全 文 ：天然落葵红色素稳定性实验研究
曹玉英 胡隆墓 唐忠惠 叶 其
(中 科 院 成 都 生 物 研 究 所)
提要 :从落葵科落葵属桩物落葵 B ( ase l! arub r a L .) 成熟果实中提制 的 落葵 红色素 , 其着色力极
好 , 在p H 3一 7范围内呈较鲜艳的紫红 色。 光照 、 加 热和 eF 卜 。 eF 卜 、 C u Z+ 等余属离子的加入 , 有
使该 色素受到 破坏的趋势。 当添加适量的抗坏血酸后 其光稳定性可 以得到 改善。 .
. 关铃词 . . 落葵 色素 稳 定性
. 盔古运 . 昌 ~月lJ 舌 材料 、 方法与结果
落葵是落葵科落葵属植物 , 成都叫软浆
叶 , 学名 B as el al ur br a L . 。 叶 和 嫩茎中含
有多种维生素以及丰富的铁和钙质 , 还含有
葡聚糖 、 多种有机酸 、 蛋白质 、 多种氨基酸
和冬胡萝卜素等 。 它不仅是一种营养丰富供
应期长的蔬菜 , 而且具有清热 、 滑肠 、 解毒
和凉血之功效 。 果实 中含有无害的紫红色物
质 , 落葵红色素就是从其果实 中用物理方法
制取的 。 经卫生学 、 毒理学检查以及应用试
验证明 . 该色素安全 、 无毒 、 无副作用 , 是
一种新型的天然食用红色素 。 它的主要化学
成分为甜菜普 , 特征吸收峰位置在 5 38 m m 附
近 (甜菜贰的特征吸收为 53 8m m ) , 它 易 溶
于水与稀 乙醇 , 可溶于 甲醇 , 不溶于丙酮与
醚类等其它有机溶剂 , `它颜色鲜艳 、 着色力
强 , 可用于果冻 、 发面食 品 和 蜜 饯等的着
色 。
色素在生产 、 贮藏及使用等方面都不免
要受到一些外 界 因 素 的影响 , 如温度 、 光
照 、 p H值变化 、 金属离子 的 带 入等 。 本实
验 ;l{J 目的是为了弄清这些因素对落葵红色素
稳定性的影响 , 以便指导生产和应用 。
1
. 实验材料 ’ ` 一 “ ·
本所天然色素组于1 9 8 6一l r98 7年间在宜
宾金沙江香料 厂试验获得的粉末状落葵红色
素样品 。
2
。 主要仪铃与药品
日本岛津 U卜 24 0紫外— 可 见 分 光光度计
成都科学仪器厂p珊毕 3A酸度计
日本岛津 LI B R O R一 2 80 电子读数天平
上海顾村光学仪器犷三用紫外分析仪
抗坏血酸 C 。 .P
F昭 0 ` , 7氏 0
eF cl
: · 6氏 0
c u s o . 乙肠玩 p
z ns 仇冲玩 0
M邵仇
A
。
R
。
A
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一
R
-
暇台O盆、 .A .R
N熟声q . .A .R
3
。 实脸方法与结果
样品原液的配制 :
准确称取 1 9 8 7 . 9一 10 月试验获得的色素
DOI : 10. 16333 /j . 1001 -6880. 1989. 01. 008
混合样品 1克 (准确 至 O。 0 1
克 ) , 用重蒸水溶解后 转 入
1 0 Om l容量瓶中 , 用 相 同的
水稀释至刻度 , 摇 匀 , 备
用 。
h 热稳定性试验 :
1一 1 . 温度对色素稳定
性的影 ]!向:
准确分别吸取 l m l样 品
原液于 5个 1 0 m l容量瓶 中 。
用 p H S 。 38 的 H A -c aN A c缓冲
i二彝 与犯川拍O
液稀释至刻度 , 摇匀 。 然后分别在 40 ℃ 、 60 ℃ 、
75 ℃ , 90 ℃恒温水浴上加热 30 分钟 , 冷至室温
在 U V 一 2 4 0上 ,用 l e m厚的石英比色皿 , 以未加
热的样液作对照 , 相应的溶剂作空白 , 波长
4 0 0一 7 0 On m范围作光谱扫描与吸收值测定 ,
结果见表 1 。 图1 。
图 2 受热时间对色案粗定性影响光僧圈
同 1一 1) , 光谱扫描结果见图 2 , 吸收值列于
表 2 。
表 2 受热时间对落葵红德定性影晌实验结果
编号
受热温
度 ( ℃ )
受热时
间(分 )
表 1 温度对落葵红稳定性影响实验结果
o (对照 )
J
2测定样
液编号
受热时
间 (分 )
受热温
度 ( ℃ )
吸光值
( 5 3 5 n m )
备注
室温 ( , o )
7 5
7 5
7 5
4 一
l 0
2 0
3 0
4 0
0
。
3 0 4
0
。
2 5 2
0
。
2 1 0
0
。
1 7 5
0
。
1 5 8
3 0
3 0
3 0
3 0
3 0
室温 ( 2 0 )
4 0
6 0
7 5
9 0
0
。
3 0 5
0
。
3 0 3
0
一
2 5 4
0
。
1 9 6
0
。
0 6 1
巍
叮.之O店 凡。。. 。
.2 耐紫外光试验 :
在 6个 1 0 m l容量瓶中 , 均 准确加入 l m l
样品原液 , 用 pH .S 38 H A c 一N aA c缓冲液稀至
刻度 , 摇匀后分别倾入 10 0m l烧杯 中 , 除对
照外同时置于 20 W紫外灯下分 别 照射 1 。 5 、
3
.
