全 文 ： 楚 雄师 范学 院学 报 200 8年第 9期
pH值及食品添加剂对炮仗花色素吸收光谱的影响＊
罗 琴 邓叶琴 谢启明
(楚雄师范学院化学与生命科学系 , 云南 楚雄 675000)
摘 要:研究发现 , 采用不同提取剂提取炮仗花色素时 , 对花色素提取液的色泽及吸收光谱均有
影响。以蒸馏水为提取剂 , 炮仗花色素在温度为 80℃条件下、 pH范围在 3— 10范围内能稳定存在。氯
化钠 、柠檬酸、 蔗糖等常见食品添加剂无不良影响。炮仗花色素提取工艺简便 , 有开发利用的前景。
关键词:炮仗花;色素;吸收光谱;影响
中图分类号:IS2 文献标识码:A 文章编号:1671 -7406 (2008)09 -0058 -07
随着人们崇尚天然 、 追求健康 , 对安全生活的要求不断提高 , 促使食用天然色素的迅
猛发展。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 [ 1] 。
食用天然色素的研究也具有重大的意义 , 大量资料证明 , 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 [ 2] 。目前 , 人们对炮仗花色素的提取及
稳定性做了一定的研究 [ 3] , 但对炮仗花色素提取的工艺 、 pH值及食品添加剂对炮仗花色素
吸收光谱的影响没有做深入的研究。
炮仗花 (pyrosgtegiaignea)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 , 炮仗花的花可润肺止咳 [ 4] 。
本文对炮仗花色素提取的工艺 、 pH值对炮仗花色素吸收光谱的影响 , 以及炮仗花在食
品添加剂中的稳定性做了较深入的研究。探讨了 pH影响花色素吸收光谱变化规律 , 初步揭
示了炮仗花花色素结构与 pH值变化规律之间的关系 , 为炮仗花色素这一资源的开发应用提
供科学依据。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
材料:炮仗花 (采摘于楚雄师范学院校园内)。
仪器:UV-754型紫外—可见分光光度计 , (上海第三分析仪器厂制造), UV-2400分
光光度计 (日本岛津), UV-2100分光光度计 (上海龙尼柯仪器有限公司), pHS-3C型
酸度计 (上海虹益仪器仪表有限公司), HHS2电热恒温水浴锅 (江苏环保仪器厂)。
试剂:蒸馏水 、 95%乙醇 、 无水乙醇 、 乙酸乙酯 、 丙酮 、 盐酸 、 氢氧化钠 、 柠檬酸 、
氯化钠 、 蔗糖 、 抗坏血酸 、 酒石酸钾钠 、 碳酸氢钠 (以上试剂均为分析纯)。
1.2 实验方法
1.2.1 炮仗花色素的提取
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第二十三卷第九期 楚 雄 师 范 学 院 学 报 Vol.23 No.9
2008年 9月 JOURNALOFCHUXIONGNORMALUNIVERSITY Sep.2008
＊ 收稿日期:2008 -07 -10
作者简介:罗 琴 (1963— ), 女 , 云南姚安人 , 副教授 , 主要从事食品化学教学及天然产
物研究工作。
楚 雄师 范学 院学报 2008 年第 9期
鲜炮仗花※清洗去杂※晾干※粉碎※溶剂浸泡※过滤※色素提取液。
1.2.2 不同提取剂对炮仗花色素提取的影响
准确称取炮仗花粉末 8份 , 每份 1g, 加入溶剂 30ml[ 3] 。溶剂分别为:蒸馏水 、 无水乙
醇 、 乙酸乙酯 、 无水乙醇∶乙酸乙酯 =1∶1、 丙酮 、 丙酮∶无水乙醇 =1∶1、 蒸馏水∶无水乙醇
=1∶1、 蒸馏水∶无水乙醇 =1∶2。在室温下进行避光浸提 3小时 , 每 30分钟振摇一次 , 过
滤 , 得色素提取液。测定其可见 、紫外光区的最大吸收波长。
1.2.3 色素的溶解性
常温下 , 准确称取炮仗花粉末 1g溶与 30ml95%乙醇溶液中 , 3个小时后 , 过滤 , 得到
炮仗花色素提取液 , 经水浴锅蒸馏得花色素浸膏Ⅰ 。并分别用∶蒸馏水 、 无水乙醇 、 乙酸乙
酯 、 无水乙醇∶乙酸乙酯 =1∶1、丙酮 、 丙酮∶无水乙醇 =1∶1的溶剂进行溶解性实验。
常温下 , 准确称取炮仗花粉末 1g溶与 30ml蒸馏水中 , 3个小时后 , 过滤 , 得到炮仗花
