素有一定的影响,色素没有较
好的耐氧化性,硫代硫酸钠、抗坏血酸使色素的颜色和吸
光度值没有太大的变化,对色素稳定性没有影响,色素有
耐还原性。
由表10可知,随着pH值的升高,溶液的颜色由血红色
变成深黄绿色,说明紫茉莉花花瓣色素对酸稳定,但在中
性和碱性溶液中不稳定。
表 4 提取温度对色素提取的影响
Table 4 Effect of extraction temperature on pigment extraction
温度/℃ 20 30 40 50 60 70 80 90
A值 0.317 0.317 0.317 0.317 0.317 0.317 0.317 0.317
表 5 料液比对色素提取的影响
Table 5 Effect of solid-liquid ratio of pigment extraction
料液比 1∶10 1∶20 1∶30 1∶40 1∶50 1∶60 1∶70
A值 0.223 0.289 0.253 0.197 0.183 0.174 0.157
表 6 浸提正交试验设计及结果
Table 6 Design and results of the orthogonal experiment for
extraction
试验号
A乙醇浓度/
%vol
B提取
时间/h
C温度/

C料液比
(g∶mL)
吸光度值
(A)
1 1 1 1 1 0.307
2 1 2 2 2 0.318
3 1 3 3 3 0.313
4 2 1 2 3 0.303
5 2 2 3 1 0.293
6 2 3 1 2 0.313
7 3 1 3 2 0.322
8 3 2 1 3 0.313
9 3 3 2 1 0.305
K1 0.938 0.932 0.933 0.905
K2 0.928 0.924 0.926 0.953
K3 0.940 0.931 0.928 0.926
K1 0.313 0.311 0.311 0.302
K2 0.309 0.308 0.309 0.318
K3 0.313 0.310 0.309 0.309
极差R 0.004 0.003 0.002 0.016
主次顺序 D>A>B>C
最佳水平 A3 B1 C1 D2
最佳组合 A3B1C1D2
表 7 常用食品添加剂对色素稳定性的影响
Table 7 Effect of commonly used food additives on the stability of
the pigment
3%添
加剂
对照 苯甲酸 山梨酸 柠檬酸 蔗糖
可溶性
淀粉
葡萄糖 氯化钙
A值 0.409 0.431 0.431 0.409 0.409 0.409 0.409 0.420
颜色 血红色浅紫色浅紫红色血红色 血红色 血红色 血红色 浅棕色
表 8 几种金属离子对色素稳定性的影响
Table 8 Effect of several metal ions on the stability of the pigment
金属离子 对照 Na+ Ca2+ AI3+ Mg2+ K+
A值 0.161 0.161 0.161 0.209 0.169 0.163
颜色 血红色 血红色 血红色 深紫色混浊 血红色 血红色
表 9 氧化还原剂对色素稳定性的影响
Table 9 Effect of redox agents on the stability of the pigment
加入溶液 对照液 双氧水 高锰酸钾 VC 硫代硫酸钠
A值 0.330 0.318 0.351 0.331 0.330
颜色 血红色 浅黄色 深棕色,混浊 血红色 血红色
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2013年 第 32卷 第 3期
总第 252期
由表11可知,紫茉莉花花瓣色素在太阳光下放置5h没
有明显的颜色变化,吸光度值也没变,说明这种色素有较
强的耐光性,因此,生产、应用该色素较方便,不必密封保
存(进一步研究色素对光的稳定性色素放置了一周测色素
吸光度值结果也一样。
4 结论
通过对紫茉莉花中所含色素的分析研究,得到了紫茉
莉花花瓣色素的提取试验条件为:50%vol乙醇水溶液为
提取剂;提取温度20℃;提取时间0.5h;料液比1∶20;在此条
件下色素的提取效果较好。并且对紫茉莉花色素的稳定性
作了较为全面的研究,研究表明,强氧化剂对色素有一定的
影响,色素没有较好的耐氧化性,但有耐还原性,还有较强
的耐光性,在实际应用中,可以根据需要该色素选用不同
甜味剂的着色剂。
参考文献:
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表 10 不同 pH值对色素稳定性的影响
Table 10 Effect of different pH value on the stability of the pigment
pH值 对照 3 4 5 6 7 8 9 10
A值 0.327 0.331 0.323 0.332 0.321 0.218 0.163 0.136 0.035
颜色 血红 血红 血红 血红 浅黄色 黄绿 黄绿 深黄绿 深黄绿
表 11 光对色素稳定性的影响
Table 11 Effect of light on the stability of the pigment
色素溶液 自然光 太阳光
A值 0.201 0.201
颜色 血红色 血红色
研究报告
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即将于2013年4月1日施行的《北京市食品安全条例》5个配套文件日前公开征集意见。在无店铺经营项目的核定中明
确规定“不得卖散装食品”,而且乳制品也未在经营项目中出现。
北京先行其他地区不受影响
由北京市工商局起草的《北京市食品流通许可证管理办法》(征求意见稿)及配套规范《北京市流通环节食品现场制售许可
管理规范》等共5个配套文件,目前正通过其官网向公众征求意见。
按照规定,凡是在北京市流通环节从事食品经营活动的,都要先取得食品流通许可,《食品流通许可证》的有效期限为3年。
而经营项目则按照预包装食品、散装食品、乳制品(含婴幼儿配方乳粉或不含婴幼儿配方乳粉)3种类别来核定,尤其是散装
熟食,须特别申报经许可后方可经营。对网店、邮政、电视购物、自动售货机等无店铺经营,《条例》中明确规定不得卖散装食品。
记者同时发现,在无店铺经营项目中只有预包装食品,没有乳制品销售一项,这也意味着今后北京地区网店也将被禁止销售
奶粉。
试点新政未来或推广全国
虽然时下全国其他地区的电商未受影响,但是这一《条例》有可能会在全国范围内普及和推广。
在食品销售方面,消费者的体验、电商的物流等是销售中较为重要的部分。对于散装食品中的生鲜食品,物流尤显重要。由于在
物流过程中,食品很容易被污染,因此需要完善的运输过程。采购、仓储以及配送3个环节都需要严格的监管和操作。
电商对生鲜食品的售后服务较差,事后的退货、追溯货源等程序都不完备,因此,此次即将实施的《北京市食品安全条例》值
得肯定。
摘自食品产业网




北京拟禁网店售散装和乳制食品 未来或推广全国
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