全 文 ：广 西 农 学 院 学 报 1 9 8 5, 7 ( 3 ) : 7 5一 8 0
J o u r n a l o f G u a n g x i A g
r i e u l t u r a l C o l l e g e
食用天然落葵红色素的初步研究
刘 贤 明
摘要 本文研 究了红花落葵的营养成分 , 落葵红 色素的提制工艺 , 时光 、 热 、
酸减 、 氧化还原剂和金属离子的稳 定性和贮存性质等 。
随着科学的发展 , 合成色素对人体健康的危害越来越引人注 目 仁 ` 〕 。 为了提高食品安全
性 , 世界各国正大力开发和利用天然色素 , 合成色素将逐渐为天然色素所取代 〔 ’ 〕 。 据统计 ,
世界上含有色素的植物不下 2。。。种 ` 3 〕 。 我 国地域辽阔 , 植物色素资源丰富 , 红花落葵 就 是
其中一种 。 其幼苗和嫩叶是夏季绿叶蔬菜 、 果实汁液含有大量的红色素 , 很有开发价值 。 目
前国内外尚未有人进行过系统的研究 , , 本文对食用天然落葵红色素作了一些研究 , 为生产和
使用落葵色素提供必要的科学资料 。 ; 万
一 、 落葵的管养成分
落葵 ( B GS !e al 邝b阿 iL n n ) , 又名木耳菜 、 软浆叶 . 藤菜 , 属落葵科一年生的蔓生蔬
菜 , 分红花落葵和 白花落 葵两种 , 前者花果均为紫红色 , 性喜温暖 、 耐热耐湿 , 我 国南北各
地均可栽培 f ` 〕 。 春夏播种 , 深秋结果 , 叶作蔬菜 , 全草供药用 ,清热凉血 , 外敷治痛毒 〔 “ , ,
桑寒提制红色素 , 全身是宝 。 经笔者测定可知 ’ , 落葵果实的营养成分与群众喜爱的橙和葡
钧相比 , 除碳水化合物的的含量较低外 , 其余各项指标均居首位 , 每百克果实中 含 粗 蛋 白
1
.弱克、 粗脂肪 1 . 16 克 、 可溶性糖 3 . 1克 ,热量 “ . 5大卡 、 维生素 C 3 . 8毫克 、 B : 。 . 39 7毫克 ,
鼓: 6 `6匀5毫克 、 胡萝 卜素。 . 1 54 毫克 , 矿质元素钾 、 钙 、 镁 、 铜 、 锌 、 铁 、 锰含量大大超 过
橙和衡萄 , 还含有十七种人体必需的氨基酸 ( 氨基酸总量达 1 . ; 2肠 ) , 堪称一种品质优良的
水桌` 落葵叶的营养成分与群众常年食用的小白菜 、 芥菜相当 , 加上其清热解毒之功效 , 更
宜夏季食用 。
二 、 色素的提制工艺
落葵红是水溶性色素 , 在酸性条件下呈稳定的红色 。 提制剂可用水 加。 . 0 1~ 。 . 1呱食用 、
酸 , 如柠操酸作稳定剂 , 经浸提 、 粉碎 、 过滤 、 40 ℃真空蒸发浓缩 , 喷雾干燥得落葵红色素
粉末 , 残渣可综合加工作饲料 。
收楠日期: 1曲盯年 1 月 3 日 .
省养成分的部分项目由我室其他同志协助测定 . 特此致谢 !
工艺流程简图如下 :
浸提剂
1
}
令残渣一二次浸
阔宁甲 ` 、 、 ·
提
{
令残渣 综合加工
今滤液 作下批原料的一次浸提剂
了 一 厂 . 二
剂提|浸
清洗落葵果实一-+粉碎
三 、 色素的一般性质
落葵红色素粉剂为暗红色粉末 , 无味无嗅 , 易溶于水 , 不溶于无水 乙醇 、 乙酸 乙醋 、 石
油醚 、 乙醚 、 丙酮等有机溶剂 , 水溶液的人, .z为 54 。纳米 .
