全 文 ：第 1 4卷 第3 期
2 1 0 0年 9月
海南师范学院学报 《自然科学版 )
J OUA R NL OF HA A I N N NOR MA U LI N、呢 R SIY T( A T U R NA LC SI E N既 ) o Vl1 4决 p No
.
3
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2 0 01
高梁泡红色素及其稳定性研究
陈炳华 , 刘剑秋
(福建师范大学生物工程学院. , 福建 福州 3 5 0 0 07)
摘 要 :对 高梁泡红 色素的提取 , 及其对 光 、 温度 、 p H 位 、 氧化剂 、 还 原剂 等稳定 性进 行 了研
究 。 结果表明 , pH 值对高梁泡红 色素 的影响 明显 ; 在酸性 条件下 , 该 色素对光和 热有较好的衬受
性 , 有一定 的衬还原性 , 但杭氧化性较差 。 该色素属水溶性花青替类色素 , 可作为断型天然食用 色
素加 以开发利 用 。
关键词 : 高梁泡 ; 红色素 ;称定性
中图分类号 : 9Q 46 . 83 6 ;助63 . 加 1 文献标识码 : A
天然食用色素以其安全性较高 、 色调柔和及市场潜力大等特点 , 受到食品行业和广大消费
者的欢迎 , 近些年来的研究工作也十分活跃川 。 天然色素主要存在于植物体内 (如果实 、 花瓣
及叶片等 ) , 福建省境内植物色素资源很丰富 , 目前远未得到开发和利用 。
高梁泡 ( R ub u : la m be rt 记 n u : se r . )是优 良的野 生悬钩子种质资源之一〔“ 〕, 分布广东 、 广
西 、 浙江 、 云南 、 福建 、 台湾等省区 , 生于海拔 50 m 左右的山坡灌丛 、 沟谷和路旁〔3 ] 。 高梁泡植
株具有结果早 、 产量高 , 耐瘩薄 、适应性广等优点 ;果实组成果穗 , 成熟时橙红色 , 柔软多汁 , 营
养成分丰富 , 酸味纯正 , 尤其是含稳定性较好的红色素 ,适宜加工成果汁 、 果酒等或提取色素用
于果汁饮料的添加剂 〔4 ] 。 据报道 , 橙红 一 红色类的悬钩子果实中主要含天竺葵色素 、 飞燕草
色素及糖昔 〔5」, 高梁泡果实属于这类型 ,但其色素稳定性研究未见详细报道 。 为此 , 我们以高
梁泡的成熟果实为供试材料 , 对该色素的稳定性进行了研究 , 本文侧重于红色素的提取 , 及光 、
温度 、 p H 值 、 氧化剂和还原剂对其稳定性的影响 , 为进一步开发利用这一丰富的悬钩子资源提
供科学依据 , 而有关金属离子和常用食品添加剂对色素稳定性的影响 , 将另一文报道 。
1 材料与方法
1
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1 材料
高梁泡成熟果实采自福建省永泰县青云山境内 。 采回后 , 立即洗净 , 沥于 , 用塑料袋分装 ,
置于 一 2 5℃冰箱中保存 , 备用 。
1 2 方法
1
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2
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1 高梁泡红 色素的提取
将高梁泡果实捣碎 , 用酸性乙醇浸提 2 次 , 抽滤得色素提取液 。 滤液减压浓缩得色素浸膏
粗品 , 再用 75 % 乙醇除去果胶 , 减压旋转浓缩得色素浸膏 ;或直接用 p H 3 . 0 的磷酸盐缓冲液提
取得红色素浓缩液 , 备用 。
收稿 B期 : 2 0 0 1一 03一2 0作者简介 : 陈炳 华 ( 19 7 0一 ) , 男 , 硕士 , 讲师 , :乞要从事于福建资源植物化 学的科 研及植物学教 学工作 , 已正 式发表论
文 12 篇 。
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陈炳华 , 刘剑秋 : 高梁泡红色素及其稳定性研究
1
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2
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2 色素的溶解性
常温下 , 取少量色素浸膏分别用水 、 苯 、 丙酮 、 正丁醇 、 10 % 乙酸 、 95 % 乙醇 、 乙醚 、 乙酸乙
醋 、 环已烷 、 石油醚 、 H CI 一 乙醇液等进行溶解实验 。
1
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2
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3 色素溶 液的光 谱特性
分别配制一定浓度的 p H 3 . 0 磷酸盐缓冲液和 HCI 一 乙醇色素溶液 , 用岛津 U v 一 2 2 01 型
紫外可见光分光光度计扫描 , 波长范 围为 20 一 7 0 n m , 记录各自的吸收光谱图及最大吸收波
长 (人m a x ) 。
1