色素提取液 , 经水浴锅蒸馏得花色素浸膏 Ⅱ。并分别用:蒸馏水 、 无水乙醇 、 乙酸乙酯 、
无水乙醇∶乙酸乙酯 =1∶1、 丙酮 、丙酮∶无水乙醇 =1∶1的溶剂进行溶解性实验。
考虑到经济 , 实用 , 安全的原则 , 以下实验中采用蒸馏水做炮仗花的提取剂。因此所
用的炮仗花色素溶液都为炮仗花的水溶性色素溶液。提取条件为:准确称取 1g炮仗花粉
末 , 溶于 30ml蒸馏水中 , 并在温度为 80℃的水浴条件下加热 2h后 , 过滤 , 冷却 , 即可进
行性质实验。
1.2.4 色素的热稳定性
准确称取 1g炮仗花粉末熔于 30ml蒸馏水中 , 用水浴锅加热 , 分别调节温度为:20℃、
40℃、 60℃、 80℃、 95℃。加热 2小时后趁热过滤 , 冷却。测定各温度下炮仗花色素提取液
的可见光区的最大吸收波长及吸光度。
1.2.5 不同 pH值对花色素稳定性及颜色的影响
用 HCl和 NaOH溶液通过酸度计调节溶液 pH值分别为 2、 3、 4、 … 11、 12。按照等浓
度的色素提取液 , 不同 pH值的溶液的体积比 =3∶5的比例配成不同酸度环境下的花色素溶
液 , 测其可见光区的最大吸收波长 , 并观察花色素溶液颜色的变化。
1.2.6 不同浓度 、 不同食品添加剂对炮仗花色素的影响
分别配制不同浓度 (2%、 3%、 4%)的食品添加剂 (氯化钠 、 蔗糖 、 碳酸氢钠 、 柠檬
酸 、 抗坏血酸 、 酒石酸钾钠)。按照色素提取液与不同浓度的食品添加剂溶液的体积比 =
3∶5的比例配制成不同浓度不同食品添加剂的花色素溶液 , 放置 15分钟后 , 分别测定其在
花色素溶液最大吸收波长处的吸光度值 , 并观察溶液颜色的变化。
2 实验结果与讨论
2.1 不同溶剂对炮仗花色素提取的影响
表 1 不同溶剂炮仗花色素提取液的吸收光谱
提取剂 λmax可见光区 λmax紫外光区 颜色
蒸馏水无水乙醇乙酸乙酯无水乙醇∶乙酸乙酯 =1∶1丙酮丙酮∶无水乙醇 =1∶1蒸馏水∶无水乙醇 =1∶1蒸馏水∶无水乙醇 =1∶2
521
438
430
431
448
425
400
400
322
382
343
383
362
370
326
206
黄 色金黄色金黄色金黄色金黄色金黄色橙 色橙 色
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表 1表明 , 当采用不同的溶剂做提取剂的时候 , 提取出来的炮仗花色素特征吸收峰和
颜色有显著变化。说明炮仗花色素可能不是单一物质或单一结构 , 不同溶剂极性不同 , 因
而提取的花色素结构特征也有变化。这在炮仗花色素应用过程中 , 根据不同用途来选择不
同溶剂进行提取是值得重视的。
2.2 蒸馏水为炮仗花色素提取剂时花色素的吸收光谱
图 1和图 2为炮长花粉末与蒸馏水按 1∶30g/ml的比例在温度为 80℃保温条件下提取 2h
后 , 过滤 , 得到的花色素提取液的可见光区和紫外光区的吸收光谱。
用蒸馏水做提取剂得到的花色素的特征吸收峰有两个。一个在可见光区 521nm处 , 另
一个在紫外光区 322nm处。在可见光区有强吸收 , 表明色素在应用时有较好的发色性 , 有
开发应用前景。
2.3 色素的溶解性
表 2 不同溶剂炮仗花色素提取的溶解性
溶剂 蒸馏水 无水乙醇 乙酸乙酯 无水乙醇:乙酸乙酯 =1:1 丙酮
丙酮:
无水乙醇 =1:1
花色素浸膏Ⅰ
花色素浸膏Ⅱ
不溶
易溶
易溶
不溶
易溶
不溶
易溶
不溶
易溶
不溶
易溶
不溶
当用有机溶剂 95%乙醇做提取剂提取花色素时 , 提取出来的物质不易溶于无机溶剂
(如:水), 而易溶于有机溶剂 (乙醇 、 丙酮等), 表明有机溶剂 95%乙醇提取的色素是脂
溶性的。
当用无机溶剂水做提取剂提取花色素时 , 提取出来的物质不易溶于有机溶剂 (乙醇 、
丙酮等), 而易溶于无机溶剂 (水等), 表明水做提取剂提取的色素是水溶性的 , 也进一步
表明 , 不同溶剂极性不同 , 因而提取的花色素结构特征也有变化。
2.4 色素的热稳定性
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表 3 温度对色素溶液吸收波长及吸光度的影响
温度 20℃ 40℃ 60℃ 80℃ 95℃
