全 文 ：No.1.2007
炮仗花(Pyrostegiaignea)又名火焰藤、黄金珊瑚,
是紫葳科炮仗花属的常绿大藤本植物。炮仗花的花
朵橙红鲜艳,连串着生,垂挂树头,极似鞭炮;花可
润肺止咳[1]。随着人们崇尚天然、追求健康和安全性
的生活要求,食用天然色素的发展迅猛。近年来合
成色素的增长量不大,而食用天然色素却以每年10%
的销售额递增[2]。纯度高、性能稳定的产品具有较强
的国际竞争力,是未来天然色素发展的主要方向[3]。
为了研究及开发炮仗花这一本土资源,我们系统地
研究了炮仗花色素的光谱特性,以及光、热、pH、
氧化剂、还原剂及食品添加剂等对色素稳定性的影
响,本文的研究内容鲜见报道。
1 试验部分
1.1 材料与仪器
炮仗花:采摘于韩山师范学院校园。
95%乙醇、无水乙醇、丙酮、乙酸乙酯、苯、石
油醚、NaOH、HCl、抗坏血酸、柠檬酸、苯甲酸钠、
葡萄糖、蔗糖:分析纯;H2O2、Na2SO3、NaCl、KCl:
化学纯;
TU-1900双束紫外可见分光光度计:北京普析通
用仪器有限公司;724型可见分光光度计:上海光学
仪器厂;PHS-2C型精密酸度计:上海精密科学仪器
有限公司;SHP501超级恒温水槽:上海恒平科学仪
收稿日期：2006-06-02
作者简介：严赞开(1963-),男,湖北鄂州人,教授,主要从事有机合成天然产物化学研究工作。
炮仗花色素的提取及稳定性
严赞开，朱兰花
(韩山师范学院化学系,潮州 521041)
摘要：用正交试验优化了提取炮仗花色素的工艺条件,最优的提取工艺条件为:以乙醇为提取剂,炮
仗花与提取剂按1∶30g/mL比例投料,在80℃下保温提取3h。并研究了温度、pH值、光照、氧化剂、还
原剂及食品添加剂等因素对炮仗花色素稳定性的影响,结果表明,炮仗花色素除在Na2SO3、强酸及强
碱等环境中稳定性较差外,其它条件下均具有良好的稳定性。
关键词：炮仗花;色素;提取;稳定性
中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：1005-9989(2007)01-0137-03
ExtractionandstabilityofPyrostegiaigneapigment
YANZan-kai,ZHULan-hua
(DepartmentofChemistry,HanshanNormalColege,Chaozhou521041)
Abstract:TheextractionconditionsofpigmentfromPyrostegiaigneawerediscussedandtheoptimumextrac-
tionconditionsweredeterminedbyorthogonaltest.Theresultoforthogonaltestshowedthattheoptimumex-
tractionconditionwere:extractionsolutionofethylalcohol,theratioofmaterialswas1∶30(g/mL),extractingat
80℃ for3h.ThestabilityofPyrostegiaigneapigmentwasdiscussedunderthediferentconditionssuchas
temperature,pH,light,oxidation,reductiveandfoodadditives.Theresultswasthatreductive,strongacidand
alkaliwouldharmfulyafectthestabilityofthepigment,andthepigmenthadfinestabilitywithotherscondi-
tions.