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2
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4 pH 值对 色素溶液稳定性 的影响
用 K CI 一 H CI 、 柠檬酸 一 磷酸氢二钠和硼砂 一 N a O H 缓冲液配制成含等量色素 、 p H 值为 1
一 1 2 的系列溶液 , 于室温下观察不同 p H 值溶液中色素液颜色及吸光度 ( A 值 )的变化 。
1
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2
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5 色素溶液 的光穗定性
取 p H 二 3 . 0 的磷酸盐缓冲和 H CI 一 乙醇色素溶液 , 装入具塞无色透明的 比色瓶中 , 分别
在室内朝光处 、 日光灯下 ( 3 50 L x 左 右 ) 和黑 暗 中放置 3 O d , 每 Z d 分别在最 大吸收 波 长
( 5 0 0 n m )处测一次 A 值并目测颜色变化 。
1
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2
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6 色素溶液 的热稳定性
取 p H = 3 . 0 的色素溶液 , 分别置于 40 ℃ 、 60 ℃ 、 80 ℃ 及 10 ℃ 的恒温水浴中处理 , 每隔
30 m in 取样 , 待冷却后 ,在最大吸收波长 ( S O 0 n m )处测 A 值 , 并观察溶液颜色变化 。
1
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2
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7 色素溶液 的衬氧化还原性
以 玩O : 溶液作为氧化剂 , 配制含不同 玩姚 浓度的等量色素试验液 , 室温下避光密闭放
置 60 m in , 每隔 15 m in , 在最大吸收波长 ( 5 0 0 n m )处测一次溶液的 A 值 ;以 N aZ s O 3 溶液作为还
原剂 , 配制含不同 N aZ s仇 浓度的等量色素试验液 , 室温下避光密闭放置 30 m in , 每隔 15 m in
在最大吸收波长 ( 5 0On m )处测一次溶液的 A 值 。
2 结果与讨论
2
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1 溶解性
常温下 , 高梁泡红色素不溶于苯 、 乙醚 、 乙酸 乙醋 、 丙酮 、环已烷 、正丁醇 、石油醚等溶剂 , 能
溶于水 、 H CI 一 乙醇 、 乙酸等极性溶剂 , 属于水溶性红色素 。
2
.
2 光谱特性
可见光 区的光谱特性
5 「 一 PH 3 · 。缓冲液~ ~」 . 一月~ p H3 . 0 } I C I 一 E t 0 I I
.0
咬侧米多
4 0 0 4 4 0 通6 5 4 8亏 5 ( )5 52 5
扫描波 长 / r l。
5 5 ( ) 5 9〔)
图 l 高梁泡红色素的光谱特性
F i g
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1 s p e e t r
u n l p r o p e r t l e s o f
r e d p
l g m e n r f
r o 。 尺 u白u : 毛a m 占e r t之a n u : S e r
海 南 师 范 学 院 学 报
在紫外光区( 0 0 2一 40 0 n m) , p H 3 . 0 高梁泡红色素液有二个吸收峰 , 分别在 243 . s n m 、 2 71 .
sn m 处 ,而 H CI 一 乙醇液亦有二个大吸收峰 , 即 2 3 5 n m 和 2 6 9 n m 处 ;在可见光区 , p 3H . 0 色素
液在 50 n m 处有一最大吸收峰 , 而 H CI 一 乙 醉液却有二个小吸收峰 , 它们是 4 4 4 n m 和 4 75 .
s n m (见图 1 ) 。 由此可见 , 高梁泡红色素在紫外区有两个强烈的吸收峰 , 即在 2 4 0 n m 以下和在
2 7 8 n m 左右 , 与有关文献和图谱比较〔6 J , 这些都是花色昔类色素的特征吸收谱 , 从而证明该色
素属于花色昔类化合物 。
2
·
3 p H 值对色素溶液稳定性的影响
其结果见表 1 。
表 1 不同 p H 值对高梁泡红色素的影响
T a b
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j E f fe e t s o r d i ff e r en t p H v以u e s 。 n : e d p i ,孙 e n t fomr 尺u占二 : 加 m` e rt 乞a n “ : S e r
0 4
.