取定量新鲜成熟的落葵果实 , 用蒸馏水多次研磨 , 洗 至无 色 , 经三层细密尼龙绸布过
滤 , 定容 , 再适当稀释后在 5 4 o n m下用 1 厘米光程的 比色皿测量 , 将其吸收值乘以稀释倍数
即得色价 。 提制前将果实预冷可提高色素得率 。 经用水 , 1八 S M K H : P O ; 和 15 肠乙 醇水溶
液提取冰 冻过 的 落 葵果实中的红色素 , 发现水全提取色价最高 , 水一次提取 为 全 提取的
如 . 4肠 , 水的二次提取为全提取的 95 . 5肠 , 水三次提取为全提取的 98 . 7肠 , 磷酸缓冲液和乙
醇溶液全提取的色价则分别为水全提取的 9 1 . 6呱和 93 . 6肠 。 因此 , 提取落葵红色素应先冰冻
果实 , 再用水多次反复提取 。
四 、 色素的化学性质
l
、 结构饭浦
花青素和花色普是存在于植物 中的水溶性色素 , 为苯并 毗喃的衍生物 , 属 黄酮 类化 合
物 , 具有一系列黄 酮类化合物的显色反应 〔 “ ’ 。 落葵红的 95 够 乙醇提取液能发生这类显 色反
应 (见表 1 ) , 其 0 . 01 肠 H C I一 甲醇溶液的紫外可见光谱有咄喃核 ( 5 4 0n 垃 )和苯环 ( 2 7 0n m ) 的
特征吸收 (见 。 , 。, 。 此可初步推测落葵红色素属花色、 类化合物` 了泣性,公 、 ,
U阮`
分子中具有交又共朝体系和助色团 ( 一 O H , 一 O C H : ) 而显红色 。 具体结构鉴定以后 将 另
文报告 。
2
、
p H值对落葵红色素稳定性的影晌
配制 p H Z~ 10 的缓冲液系列 , 分别加入等量的落葵红色素母液 , 用紫外分光光度计测定
药 。、 60 0n m 一 厂的吸光度 。 从试验结果可知 : ( l ) p H值 2 、 8 范围内 , 色素溶液呈红色 ;
p H值大于 8 时呈兰色 ; p H 3 ~ 5 色素溶液吸光度较大 , 颜 色红艳 , p H 4 . 27 的吸 光 度 达峰
表 l 落葵红色索的皿色反应
反 应
! Hc
l
} Na zco
。 …浓 冲 , 1 5 , { -一 ,
{
-一 } 下万二下!- 丁万一 {、 , _ _ _ _ _ } F e c l , ; : . _ ` } 1 呱 F b ( A e ) :三1二 型上卫丝i 竺生些生竺j .些里一 ~望生塑匹迫卫`些巴日. 1上一— 一一一一一_粤噢丝 }一兰一 l遗1 一二色` }~兰登巴哩岁呈宜一鲁一 …一遭迪竺` ` 二一一 一、 * } } 1 屏有邻二酚羚基或兼有二目 1划 } 」七 了字. 习多 } 拱粗争 翻刁书乏 l 国 喃 . 2封之一 汾 、 毕Z j全 } r , _ r 、 T 了 了, _ r 、 T T滚只 ; 流 1 } j 6 己 月七 } 多十之目洲夕之 } 夕常旧 仆 ,一 口刀 ,丫 2卉 }勺 3 一以 n , 勺 ` 一 以 r 又 ,J只 丈火场 { } } !户 书 1月 1」 `」 l ’ l戈尹 4— 日附 2百
值 。 因此 , 在提制剂 中加入低浓度的食用酸
如柠檬酸 、 醋酸等可以调节提取液的酸度 ,
增加色素的稳定性和得率 。 ( 2 ) 随着 p H值
增大 , 落葵红的最大 吸收波长发生红移 : p H
2 ~ s 人二 a x为 5哇o n m , p H 9 . 2 9人二 a x为 5 5 o n m ,
p H g
.