Keywords:Pyrostegiaignea;pigment;extraction;stability
食品添加剂
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DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2007.01.043
No.1.2007
实验号
因素
吸光度A
A B C
1 1 1 1 0.045
2 1 2 2 0.126
3 1 3 3 0.219
4 2 1 2 0.288
5 2 2 3 0.228
6 2 3 1 0.256
7 3 1 3 0.462
8 3 2 1 0.309
9 3 3 2 0.381
K1 0.130 0.265 0.203
K2 0.257 0.221 0.265
K3 0.384 0.285 0.303
R 0.254 0.064 0.100
表3 正交试验结果
器有限公司;PA-2004电子天平:上海精密科学仪器
有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 炮仗花色素的提取工艺流程 炮仗花→清洗去
杂→晾干→溶剂浸泡→过滤→色素提取液→浓缩→
炮仗花色素
1.2.2 色素的光谱特性 用95%的乙醇将色素溶液稀
释到一定的浓度,用TU-1900双束紫外可见分光光度
计在200~800nm波长范围内进行光谱扫描。
1.2.3 炮仗花色素的提取工艺优化
1.2.3.1 色素提取剂的筛选 精确称取鲜炮仗花7份,
每份2.0g,加入溶剂30mL,溶剂分别为蒸馏水、50%
乙醇、无水乙醇、丙酮、乙酸乙酯、苯、石油醚。在
室温下避光浸提2h,每30min振摇1次,过滤,测定可
见光区最大吸收峰处的吸光度。
1.2.3.2 正交试验方案 选用1.2.3.1节筛选出最优溶
剂做提取剂,在反复单因素试验的基础上,对影响
浸提效率的主要因素——提取温度、提取时间、物
料用量比,采用L9(33)正交设计试验,方案见表1。
1.2.4 色素的稳定性研究
1.2.4.1 pH值对色素稳定性的影响 取一定量的色素
溶液,分别调节pH值为1.0、3.0、5.0、7.0、9.0、
11.0,避光放置2h,在200~800nm波长范围内进行扫描。
1.2.4.2 温度对色素稳定性的影响 取20mL一定量的
色素溶液4份,分别在20℃、40℃、60℃、80℃下保温
1h,保温时采用避光处理,待冷却后,测定色素在可
见光区最大吸收峰处的吸光度。
1.2.4.3 光照对色素稳定性的影响 取一定量的色素
溶液2份,密封后分别置于暗室、自然光下6d,每天
测定色素的吸光度1次。
1.2.4.4 氧化剂和还原剂对色素稳定性的影响 取
9mL色素原液10份,分别加入不同浓度的H2O2、
Na2SO3溶液各1mL,摇荡,静置2h,设空白对照,测
定色素的吸光度值。
1.2.4.5 食品添加剂对色素稳定性的影响 取8mL色
素原液6份,分别加入2mL食品添加剂(VC、葡萄糖、
氯化钠、柠檬酸、苯甲酸钠和蔗糖等物质的溶液,除
蔗糖溶液为12%外,其余的溶液均为4%),混匀后放
置24h,测定色素的吸光度值。
2 结果与分析
2.1 炮仗花色素的光谱特性
色素在紫外光区328nm处有一个强吸收峰,可见
光区内的最大吸收峰在428nm处。根据色素的用途特
性,试验选择可见光区为主要考察对象,下面的试
验均为在428nm处测定的吸光度值。
2.2 炮仗花色素的优化工艺条件
2.2.1 提取剂的选择 按1.2.3.1节中所述的方法,经3
次重复试验,取试验结果平均值,见表2。
结果表明,炮仗花色素难溶于水、50%乙醇、石
油醚及苯中,能够溶解于丙酮、乙酸乙酯中,易溶
于无水乙醇中。试验选择乙醇为提取剂。
2.2.2 正交试验结果 在进行正交试验时,平行试验
称取炮仗花的质量相同,由于提取剂的用量有3个水
平,加之过滤时的损耗,每次试验所得的提取液体
积不等。为了使试验结果易于分析,试验将每次所