0
、
4
.
5
、
6
.
0
、
.7 5小时 , 照 射 距 离 为 45
cm
, 照射毕后进行光谱和 吸收值的测定 (见
表从 图 3 ) , 测定条件同1一 1 o)
gJ乙ùù,
,ù4
…吓气
吞20口
4 00
.
0
图飞 温度对色素穗定性影响光谱图
1一 2 . 受热时间对色素稳定性的影响:
实验样液的配制同1一1 。 样液配好后同
时释于 7 5 ℃恒温水浴中分别加热0] 、 2 0 、 3 0 、
4 0分钟 , 冷至室温后再进行测定 (测定条件
图 3 紫外光照对色素稳定性影晌扫描光谱
贬 一 6 2 .
光照对落葵红祖定性影晌实验结果 不同缓冲液 H p值的浏定结果
照射时间
(小时` )
照射距离
( c
z” )
吸收值
(5 3 5 抢 m )
表5
编号 缓冲液名称 p U值
,一口万表一编
0 (对照 )
1
2
3
4
5
4 5
4 5
4 5
廷5
返 5
…3 0 3 12…
}
。 · 2 6召
… 。 ’ 2。 。
一 0 , : , · , ,
}
3
. 抗坏血酸对色素稳 定 性影响试验 : 红
H A c 一N a 八c
K C卜 H C }
I于A e 一 N a A c
H A c 一N a A e
N a O H一 K H Z P O 4
N a 0 H
一 K H : P O `
N H 3一 N H汤C l
N 至飞: 一 N H ` C l
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5
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3 8
2
、
3 5
石 。 8 5
1
。
9 4
5
.
9 5
6
。
7 C
8
。 了8
公 之弓6
1 0
。了4
准确吸取 l m l样 品 原 液于 5小爪容 量 瓶
中 , 一式 9份 , 用上述不同的缓 冲 浓分别定
容 , 摇匀后作光谱扫描 (条 件 同 、一 1) , 在
室溢下放 置 2廷小时再测定一次 ,结 准见 图 5 ,
图 6 。
骨你子犷
.----
l
, ,.愁食`石
将盛试验溶液的 3个 1 0 m l烧杯同时置于
波长为 2 3 5 7人和 3 6 5。人的双管紫外灯下照射
沙时 , 然后作光谱扫描和吸收值的测定 (条
件伺 1一 1 ) , 结果 见 表 4 、 图 4。 试验液的配
制方法是 : 准确 吸 取 2m l样 品 原 浪 , 用 p H
乳 3 8H A o N a A c缓冲液 定 容于 1 0 m l容觉瓶
中 , 摇匀 。 再分别吸取 I o m l该液于 3个 I c o m l
容量瓶中 , 并在其中加入不同量的抗坏 亚酸
(浓度分别达。肠 、 。 . 05 肠 、 0 . 1肠 ) , 以 p H 乐 . 38
HA -c N a A c 缓冲液定容摇匀 后 转入烧杯中 。
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抗坏血酸对色素稳定性影响光谱图
V
`对色素祖定性影响实验结果 入
万图和
一伽匕0.卜40。.O
加 v e量
( g /m l )
照射时间
O知咬0编号 ( h r 。 )
照射距离
( c m )
吸收值
( 5 3 5 n m )
、 \入
0
O
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0
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l
1 4
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5
1 4
。
5
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。
5
0
。
0 8 0
0
。 王2 3
0
。
1 2 4
4。 耐酸 、 碱性试验 :
按常规方法配制不同的缓冲谁 , 配好后
嚷酸度计上侧出实际 pH值 (见表 5) 。
不同p H条件对色素稳定性影响光谱图
圈5 当时扫猫结果
5
. 金属离子对色 素 稳定性影响试验 :
在 25 个 1 0 m l容量瓶中均准确加入 l m l样
。 一
6 3
。
度钩金属离子的基础溶液 (按 常规 方 法配
制 ) , 同样用蒸馏水定容 。 色 液 中每种金属
离子的浓度均分 别为 2 0 p pm 、 4 o p p m 、 i o o p p m
左右三个等级 。 观察记录当时以及放置过程
中溶液颜色的变化 , 并作光谱扫描和吸收值
的测定 (测定条件同 1一 1 ) , 结 果 如表 6和图
7所示 。
.0切白.砧认O丫`
,--尸嘴,,几硬
;
.. .杀币犷山`--`r
!
