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炮仗花色素的提取及理化性质研究



全 文 :随着人们生活水平的不断提高,对环保、安全、
健康意识日益增强,对食品添加剂的要求越来越
高,“绿色食品”倍受人们的青睐〔1〕。现代医学证明,
许多用于食品、饮料的化学合成色素均具有不同程
度的毒性,有的甚至致癌〔2〕。由于天然植物色素色
泽自然,不仅具有很高的安全性,而且还有一定的
药物治疗及保健的功效。近年来受到人们的欢迎,
越来越多的国家限制在食品中使用合成色素,从而
为食用天然色素的发展提供了空间,但寻找一种成
本低廉,资源丰富,稳定性好的食用天然色素仍有
一定的困难〔3〕。
炮 仗 花 (Pyrostegia ignea), 药 物 名 称 :
Paozhanghua,俗名:黄金珊瑚,别名:黄鳝腾,科属紫
葳科,属常绿腾本。目前,炮仗花作为园艺观赏被开
发利用。炮仗花无毒,它的花:甘、平,能润肺止咳,
用于治疗肺结核、咽喉肿痛、肝炎、支气管炎。叶、
炮仗花色素的提取及理化性质研究
尹敏慧,姚荣林
(楚雄医药高等专科学校,云南楚雄 675005)
[摘要]目的:从炮仗花中提取一种橙黄色色素,并对炮仗花色素的提取方法,提取剂的选择及其理化性质进
行研究。方法:炮仗花色素提取的最佳工艺是以95%乙醇为浸提液。结果:炮仗花对光和热有一定的耐受性、
稳定性。结论:食盐、蔗糖、葡萄糖等食品添加剂的加入对色素影响较小,炮仗花色泽有一定的耐碱、耐氧化
能力,但耐酸、耐还原能力较弱。几种金属离子对该色素的色泽无不良影响。
[关键词]炮仗花;浸泡;提取;理化性能
[中图分类号]Q58 [文献标识码]B [文章编号]1672-2345(2009)04-0049-03
[收稿日期]2008-12-19
[作者简介]尹慧敏(1964-),女,高级讲师,云南腾冲人,主要从事化学教学研究.
Extraction of the Pigment of Fire-cracker Vine and Its Physical and Chemical Properties
Yin Minhui, Yao Ronglin
(Chuxiong Junior Medical College, Chuxiong, Yunnan 675005, China)
〔Abstract〕Objective: To extract an orange pigment from fire -cracker vine and analyze the extraction method, the selection of
extraction agent and its physical and chemical properties. Methods: The best technique to extract its pigment is to use 95% ethanol
as the agent. Results: The fire-cracker vine certain tolerance and stability to light and heat. Conclusion: Food addictives such as
salt, sugar and glucose would not affect the pigment. It is alkali-resistant and oxidation-resistant, but with a weak resistance to acid
and reduction. Some metal ions do not affect the color of this pigment.
〔Key words〕firecracker vine; immersion; extraction; physical and chemical properties
大理学院学报
JOURNAL OF DALI UNIVERSITY
第8卷第4期 2009年4月
Vol.8 No.4 Apr. 2009
49
茎:苦、微涩,平〔4〕。就此,对炮仗花中色素的提取及
性能作了研究。
1 主要仪器与试剂
1.1 仪器 722-E型分光光度计(上海光谱仪器有