得的提取液补加提取剂,定容至同一体积,然后再
测各溶液的吸光度值,以提取液的吸光度作为指标,
考察每次试验的色素提取量。正交试验重复3次,取
数据平均值,见表3。
由极差分析可知,在试验所选择的水平内,影
响炮仗花色素提取率的主次因素关系是提取温度>物
料比>提取时间。试验所得最优提取工艺条件是
水平
因素
提取温度(℃)A 提取时间(h)B 物料量比(g/mL)C
1 40 1 1∶10
2 60 2 1∶15
3 80 3 1∶20
表1 因素水平表
表2 不同提取剂对色素提取效率的影响
提取剂 A 提取剂 A
蒸馏水 0.008 丙酮 0.328
50%乙醇 0.026 石油醚 0.176
无水乙醇 2.301 苯 0.075
乙酸乙酯 0.293
食品添加剂
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A3B3C3,即在80℃下,炮仗花与乙醇按1∶30g/mL比例
投料,提取3h。
2.3 色素的稳定性
2.3.1 pH值对色素稳定性的影响 按1.2.4.1所述的试
验方法,试验结果表明,pH值在3.0、5.0、7.0、9.0
处色素的吸收曲线完全重合,均有两个吸收峰,分
别为323nm和428nm,说明pH值在3.0~9.0范围内色素
具有良好的稳定性;pH值为1.0时,虽然色素的吸收
峰没有变化,但色素溶液产生明显浑浊现象,说明
色素在强酸溶液中不稳定;而在pH为11.0时,色素在
紫外光区的吸收峰发生红移至369nm处,可见光区吸
收峰消失,说明强碱对色素的化学结构有明显影响。
2.3.2 温度对色素稳定性的影响
结果表明,热处理对色素的吸光度无明显影响,
说明色素耐热性能良好,这有利于色素在食品加工
中的应用。
2.3.3 光照对色素稳定性的影响
结果表明,炮仗花色素对自然光较敏感,在自
然光条件下,色素的吸光度呈下降趋势,但随时间
增长,自然光对色素的作用变缓,影响变小;在避
光条件下,色素吸光度基本不变,具有很好的稳定
性。总体来看,光照对色素的影响不大,色素在使
用过程中应尽量采用避光处理。
2.3.4 氧化剂和还原剂对色素稳定性的影响 氧化剂
对色素稳定性的影响,结果见图3。色素溶液加入不
同浓度H2O2后,色素的吸光度变化不大,且H2O2浓度
大于0.6%后,影响变化不明显,说明炮仗花色素具
有很好的抗氧化性。
还原剂对色素的影响见图4。随着加入Na2SO3浓
度的增大,色素溶液褪色,并出现浑浊,导致吸光度
明显增大,说明色素的抗还原性较差。
2.3.5 食品添加剂对色素稳定性的影响
结果表明,Vc、葡萄糖、氯化钠、柠檬酸、蔗
糖等对色素均无明显的不良影响;苯甲酸钠导致色素
吸光度增大,说明苯甲酸钠对色素有一定的增色作用。
4 结论
4.1 色素的光谱特征、溶解性及提取工艺
在200~800nm范围内,炮仗花色素有两个吸收
峰,分别为328nm和428nm。色素在水、50%乙醇、
石油醚及苯中难溶,能够溶解于丙酮、乙酸乙酯
中,易溶于无水乙醇中。色素的最优提取工艺为:
在80℃下,炮仗花与乙醇按1∶30g/mL比例投料,提
取3h。
4.2 色素的稳定性
色素的耐热性好,抗氧化能力强,在pH3~9范围
内能稳定存在,能与抗坏血酸、苯甲酸、葡萄糖、
柠檬酸、蔗糖等食品添加剂共存无不良影响。色素
的耐强酸、强碱性不强,抗还原性较弱。
参考文献：
[1] 吴修仁.潮汕生物资源志略.广州:中山大学出版社,1997:
306
[2] 周立国.食用天然色素及其提取应用.济南:山东科技出
版社,1993
[3] 曾顺德,漆巨容,张迎君.天然食用色素的提取、纯化及应
用.食品研究与开发,2004,25(6):79-81
对照 柠檬酸 苯甲酸钠 氯化钠 抗坏血酸 葡萄糖 蔗糖
0.434 0.417 0.560 0.447 0.416 0.434 0.463
表5 食品添加剂对色素稳定性的影响
食品添加剂
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