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颜色
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红
红
红
红
0
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5 0 0
浅红
浅红
淡紫
浅褐
浅紫
褐
酱红
黄褐
暗红
黄褐
红褐
黄
红褐
黄
勺úlnJ日口
一、些川由
n曰
1ō50做敞ō50纂
从表 l 可见 ,在 p H I . 0一 6 . 0 之间 , 高梁泡红色`素溶液最大吸收波长 ( 50 ~ )没有变化 ,但其吸光度则随 p H 值的增大而急剧降低 ;当 p H 值高于 6 . 0 时 , 该色素在可见光 区的特征吸收
峰消失 。 同时 , 色素液颜色受 p H 值影响较大 , p H < 4 . 0 时呈橙红色 , p H 在 4 . 1 一 12 . 0 之间 ,
其颜色从浅橙红~ 浅紫` 红褐色 , 24 h 后 p H ) 9 . 0 的溶液变成黄褐色 , p H > n 为黄色 。 这些
性质与花色昔类色素对酸碱的呈色反应变化规律很相似 〔6〕 ,其原因是 由于在不同 p H 溶液中 ,
高梁泡红色素化学结构发生变化所致 。
2
.
5 光对色紊溶液稳定性的影响
其结果见图 2 。
炭侧米乡
1 1 胜 . t L 全 1 1 胜 I
1 0 12 14 16 18 2 0 2 2 2 1 2 6 2 8 3 0
放置时间 / (l
图 2 光对高梁泡红色素德定性的影响
F ig
.
2 E ff e e t s 。 f lig h t 。 n th e 、 t a bi li t y 。 f r e d p lg m e n t for m 尺 u西u 、 玩 m占e汀￡a n u : S e r
图 2 表明 , p H 3 . 0 色素溶液分别于上述三种不同条件下放置 3d0 , 期间其吸光度值均不断
下降 ,其中日光灯下的色素液 12 d 后 , 下降幅度趋强 ;不过 , 前两者条件下 , 色素液的稳定性很
相似 ,而且室内漫射条件下的光稳定性稍优于暗处 , 其原因有待于进一步探讨 。 从色素溶液颜
9 9
陈炳华 , 刘剑秋 : 高梁泡红色素及其稳定性研究
色变化和保存率看 , 在 日光灯照射下 , 溶液颜色 12 d 内开始 明显变化 , 30 d 后由橙红变成浅橙
红色 , 存率仅 21 . 35 % ;室 内自然光和 暗处放置条件下 , 则相对较稳定 , 存率为 46 . 75 % 。 因此 ,
该色素的光稳定性较强 。
2
.
5 温度对色紊溶液稳定性的影响
其结果见图 3 。
团内bLnnù0阅侧米豁
0 3 0 9 0 1 2 0 15 0
放置时间 / im n
18 0 2 1 0 24 0
图 3 温度对高梁泡红色素稼定性的影响
F ig
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3 E f fe e t s o f r e m p e ar t u er o n t h e s t a bi一i t y 。 f : 记 p ig m e n t f
omr
尺二 6。 : 加。 & r t勿 n u : eS r
图 3 表明 p H 3 . 0 色素溶液分别于上述 4 种温度条件下处理 240 m in , 在较低温度条件下 ,
溶液吸光度相对较稳定 , 变化幅度很 小 ; 于 80 ℃ 温度处理下 , 色素溶液的吸光度值下降较明
显 , 而 10 0℃条件下则影响最大 , 如 240 m in 后 , 色素存率仅为 34 . 10 % 。 可见在 80 ℃ 以内 , 该
色素耐热性较强 ;随着温度升高 , 该色素耐热性逐渐降低 , 色泽由原来橙红色逐渐变浅 , 加工时
宜在低温条件下 ( < 60 ℃ )进行 。
2
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6 色素溶液的耐奴化还原性
结果见表 2 、表 3 。
表 2 色素溶液的耐扭化性
T a b
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2 R es i s t an e e o f p 1g m e n t sol
u t io n t o o x ide
时间 / m in H
Z
q 浓度 / %
吸光度 A
存率 /%吸光度 A
存率 /%
吸光度 A
存率 /%
0
.