7 1人二 az 为 5 6 o n m . 由于最大吸收波长 改
变 , 色素溶液的颜色由红变蓝 。
3
、 光照对落葵红色索稳定性的影晌
将落葵红色素水溶液装进 20 m l比色 管 .
在自然 日光下照射 1 0小时后于 5 4 On m下测量
吸光值 , 同室 内 S W 日光灯距 1c0 m照射 1。小
即O丸爪
、 嘀 、 l `落葵红色素的紫外可见光谱
时处理作 比较 , 经 日光照射后 色素残存率为7 9 . 3肠 , 经多「 W 日光灯照射后残存率 为 86 . 5呱 ,
说明阳光直射加速 色素降解 。
4
、 温度对落葵色素稳定性的影响
分别 配制含 5 肠蔗糖 、 1 . 0肠淀粉和 0 . 5 呱食盐的一定浓渡的落葵红色素水溶液 , 在 50 ℃
7 5 ℃ 、 9 5 ℃恒温水浴各加热 2 小时 , 每隔 15 分钟取样一次 , 迅速冷却后在 5 4 0n m下测量吸光
值 , 以色素残存率对时间 t 作图 , 得一组斜率 k <卿直线 ( 图 2 以色素水溶液为例 , 蔗糖 、
淀粉 、 食盐溶液类同 ) 。 从试验结果可知 , 落葵红色素的降解反应随温度升高而加快 , 降解
速度遵从一级反应动力学 , 用积 分 式 表 示 一吐
万`刁,亡吸j不为 : 卫n c二 k t+ b , 浓度的对数与时间成直线关
系 , 用一级反应方程式可以计算色素降解反
应的半衰期 : nI 50 = k t 告+ b , 若曲线过原点 ,
则 b = 1” 10 0, t告 ” In 5 0一 In l 0 0
k
_ I n 告 0 . 6 9 3
· 加 ,c` 了5,C
凡
9万,C
k一一速度常数 、 斜率
将落葵红色素水溶液加热降解的数据进
行一元线性回归处理 , 得到色素残存率与加
,卜
图 2
~ 一一 一~ 孟~加~ ~ ~ ~ 一一~~ `加 加 9口 120分
温度对落葵红降解速率的影响
热时间 t 之间的回归方程 :
I nR (s oC o) 二 4 . 6 1 一 2 . g Z x l o一 t
I nR (7 5℃ ) =4 . e o一 e . 2 4 xz o一 。 t
I nR (9 5C o) =4
.
6 5一 6 . 76 x l o一 “ t
同 法 可 以 得 出 色素的蔗搪 、 食盐 、 淀粉溶液的降解方程 , 不赘述 。 这与 B or iu l l a dr 等人
( 1 9 7 7 ) 的研究结果完全吻合 〔 7 〕 .花 色素普的西种构型反应 , 自左至右均为吸热反应 :
琴, 尽!产了OH 。。 八刃日共 队才衬粉及孙“ 之磐日。诌畔岁、 岌、六六 o。。 ” ’ 扮\ 八。。L
O弘 肠 `
尽!。 。 。 尸丫。 H一 日。草众味!
A
; 醒式碱
( 蓝色 )
A H
: 花样阳离子
( 红色 )
B
: 甲醇假碱
( 无色 )
C
: 查尔酮
( 无色 )
随着温度的升高和加热时间的延长 , 反应平衡右移 , 无 色查尔酮不断增加 , 使落葵色素
水溶液逐渐褪色 。 由此可见 , 在使用落葵红色素时尽量采用较低的温度和适 当的酸度 , 将可
使色调提高 。
5
、 诸因衰对落葵红色素稳定性的影晌
在室温下配制一定浓度的落葵红色素水溶液 , 再以此为溶剂配制几种不同浓度的各种添
加剂溶液 , 测定它们在 4 60 ~ 6 0 0 n m 下的吸光度 。 从试验结果可知 : ( 1 ) 食品基质淀粉 、 蔗
糖 、 食盐 对落葵红色素的稳定性影响不大 , o . o 05 M 、 。 . 1 0 M 氯化纳 , 5 帕~ 10 呱蔗糖 和
0
.