,`叮若ù` -r有布
O5
讨 论
1
. 同一浓度的色素溶液 , 当受热时间相
同 , 而受热温度不 同时 , 色素的稳定性随温
度的升高而降低 。 当其温度升高到 90 ℃以上
时 , 色素的吸收值急剧下降 , 表 1与图 1均可
说明这个问题 。
2
. 从表 2和图2中不难看 出 , 相同浓度的
色素溶液在 75 ℃水温中加热不同时间 , 其稳
定性随受热时间的延长而逐渐下降 。 加热 40
分钟后吸收值下降 50 肠左右 , 可见 , 受热时
间越长对色素的稳定性越不利 。
3
. 紫外光的直接照射 , 使色素的稳定性
呈下降的趋势 , 照射时间越长这种趋势越明
显 。
4
. 从表 4和、图 4中可以清楚地着到 : 抗坏
血酸的加入对色素的稳定起了 保 护 性 的作
用 。 在同等条件下 , 不加抗坏血酸的色液其
吸收值只有 0 . 08 , 而抗坏血酸的加入使其提
高了 1 . 5倍之多 。
5
. 实验结果表明 : 该 色 素 在 pH 3一 7之
间色调稳定 , 尤以 pH S一 6之间 最 好 。 p H )
8
.
78 时 , 最大吸收移向长波方向 , 色液也 由
红变紫 ; 当其放置 24 小时后 , 色 液 变 为 黄
色 , 特征吸收移向 4 0 lun 左右
。 因此 , 卫H 》
8
.
7 8时对色素的稳定 性 有 极 为 不 利 的 影
响 。
6
. 从表 6中可以看出 : 在室 温 下放置 12
天后的色液 , 当添加有M g Z+ 、 K + 、 N a + 离子
即使其浓度 > 10 0P pm时 , 其 外观 或吸收值
均与对照相近 , 说明这几种金属离子对色素
的稳定性几乎不影响。 添加了 Z 莞+ 、 A 13十离
-口
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。 .
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..月-,口盆二.ó.口勺
答一4。0
.
O
不同p H条件对色素稳定性影响光谱图
图 6 24 小时后扫描结果
品原液 , 其中一瓶 用 蒸 馏 水定容 , 作为对
照 。 其余瓶中分别加入一定量的各种不同浓
丫
注 :
o一对照
1一 F e Z于
2一 F e 3 十
3一 C u a +
4一 Z n 宝十
5一M g Z十
6一 A 13 +
7- K
+
s we N a
+
。.织O
.` . .` . .` .` .
p刀、 J
,`内
百二
级、 、 、
4 S
图 7
一一二多澳尸
性丝 0
各种金属离子 ( 3 8一 40 PPm 范围内 )
对色素德定性影晌光谁图
表 6金属离子对色素稳定性影响实验结果 -
“ …金辱断 ` 主序离子的 `一 翌竺绝色一 一 ,一 里i卑哼些 5’飞m )一号 . 石杯 { 队发印 p明 } 当 时 …24 小时 以后 … 12天后 当 时 } , 2天后
0
{ 对
·照
一
l
紫红 紫红 紫红 O 。 2 4 4 O 。 1 9 1
F e Z
十
18
。
6 7
3 7
。
3 4
J 0 2
。
7 4
紫纽_ 淡紫红 无色
0
。
2 0 9
O
。
2 0 5
0
。
1 9 0
F e 3
子
1 9
。
2 5
3 8
。
4 9
1 0 2
。
6 4
由紫灰色
迅速变为
无色
无色 无色
阵:C u Z卜 1 9 。 0 63 5 。 7 3
1 0 7
。
1 9
浅棕红色 无色 无色
0
。
1 17
0
。
1 0 4
0
。
0 9 5
Z n
Z
r
1 9
。
6 2
3 8
。
3 4
1 0 2
。
2 4
浅紫红 稍有褪色 明显褪色
0
。
18 7
0
。
16 8
0
.