0 9
0
.
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. .二7
.
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.
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.
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.
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9 9
.
1 3
0
.
6 8 3
9 8
.
8 4
0
.
2 1 1
3 0
.
8 9
0
.
15
0
.
3 8 2
5 5
.
2 8
0
,
2 6 1
3 8
.
1 0
0
.
1 6 0
2 3
.
4 3
0
.
3 0
0
.
2 7 2
3 9
.
3 6
0
.
16 8
2 4
.
5 3
0
.
1 13
16
.
5 4
0
.
60
0
.
16 2
2 3
.
4 4
0
.
1 16
16
.
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0
.
12 5
1 8
.
3 0
0 9 0
0
.
13 5
19
.
5 4
0
.
10 2
14
.
8 9
0
.
0 9 2
13
.
4 7
1
.
2 0
0
.
1 12
16
.
2 1
0
.
0 8 2
1 1
.
9 7
0
.
0 7 0
10
.
2 5
J`00
.1凡J6
从表 2 可见 , 随着 玩 q 浓度的升高和放置时间的延长 (60 m in 以内 ) , 色素溶液吸光度迅
速下降 , 颜色也随之变浅 , 并很快褪去 。 从色素液的存率看 , 浓度为 0 . 09 % 玫O : 时 , 60 m in 后
为 30 . 89 % , 而含 1 . 20 %玩 q 液仅为 10 . 25 % , 表明浓度愈高 、 处理时间越长 , 色素液 的影响
愈大 , 说明该色素抗氧化性差 , 这些与同属黑毒川汁抗氧化性相似 , 因此使用时应尽量避免与
氧化剂接触 。
1 0 0
海 南 师 范 学 院 学 报
表 3 色紊溶液的耐还原性
T a b
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3 R es i s tan e e o f p
l `
g me
n t
sol
u t io n r o t h e r e d u e tan t
时间 /m in N 处S 〕
3 浓度 ( /m o l /L )
吸光度 A
存率 /%吸光度 A
存率 /%
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0
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0
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0
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一 3
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0
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4 4
.
4 4
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一 3
0
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4 0
.
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.
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.
9 8
0
.
40 x 10
一 3
0
.
2 76
3 9
.
32
0
.
2 75
39
.
6 8
0
.
5 0 x 10
一 3
0
.
2 6 3
3 7
.
4 6
0
.
2 5 9
3 7
.
3 7
表 3 表明随着色素溶液中还原剂 N aZ SO 3 浓度的增加 , 溶液的吸光度则下降 , 浓度愈高 ,
吸光度值愈低 , 但在 o . 2 x 10 一 3一 0 . 5 义 10 一 扭·浓度范围内 , 下降趋势和存率均变化不大 , 存率为
4 0 %左右 , 且溶液的吸光度不随放置时间延长而继续下降 。 表明 N aZ s O 3 对高梁泡色素液 的
影响是短暂 , 而且关键在浓度高低 。 说明该色素具有一定的耐还原性 。
3 讨论
1) 高梁泡红色素属水溶性色素 , 其主要成分为花青昔类化合物 。 该色素对温度的稳定
性较好 ;在不同 p H 值条件下 ,该色素呈现出不同的颜色 , 当 p H < 4 时 ,呈现橙红色 、性质稳定 ,
适于果汁饮料的添加剂 。
2) 由于高梁泡红色素的耐氧化还原性能较差 , 不适应于发酵食品〔’ ] ,贮存时应密封 、尽
量避免与空气中的氧或还原剂接触 ;光对其色素水溶液的稳定性也有影响 , 应避免强烈直射光
照 。 因此开发利用过程中 , 要严加控制 、扬长避短 , 以提高该色素应有的风味 、 色泽和品质 , 才
能充分发挥其应用价值 。
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2 0 一 2 4 .
(贵任编辑 黄 澜 )
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T h e Pi gm e n t be lo n g
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n a t u r a l e d i b le Pi g m e n t
.
I t i s w o r t h y o f e x P lo i t a t i o n a n d u ti li z a t io n
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K e y w o dr s : R u b u s la m be r t ia n u s S e r
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10 1