全 文 ：基金项目:福建省自然科学基金资助项目(D0610006)。
作者简介:曾亚梅(1983-),女 ,福建莆田人 ,硕士研究生 ,从事植物生态与环境资源方面的研究。 ＊通讯作者
收稿日期:2009-07-27
辅色素对黄瑞木果实红色素稳定性的影响
曾亚梅 1　李　其1　黄芯婷 1, 2　刘剑秋1＊
(1福建师范大学生命科学学院 ,福建福州　350108;2福州第三中学 ,福建福州　350001)
摘　要:测定纯化的黄瑞木果实红色素的光谱性质 , 通过添加不同的辅色剂来提高黄瑞木果实红色素的稳定性 , 研究
在温度 、光照等因素作用下对黄瑞木果实红色素的辅色作用 , 并选择辅色效果明显的辅色剂进行正交实验 , 确定最佳
的辅色条件。
关键词:黄瑞木;红色素;辅色素;稳定性
中图分类号　S888.4　　　文献标识码　A　　　文章编号　1007-7731(2009)17-25-03
EfectsofAccessory-pigmenton Enhancing stabilityofRed Pigmentfrom Adinandra
miletiFruit
ZengYamei etal.　(ColegeofLifeSciences, FujianNormalUniversity, Fuzhou350007, China;2 FujianNO.3 Middle
school, Fujian350001, China)
Abstract:ThespectrumcharacterofnaturalRedPigmentfromAdinandramillettiiFruitisdetected;Toenhancingstability
ofRedPigmentfromAdinandramilletiibyusingdiferentaccessory-pigment, itwastestedthattheeffectoftemperature
andlight.Byorthogonalexperiment, wefindtheoptimumconcentrationcombinationforfourkindsofaccessory-pigment.
Keywords:Adinandramilletii;RedPigment;accessory-pigment;stability
　　食用色素可以分为合成色素和天然色素两大类 。合
成色素是由人工合成方法所制得的有机色素 ,具有稳定性
好 、着色强度高 、使用方便等优点。然而 ,随着医学毒理学
和生物学研究工作的发展 ,合成色素由于其大多数种类对
人体有毒害作用而逐渐被天然植物色素替代 [ 1] 。天然食
用色素主要从自然界的各种植物中提取 ,它的优点是具有
营养价值和生理活性 ,相对合成着色剂而言 ,更加安全无
毒 ,符合绿色食品的发展潮流 [ 2] 。
花色甙类色素是食用色素中人们最熟知的一大类天
然色素 [ 3-5] ,是许多果汁 、饮料 、果脯理想的红色素 ,但天
然色素的品质不容易控制 ,一般易受 pH、金属离子影响 ,
耐热和耐光性差 [ 6-7] 。鉴于上述原因 ,笔者将对花色甙稳
定性做进一步的研究工作 ,希望能在天然色素中加入某些
食用添加剂 ,起到辅助成色并提高花色甙稳定性和着色增
强的作用 。本实验通过添加色素辅助剂来提高其稳定性。
实验结果表明辅色剂中苹果酸 、丁二酸 、对经基苯甲酸 、十
二烷基硫酸钠等四种物质组合的辅色效果显著。正交实
验得出的最优组合为:苹果酸 0.08%、丁二酸 0.06%、对
经基苯甲酸 0.12%、十二烷基硫酸钠 0.06%。在添加了
最优组合的辅色剂后 ,黄瑞木果实红色素的性能得到最大
程度的提高 ,明显优于许多天然色素 ,为扩大其利用范围
提供了理论依据。
1　材料与方法
1.1　材料　黄瑞木(Adinandramileti(Hook.etAm.)