15 3
0
。
1 2 4
0
。
1 1 1
0
。
0 7 2
八U` .1今自J.二奇遥曰 r土
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1 9
。
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3 9
。
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1 0 5
。
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紫红 紫红 紫红
0
。
2 3 9
0
。
2 3 9
0
。
2 3 3
O
。
1 9 7
O
。
2 0 7
0
。
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4
尸」J.孟`土.月
A 1
3 “ 紫红 紫红 淡紫红
0
.
2 3 1
0
。
2 2 7
0
。
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O
。
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O
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noō`O口ù台1ǐ八匕…自é9dO司子八JUJilē匕ū`8土下,.工.J
K
十
1 9
。
3 8
3 8
。
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1 0 2
。
7 4
紫红 紫红 紫红
0
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2 3 4
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一
2 3 5
0
。
2 3 8
0
。
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。
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N a
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1 9
。
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一
9 4
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。
6 6
紫红 紫红 紫红
0
。
2 3 8
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0
。
1 9 0
0
。
1 9 0
0
。
1 9 5
9é内j49一9习争ú
子的色液放置时间较长时有明 显 褪 色 的趋
势 。 值得注意地是 F e 3 + 、 F e Z + 、 C u Z + 离 子的
加入 对色素的稳定性极其不利 , 甚至浓度 <
20 P m
, 在短时间 内 则 可 使 红 色 全 部 褪
去。
综上所述 , 该色素的光 、 热 稳 定 性较
差 , 特别是热稳定性差 。 若添加适量的抗坏
血酸则可使其光稳定性有改善 。 溶液 的 p H )
沪 8时 , 色调亦 会 受 到 破 坏 ; 金 属 离丁飞
F e 3 十
、
F o Z ` 、 C u Z` 的存在 , 严重地影响 该色
素的稳定 。 因此 , 在生产 、 贮存 、 使用等过
程 中应尽量避免长时间的光照和高温 ; 尽量
避免与 F e a 十 、 eF Z十 、 C u Z + 的接触 ; 使用时 p H
值应控制在 3一7范围 。
抗坏血酸虽能提高该色素的光稳定性 ,
但最佳添加量以及对热 、 对不 同 p H 色 液 等
的稳定性是否也起同样作用 , 尚需作进一步
研究 。
6 5
参 考 文 献
〔均 中国科学院植物研究所主编 : 《中国高等值物图
鉴 》第一册。 科学出版社 ( 1 9 72 )。
〔2〕 四川植物志编辑 委 员 会 编 : 《四 川 植物志 》 。
V o l
.
3
, 四川科学技术出版社 ( 1 9 8 5 ) 。
叮3〕 谭燕贞 : 《天然食用色素红木素 》 . 食品科学 ( 2 ) :
( 1 9 8 7 )
。
〔妇 颜国钦等 : 《苦瓜子中番茄红素之研究 》 中国农
业化学会志 。 V o l . 2 3 , N o . 1一2 。 P . 1 5 1一
1 6 1 ( x g s s )
。
S T U DY O N T H E S T A日I L I T Y O F N A T U R A L B A S E L L A R E D P IG M E N T
C a -o Y
u y i n g ; H u L o n g j i ; T a n g Z h o n g h u i ; Y e Q i
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。
I S a
n e w P i g m e n t
I t w i l l
f o r f o o d
。
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3一 7 。 u n de r the e f fe t h e m e t a l一 i o n s
,
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s F e Z十 , F e 3 + C u Z + e t a l
。
T h e
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吕t a b i l i t y o f t h e P i g r o e nt
a m o u n t o f a s e o r b i e a e i d i n t o
r a y s e o u ld b e
s o l u t i o n o f
K e y w o r d s
:
B a s e ! l a r u b r a L
. ,
P i g m e n t
,
S t a b川 t y
,
6 R
·