限公司制造)。
1.2 试剂和原料 试剂:95%乙醇、丙酮、乙醚、甲
醇、石油醚、葡萄糖、H2O2、Na2SO3、FeCl3、CaCL2、Mn-
Cl2、NaCl等为分析纯;工业酒精;蔗糖为食品级。
原料:楚雄医专校园内种植的新鲜炮仗花花
朵。
2 炮仗花色素的提取工艺
2.1 原料的预处理 将色泽鲜艳的炮仗花花朵,去
花蕊,用清水洗掉灰尘、泥土,然后立即进行浸提,
不宜久放。
2.2 最佳提取溶剂的选择 用于提取天然色素的
溶剂很多,溶剂不同,其浸提率也不同,为了选择最
好的浸提剂,选用水、95%乙醇、工业酒精、丙酮溶剂
进行比较。
取250ml锥形瓶4个,分别放入2g炮仗花花瓣,
然后分别加入等量的不同的提取剂(蒸馏水、95%乙
醇、工业酒精、丙酮),充分振荡2~5min,室温下放置
4h,过滤后,于440nm处分别测提取液的吸光度(蒸
馏水作参比,1cm比色皿),如表1所示。
表1 不同提取剂的提取效果比较
实验表明以95%乙醇提取效果比较好,其次是
工业酒精。但是两者相差不大,从经济、实用、安全
的原则出发,选用工业酒精作提取剂。
2.3 提取方法 取一定量的炮仗花花朵,去花蕊,
研烂,室温下用工业酒精浸泡两天,其间搅拌数次,
浸提两次,合并提取液,挤压过滤,弃去废渣,得到
橙黄色的色素滤液,一部分留做实验,余下部分蒸
馏浓缩,冷却、干燥,得色素(提取色素蒸馏出的工
业酒精可重复使用)。
2.4 工艺流程 新鲜炮仗花→清洗→研烂→浸
提→挤压过滤→滤液浓缩→干燥→色素。
3 炮仗花色素理化性能试验
3.1 色素的溶解性 室温下,取等量色素,分别加
入等体积溶剂,充分振荡后静止,如表2所示。
表2 炮仗花色素的溶解性
由表2可知,该色素易溶于水、甲醇、乙醇等质
子性溶剂中,难溶于非极性溶剂,该色素属于水溶
性色素。
3.2 色素的光谱特征 取试验溶液,按1∶3稀释溶
液,测其吸收光谱(酒精作参比,1cm比色皿),如表3
所示。
表3 炮仗花色素的吸收光谱
从表3可知,炮仗花色素在400~460nm的波长范
围内有吸收峰,其最大波长为440nm。
3.3 pH值对色素颜色的影响 取该色素溶液5ml
置于试管中,加入10%NaOH溶液,色素颜色不变(仍
为橙黄色)。再取该色素溶液5ml置于试管中,加入
10%盐酸溶液,则色素颜色变黄色。若再向其中加入
10%NaOH溶液,颜色又变为橙黄色,而且具有可逆
性。
取该色素的溶液用10%盐酸和10%NaOH溶液
调节溶液的pH值,观察溶液的颜色的变化,结果如
表4所示。
表4 色素颜色与pH的关系
从表4中可知,酸碱对色素的影响不大,目测色
素溶液颜色在强酸性的介质中有微小变化,在弱酸
性、中性和碱性(pH≥5)介质中,色素溶液保持原来
的橙黄色。实验结果表明该色素在碱性溶液中有一
定的稳定性。
3.4 温度对色素的影响 取适量的试验溶液,置于
不同温度的恒温水浴中加热30min,迅速冷却到室
温,440nm处测其吸光度,结果如表5所示。
13
橙黄
pH
颜色
1
黄色
2
黄色
3
黄色
4
黄色
5
橙黄
6
橙黄
7
橙黄
8
橙黄
9
橙黄
10
橙黄
11
橙黄
12
橙黄
丙酮
0.590
浅黄色
溶剂
A
颜色
蒸馏水
0.037
无色
工业酒精
1.279
黄色
95%乙醇
1.316
黄色
石油醚
不溶
溶剂
溶解性

易溶
甲醇
易溶
乙醇
易溶
丙酮
易溶
乙醚
微溶
460
1.242
波长/nm
A
400
0.890
410
0.959
420
1.088
430
1.251
440
1.316
450
1.277
大理学院学报总第 64 期 自然科学
50
表5 温度对色素的影响
由表5可知,该色素溶液在70℃以前吸光度改变
不大,说明该色素在70℃以内热稳定性良好,目测溶
液颜色几乎无变化,80℃吸光度有最大吸收,这可能
是因为提取出的色素部分遭破坏所致。
3.5 光对色素的影响 取试验溶液于25ml容量瓶
中,塞好塞子,置于室外光照不同时间,于440nm处
测定吸光度,观察颜色变化,结果如表6所示。
表6 室外自然光对色素稳定性的影响
由表6可知,随着光照时间的增长色素颜色几
乎无变化,吸光度值的变化可能是色素成分分解所
致,说明该色素颜色对光稳定性良好。