Benth果实采摘自鼓山 ,位于福州市东郊 、闽江北岸(东经
119°23′55′,北纬 26°03′07′),挑选成熟饱满的黄瑞木果
实 、流水冲洗干净 、沥干后放入冰箱冻藏备用。
1.2　仪器与药品　JJ200型精密电子天平(美国双杰兄弟
集团有限公司常熟双杰精密仪器厂);721型分光光度计
(上海精密科学仪器有限公司);电热恒温水浴锅(上海跃
进医疗器械厂)。 Na2 HPO4;柠檬酸;十二烷基硫酸钠;对
羟基苯甲酸;丁二酸;阿魏酸;酒石酸;苹果酸。
1.3实验方法 [ 8-10]
1.3.1　色素提取与纯化　取黄瑞木果实样品研磨 ,加浸
提液 (溶剂为 80%乙醇 +2%盐酸),将提取后的滤液在
60℃下减压浓缩后得到粗提液 ,用大孔树脂吸附 ,并用
95%乙醇溶液洗脱后浓缩 ,得到纯化色素液 ,备用。
1.3.2　黄瑞木果实红色素溶液的吸收光谱特性 　用
Na2 HPO4和柠檬酸配制的 pH=3缓冲溶液作为参比液 ,
紫外扫描测定色素提取液在不同波长下的吸光度(A),测
定黄瑞木果实提取液的吸收光谱。
1.3.3　不同辅色剂对黄瑞木果实红色素稳定性的影响
　在装有 1mL色素液的各比色管中 ,分别添加体积分数
为 0.05%柠檬酸 、苹果酸 、丁二酸 、酒石酸 、十二烷基硫酸
钠 、阿魏酸 、对羟基苯甲酸至 10mL,静置 2h,以上述各有机
酸为参比液 ,在 512 nm波长下测其吸光度 。
25安徽农学通报 , AnhuiAgri.Sci.Bul.2009, 15(17)
DOI :10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2009.17.043
1.3.4　加入辅色剂后温度对黄瑞木果实红色素的影响
在装有 1mL色素液的各比色管中 ,分别添加体积分
数为 0.05%柠檬酸 、苹果酸 、丁二酸 、酒石酸 、十二烷基硫
酸钠 、阿魏酸 、对羟基苯甲酸至 10 mL,分别在 80℃、100℃
下加热 2h,以上述各有机酸为参比液 ,在 512nm波长下测
其吸光度 ,并计算降解率。每种加入辅色剂色素液的降解
率以下列公式计算:降解率 =(A0-A1)/ A0,式中 , A0表
示加热前加入辅色剂的各色素溶液在 512nm处的吸光度
值 , A1表示 2h后色素溶液在 512nm处的吸光度值 ,计算
出降解率。
1.3.5　加入辅色剂后光照对黄瑞木果实红色素的影响　
另在装有 1 mL色素液的各比色管中 ,分别添加体积分数
为 0.05%柠檬酸 、苹果酸 、丁二酸 、酒石酸 、十二烷基硫酸
钠 、阿魏酸 、对羟基苯甲酸稀释至 10 mL,分别放置于 3个
不同条件下 ,即室内自然光 、室内避光和阳光下。以各有
机酸为参比液 ,每 3天测一次它们的吸光度 ,最后算出降
解率。
1.3.6　提高黄瑞木果实红色素最佳方案的确定　(1)4
种辅色剂不同浓度对色素吸光度的影响 。在各个比色管
中分别加入色素液 2 mL,后加入不同的添加剂(不同体
积),形成 4种辅色剂不同的浓度梯度 ,用 pH=3的缓冲
液定容至 10ml;空白对照管即加入 2mL色素后直接用 pH
=3的缓冲液定容至 10mL。静置 1h后 ,用 pH=3的缓冲
液作为参比 ,测定各吸光度值 ,如表 1所示 。
表 1　4种辅色剂不同浓度梯度(%)
试剂 浓度梯度
苹果酸 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
对羟基苯甲酸 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20
十二烷基硫酸钠 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
丁二酸 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
表 2　辅色剂提高黄瑞木果实红色素稳定性正交实验(%)
因素 水平
1 2 3
苹果酸 0.06 0.08 0.10