6肠~ 2 肠的淀粉可使色素溶液的吸光度略有增值 , 最大吸收波 长 5 4 o n m不 变 , 不改变色
素本来的色调 。 ( 2 ) 氧化 、 还原剂均能促进落葵红色素降解 。 10 一 1 0 0 o p p m 长H : O : 可使落
葵红色素溶液的吸光值下降3 . 3 肠 、 3 . 7 8%, 1 肠、 5 肠抗坏 血酸可使色素溶液的吸光值下降
3
.
9 a帕、 s . 4 e肠 , o . o O 2 5 M 、 o . o s o o M N a : 5 0 3使色素溶液吸光值下降 6 . 4 5肠、 2 0 . 0 4肠 ,
S n C 1 2则使色素溶液严重褪色 , 因 S n + “水解产生沉淀 . 难以确定准确的吸光值 。 ( 3 ) 金属离
子 F e 。 + 、 A I “ 十 、 C a “ 十降低落葵色素的稳定性 。 C a “ + 影响较少 , o . o o 5M 、 。 . l o oM C a C I: 可
使色素溶液的吸光值下降4 . 86 帕、 9 . 37 肠 ; F e 3 +与落葵红花色普鳌合产生褐色沉淀 , 当 F e “ 十
浓度大于 5 p p m时即可产生褐变 , o . o o 2 5M 、 o . O SOo M F e 吕 + 可使落葵色素溶液吸光值下 降
52
.
16 肠、 57 . 16 肠 , 没有明显的吸收峰 ; A 13 + 也能与花色素普鳌合使色素褪色 ,但由于 A l , 十
水解产生沉淀使溶液混浊 , 吸光度降低幅度不大 ( 见图 3 ) 。
综上所述 , 氧化还原剂和金属离子对色素稳定性均有影响 , 在提制色素和食品着色时应
尽量少用具有氧化还原作用的添加剂 , 避免使用金属尤其是铁制的器皿 , 在提制剂中加入适
量柠檬酸 , 可与金属离子鳌合 , 降低金属离子的褐变作用 , 还可以调节酸度 , 使花色普形成
红色黄样盐 , 发出最佳色调 。
le.
卜.卫.
!
`忿飞.,.匕口,唯`ō旧月ù,r.n自.n.们引.11OD I· 2
叫 `产仆O卜份一代士一寸万一 t 匕钓目 斗切 OUe 叉口
仆00乃州
.1.0叨崎
5和 与60 撇 柳入 ( n爪 撇 加 U入 (介爪 )
图 吕 C a Z 十 、 A l “ + 、 F e 3 十对落葵红色素稳定性的影 响
五 、 贮 存 性 质
已经知道 , 落葵红色素对光 、 热 、 酸碱敏感 , 在贮存用该色素着色的食品时应考虑这些因
素 。 现将几种不同条件下贮存的色素溶液测定吸光度 , 算出色素的残存率 , 发现 : ( 1 ) 低
温有利于色素的贮存 。 在 4 ℃保存的落葵色素水溶液 l 个月后色素残存 率为室温保存的 7 . 3
倍 , 2 个月后为 8 . 1倍 , 3 个月后为 2 , 7倍 , 常温保存 l 个月已有黑色沉淀 , 4 ℃保存 2 个月
仍色泽鲜艳 , 3 个月后才开始出现沉淀 。 ( 2 ) p H 3 、 4 利于色素贮存 。 低 浓渡 的酸可抑
制酶的活性 , 用 1 . 0肠 ~ 1 . 5肠盐酸提取的色素溶液 , 即使在室温下保存 3 个月仍然清彻透明
无霉变 。 ( 3 ) 用 0 . 5 ~ 1 . 5呱苯甲酸作防腐剂 , 室温保存 4 个月无霉变 , 色素残存率比对照
增加 15 . 5肠~ 3 5 . 4肠 。 ( 4 ) 避光保存可提高色素的残存率 , 加防腐剂后避光保存效果 更 好 。
六 、 安 全 性
联合国粮农组织与世界卫生组织添加剂专家委员会 1 9 7 7年 第 21 次报告中指出 : “ 凡从 已
知的食物中分离出来 , 化学结构上无变化的色素 , 又应用干原种食物 , 其浓度又就是它在哪
了9
种食物中的正常天然浓度时 , 对这种产品可视为食品而不需要毒理学资 料 ” 〔 色 , 。 1 。 他 们认
为 , 在 食品中使 用天然色素由来已久 , 天然色素正象蔬菜和谷类产品那样 , 没有证据说明
它们具有毒性 。 落葵红色素是从蔬菜落葵果实中提取分离出来的花色普 , 用于食品着色量仅
为 0 . 1~ 0 . 5肠 , 低于果实中色素的含量 。 有毒重金属汞含量只有 o . 01 1 8 p p m , 铅 含 量 只有
0
.