3.6 金属离子对色素的影响 取一定浓度的色素
溶液按1∶3稀释,分别加入一定量的Ca2+、Fe3+、Mn2+、
Cu2+、Hg2+、Ag+、Na+、Mg2+、Zn2+,摇匀后静置30min于
440nm处测其吸光度,观其颜色变化,结果如表7所
示。
表7 金属离子对炮仗花色素稳定性的影响
实验结果表明,在色素溶液中加入Ca2+、Mn2+、
Hg2+、Na+、Mg2+离子后,吸光度略有变化,但目测色素
溶液的颜色几乎不变。而加入Fe3+、Cu2+、Ag+离子则
对色素的吸光度有较大影响,加入Zn2+、Cu2+离子出
现黄色浑浊,使用过程中应该注意避免与Fe3+、Cu2+、
Ag+金属离子接触。
3.7 常用食品添加剂对色素的影响 向该色素稀
溶液中加入一定量的食盐、蔗糖、葡萄糖,静置
30min于400nm处测其吸光度,结果如表8所示。
表8 葡萄糖、蔗糖、食盐对色素吸光度的影响
从表8可知,随着食盐、蔗糖、葡萄糖浓度的增
加色素的吸光度变化不大,目测色素溶液颜色几乎
无变化,这样就对于进一步研究色素能否在食品中
的应用提供了参考。
3.8 氧化剂、还原剂对色素的影响 取一定浓度的色
素溶液,按1∶4稀释,分别加入一定量的H2O2和Na2SO3,
放置15min之后在440nm处测其吸光度,结果如表9
所示。
表9 Na2SO3、H2O2对色素吸光度的影响数据
(下转第73页)
80
1.152
橙黄
加热温度/℃
吸光度
颜色
室温
0.964
橙黄
30
0.938
橙黄
40
0.942
橙黄
50
0.942
橙黄
60
0.935
橙黄
70
0.932
橙黄
时间/h
A
颜色
0
0.964
橙黄
1
0.818
橙黄
2
0.787
橙黄
3
0.632
橙黄
4
0.512
橙黄
Zn2+
0.896
黄浑
金属离子
吸光度
颜色
Ca2+
0.887
橙黄
Fe3+
1.609
绿色
Mn2+
0.727
橙黄
Cu2+
0.972
黄浑
Hg2+
0.868
橙黄
Ag+
1.377
棕色
Na+
0.854
橙黄
Mg2+
0.849
橙黄
尹敏慧,姚荣林 炮仗花色素的提取及理化性质研究 第 8 卷总第 64 期
颜色
橙色
橙色
橙色
常见食品添加剂
葡萄糖
蔗糖
食盐
百分比浓度
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
吸光度
0.912
0.895
0.914
0.904
0.905
0.912
0.909
0.896
0.863
0.861
0.912
0.869
0.856
0.856
0.834
{
{
{
百分比浓度
0.0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
颜色
橙色
黄色
黄色
黄色
黄色
黄色浑浊
黄色浑浊
黄色
黄色
黄色
黄色
黄色
黄色
黄色
氧化剂、还原剂
Na2SO3
H2O2
吸光度
0.964
0.871
0.826
0.876
0.861
0.879
0.866
0.964
0.902
1.183
1.847
1.365
1.421
1.410
{
{
51
(上接第51页)
从表9可知,Na2SO3和H2O2对色素有一定影响,
目测色素颜色几乎不变。
4 结论
通过不同提取剂对炮仗花橙黄色素的提取试
验,确定了用工业酒精提取,所用的提取剂价廉,回
收的溶剂可重复使用,成本低廉,提取工艺简单,无
毒,无污染,便于生产。①炮仗花橙黄色素属于水溶
性色素,在pH≥5时稳定,适应的pH值范围为pH≥
5。②Fe3+、Cu2+、Ag+离子对色素有较大影响,而Ca2+、
Mn2+、Hg2+、Na+、Mg2+影响较小。常用的食品添加剂食
盐、蔗糖、葡萄糖对色素影响较小,有可能在食品中
应用。③在一定的范围内色素对光、热的稳定性良
好,该色素对氧化剂、还原剂稳定性差。
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(责任编辑 袁登学)
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(责任编辑 杨朝霞)
董玉福 云南少数民族地区城乡居民体育消费现状研究 第 8 卷总第 64 期
73