对羟基苯甲酸 0.12 0.16 0.20
十二烷基硫酸钠 0.06 0.08 0.10
丁二酸 0.06 0.08 0.10
　　(2)正交实验确定辅色的最佳组合 。研究表明辅色
剂中苹果酸 、对羟基苯甲酸 、丁二酸等有机酸类 ,能与色素
发生酞基化反应 ,使花色苷分子立体结构发生变化从而保
护了活化中心不受水分子攻击 [ 11] ,因而能够显著的提高
花色甙的稳定性。金英实等人通过对越桔红色素的研究
发现由几种有机酸组成的复合辅色剂对提高色素稳定性
具有更显著的作用 [ 12] ,由此 ,由上述的单因素实验可以确
定 4种辅色剂的 3个不同浓度 ,以此确定 4因素 3水平的
正交实验 ,通过各因素作用显著性检验确定辅色的最佳组
合 ,如表 2如示
2　结果及分析
2.1　黄瑞木果实红色素溶液的吸收光谱特性　由图 1可
知 ,黄瑞木果实红色素溶液在可见光 512nm处有一个最大
吸收峰 ,为典型的花青素光谱特性 ,鉴此 ,本试验均取
512nm处的测定结果。
图 1　黄瑞木果实红色素溶液的吸收光谱特性
2.2　不同辅色素对黄瑞木果实红色素稳定性的影响
表 3　不同辅色素对黄瑞木果实红色素稳定性的影响
辅色剂 吸光度 ■A 辅色剂 吸光度 ■A
柠檬酸 0.505 0.051 苹果酸 0.515 0.061
丁二酸 0.484 0.030 十二烷基硫酸钠 0.595 0.141
阿魏酸 0.439 -0.029 对羟基苯甲酸 0.523 0.069
酒石酸 0.478 0.024 空白对照 0.454 0.000
　　由表 3可知 ,辅色剂中柠檬酸 、苹果酸 、丁二酸 、酒石
酸 、十二烷基硫酸钠 、对羟基苯甲酸能使黄瑞木果实红色
素的吸光度增加。其中 ,十二烷基硫酸钠的效果最为明
显 ,其吸光度的上升幅度最大。其次是对羟基苯甲酸 、苹
果酸 、柠檬酸 、丁二酸 、酒石酸。阿魏酸使色素的吸光度有
所下降 ,这是因为辅色剂对色素不起增加吸光度的作用 ,
反而使色素的稳定性下降。
2.3　加入辅色剂后温度对黄瑞木果实红色素的影响
表 4　加入辅色剂后温度对黄瑞木果实红色素的影响(%)
试剂 降解率
80℃ 100℃
空白对照 3.7 7.2
苹果酸 2.0 3.6
丁二酸 3.1 5.4
柠檬酸 2.5 5.2
十二烷基硫酸钠 3.7 7.1
对羟基苯甲酸 2.5 5.7
阿魏酸 5.5 14.6
酒石酸 3.3 7.2
　　由表 4可看出:在空白对照中 , 80℃、100℃下的降解
率均很低 ,分别是 3.7%和 7.2%,说明黄瑞木果实红色素
本身的抗高温的能力强 。在加入辅色剂后 ,其稳定性进一
步加强 ,但都不是很明显;效果相对较好的有对羟基苯甲
酸 、苹果酸 、酒石酸 ,其他的表现一般;其中 ,阿魏酸的降解
率比空白对照的更高 ,因此不宜采用。
2.4　加入辅色剂后光照对黄瑞木果实红色素的影响　由
表 5可见 ,总体上说阳光直射下中色素的降解率大于自然
光条件下 ,自然光条件下的降解率大于室内避光条件下的
降解率 ,说明光照可以破坏黄瑞木果实红色素的稳定性 。
在避光条件和室内自然光条件下 ,各种辅色剂或多或少均
起到提高色素稳定性的作用 ,其中 ,十二烷基硫酸钠 、对羟
26 安徽农学通报 , AnhuiAgri.Sci.Bul.2009, 15(17)
基苯甲酸 、苹果酸辅色效果明显;在室内自然光条件下 ,丁
二酸 、柠檬酸有稍微的辅色效果;酒石酸的辅色效果相对
不明显 。在强光的照射下 ,色素褪色严重 ,只有十二烷基
硫酸钠有护色作用 。
表 5　加入辅色剂后光照对黄瑞木果实红色素的影响(%)
试剂 降解率室内避光 室内自然光 阳光下
空白对照 17.08 21.05 43.08
苹果酸 13.74 15.76 57.68
丁二酸 19.51 20.55 59.52
柠檬酸 18.81 20.25 58.89
十二烷基硫酸钠 3.59 7.54 36.20
对羟基苯甲酸 11.28 11.38 46.85
酒石酸 17.07 21.00 58.49