15 8 p p m
, 远低于联合国 F AO / W H O 食品添加剂专门委员会制订的指标 〔 ’ “ 〕 。 因此 , 可
以认为落葵红色素安全无毒 。
落葵营养丰富 , 落葵红色素提取方便 , 色泽鲜艳 , 原料易得 , 安全无毒 , 值 得 开 发利
用 。 建议种植和提制 色素综合利用 . 夏收菜 , 秋收果 , 一次播种 , 两次收获 , 降低成本 , 节
省资源 。
参 考 文 做
( 1 〕 黄祖佑 , 1 9 8 7 , 我国食品添加剂的现状和发展前景 ( 二 ) 。 食品 、 饲料添加剂信息 ,
( 3 )
:
4 ~ 5
。
〔 2 〕单成双译 , 19 8 3 , 从 日本专利所见的食用天然色素 。 食品科学 , ( 7 ) : 34 、 37 。
〔 3 〕 施海根等 , 1 9 8 5 , 发展天 然食品添加剂 。 食矗与发酵工业 , 一 ( 4 ) : 73 ~ 76 。
〔 4 〕 浙江农业大学主编 , 1 9 7乳 蔬菜栽培各论 。 农亚出版社 , 15 5~ 156 。
〔 5 ) 中国科学院植物研究所主编 , 19 8 5 , 中国高等植物图鉴 , 科学出版社 , ( 一 ) 61 9 。
〔 6 〕 北京医学院 、
2 8 7 ~ 2 9 2
。
〔 7 〕 B r o u i l l a r d ,
北京中医学院主编 , 1 9 8 5 , 中草药质芬化李 。 人民 卫 生 出版社 ,
J
·
E
一
( 飞9 7 7 ) J`人 m · C h e m S o e . , 9 9 ( 5 ) , 一3 5 9 、
1 3 e 4
,
9 9 ( 2 6 )
a n d D u b o i
’
s ,
8 4 6 1 、 8 4 6 6
〔8 〕 刘志皋 , 1 9 5 1 , 花青素普着色剂 。 食品科学 , ( 1 2 ) : 9 ~ 1 2 .
〔 9 〕 高鹤娟 , 19 8笋, 食品添加剂安全评价的动向 。 食品科学 , ( l ) : 25 ~ 31 。
( 1的 天津轻工业学院食品添加剂科研组 , 1 9 8 1 , 甜菜红色素的提制与应用 。 食品科学 ,
( 8 )
:
3 ~ 6
。
P R E L IM IN A RY S T U D Y O N T H E N A T U R A L F O O D
P IG M E N T O F R E D M A L A B A R N IG H T S H A D E
L i u X i a n m
、
i n g
A B S T R A C T
T h e n 妹 t r i e n t e o n s t i t u e n t o f R e d M a l a b a r N i g h t s h a d e
, e x t r a e t i v e P r o e e s s
o f i t s P i g m e n t a n d t h e e f f e e t s o f l i g h t
,
h e a t
, a e i d 一b a s e o x i d i z i n g 一 r e d u e i n g
a g e n t
, a n d m e t a l l i e i o n
`
o n t h e s t a b i l i t y o f p i gm e n t w
e r e s t “ 由 e d 一 T h .
p r e s e r v e d p r o p e r t少 a l ” 0 d i s e u s s e 4 ,