　　综上所述 ,挑选出苹果酸 、丁二酸 、对羟基苯甲酸 、十
二烷基硫酸钠进行正交实验 ,研究这 4种物质组合对提高
色素稳定性的效果 。
2.5　正交实验
2.5.1　4种辅色剂不同浓度对色素吸光度的影响
表 6　 4种辅色剂浓度确定实验
浓度 苹果酸 丁二酸 对羟基苯甲酸 十二烷基硫酸钠
0.02 0.543 0.545 0.554 0.574
0.04 0.548 0.565 0.572 0.586
0.06 0.549 0.565 0.585 0.622
0.08 0.560 0.560 0.587 0.628
0.10 0.565 0.571 0.601 0.652
空白 0.541 0.545 0.552 0.546
　　由表 6的单因素实验可以确定 4种辅色剂的 3个不
同浓度 ,即苹果酸为:0.06%, 0.08%, 0.10%;丁二酸为:
0.06%, 0.08%, 0.10%;对羟基苯甲酸:0.12%, 0.16%,
0.20%;十二烷基硫酸钠为:0.06%, 0.08%, 0.10%。
2.5.2　正交实验
表 7　辅色剂提高色素稳定性正交实验极差分析
实验号
因素(浓度)
苹果酸
(A)
对羟基苯甲酸
(B)
丁二酸
(C)
十二烷基硫酸钠
(D)
实验结果
1 0.06 0.12 0.06 0.06 0.588
2 0.06 0.16 0.08 0.08 0.569
3 0.06 0.20 0.10 0.10 0.575
4 0.08 0.12 0.08 0.10 0.579
5 0.08 0.16 0.10 0.06 0.582
6 0.08 0.20 0.06 0.08 0.583
7 0.10 0.12 0.10 0.08 0.572
8 0.10 0.16 0.06 0.10 0.571
9 0.10 0.20 0.08 0.06 0.570
K1 1.732 1.740 1.743 1.740
K2 1.744 1.722 1.719 1.725
K3 1.713 1.728 1.728 1.725
R1 0.577 0.580 0.581 0.580
R2 0.581 0.574 0.573 0.575 ∑ =5.189
R3 0.571 0.576 0.576 0.575
R 0.010 0.006 0.008 0.005
优水平 A2 B1 C1 D1
主次顺序 ACBD
　　由表 7可确定各因素的最优水平为 A2 B1C1 D1 ,即苹
果酸 0.08%、丁二酸为 0.06%、对羟基苯甲酸 0.12%、十
二烷基硫酸钠 0.06%。将正交实验的结果放置 40d,每
10d测一次吸光度值 ,发现加入了复合辅色剂的色素液稳
定性大大提高 , 40d内吸光度值基本保持不变。色素溶液
的颜色也始终保持鲜亮的红色。
3　结论
本实验研究了辅色素对黄瑞木果实红色素稳定性的
影响 ,得出以下结论:根据紫外扫描下的图表分析 ,确定黄
瑞木果实红色素最大吸收波长为 512nm。温度对黄瑞木
果实红色素的影响不明显 ,加入辅色剂后 ,对提高黄瑞木
果实红色素稳定性起到一定作用 。在避光下和室内自然
光下 ,辅色素对色素具有明显的效果 ,但是强光照对黄瑞
木果实红色素稳定性具有很大影响 ,大多的辅色素的作用
效果很轻微 ,只有十二烷基硫酸钠有很好的辅色作用。在
正交实验中 ,确定了最优组合为苹果酸 0.08%、丁二酸为
0.06%、对羟基苯甲酸 0.12%、十二烷基硫酸钠 0.06%,
黄瑞木果实红色素在添加了最优组合的辅色剂后 ,其性能
得到最大程度的提高 ,明显优于许多天然色素。根据黄瑞
木果实红色素的稳定性特点 ,认为该色素可用作酸性条件
下食品的着色 ,在冷饮 、酒类等食品行业有较大的开发利
用潜力 ,且添加辅助剂能够更有效地解决色素褪色的问
题 ,从而扩大其实际应用的范围
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(责编:张琪琪)
27　 15卷 17期 曾亚梅等　辅色素对黄瑞木果实红色素稳定性的影响