λmax
吸光度 A
521
0.323
521
0.283
521
0.480
521
0.614
448
0.770
在温度为 20℃, 40℃, 60℃, 80℃时对花色素的性质不产生影响 , 花色素的特征吸收
峰都在 521nm处 , 但是当温度在 95℃时 , 花色素的特征吸收峰变化到了 448nm处。当温度
低于 80℃时 , 提取出来的色素性质稳定 , 并且吸光度也最大。
2.5 不同 pH值对炮仗花色素稳定性及颜色的影响
表 4 pH对色素溶液吸收波长及颜色的影响
pH值 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
λmax
颜色
545
黄色
521
黄色
521
黄色
521
黄色
521
黄色
521
黄色
505
黄色
480
黄绿
480
黄绿
480
棕色
483
棕色
当炮仗花色素在 pH为 3— 7的酸性环境中 , 其最大吸收波长没有发生改变 , 均为
521nm, 在上图中以色素在 pH=5的酸性环境中的特征吸收峰为代表。当 pH=2时 , 其特
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征吸收峰移至 545nm, 说明这时炮仗花色素的性质发生了改变。当溶液 pH=8时 , 炮仗花
色素的特征吸收峰移至 505nm处 , 当碱性继续增强至 pH=11, 炮仗花色素的特征吸收峰移
至 480nm。当溶液 pH=12时 , 其特征吸收峰移至 483nm。并且在 pH=10— 12的碱性环境
中产生棕色絮状沉淀 , 颜色逐渐变深 , 最后变为棕色。
2.6 不同浓度 、 不同食品添加剂对花色素的影响
表 5 色素溶液在不同浓度 、 不同食品添加剂溶液中 , 在 λ=521nm处的吸光度 A及颜色
浓度
A
颜色
原液 氯化钠 蔗糖 碳酸氢钠
0%
0.077
黄色
2%
0.077
黄色
3%
0.080
黄色
4%
0.077
黄色
2%
0.081
黄色
3%
0.080
黄色
4%
0.081
黄色
2%
0.179
橙黄
3%
0.189
橙黄
4%
0.198
橙黄
浓度
A
颜色
柠檬酸 抗坏血酸 酒石酸钾钠
2%
0.066
黄色
3%
0.066
黄色
4%
0.064
黄色
2%
0.056
淡黄色
3%
0.052
淡黄色
4%
0.053
淡黄色
2%
0.089
黄色
3%
0.080
黄色
4%
0.091
黄色
炮仗花色素溶液与氯化钠 、 蔗糖 、 柠檬酸 、 酒石酸钾钠作用 , 虽然吸光度有微小的变
化 , 但溶液颜色仍为黄色。与抗坏血酸作用 , 溶液的吸光度变小 , 颜色变浅。与碳酸氢钠
作用时 , 溶液的吸光度变大 , 颜色变成明显的橙黄色。炮仗花色素在这几种食品添加剂中
的性质比较稳定 , 没有产生沉淀现象。
3 结论
3.1 炮仗花色素属于花青素类
花色素的种类非常多 , 从炮仗花中提取出来的花色素与其提取的条件和环境有关。不
同的提取剂 (如:无机溶剂:水;有机溶剂:无水乙醇 、 丙酮等)、 相同提取剂的不同极性
(如:不同比例的蒸馏水和无水乙醇的混合液)的溶剂 , 提取出来的色素的特征吸收峰不
同 , 颜色也不相同。所以 , 可以初步推测 , 不同的提取剂极性不同 , 提取出来的花色素的
结构也不相同 [ 5] 。炮仗花应用于工业中 , 可以根据不同的情况 、 需求而选择不同的提取剂。
虽然不同提取剂提取得到的花色素的特征吸收峰不相同 , 但是花色素的特征吸收峰都
在花青素的特征吸收峰的范围之内 , 所以根据以上数据初步确定炮仗花色素应属于花青
素类 [ 7] 。
3.2 炮仗花色素在紫外光区有强吸收峰
用蒸馏水提取的花色素在可见光区 521nm处有吸收 , 在紫外光区 200— 350处有强吸
收 , 表明用蒸馏水提取的花色素有吸收紫外线 , 防紫线的特性。可以利用炮仗花的这一特
性把炮仗花色素应用于口红 、 粉底等化妆品行业中。
3.3 炮仗花色素包含脂溶性及水溶性色素
用有机溶剂提取炮仗花色素时 , 提取出来的色素是属于脂溶性色素 [ 7] 。用无机溶剂提
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取炮仗花色素时 , 提取出来的色素是属于水溶性色素 [ 7] 。
说明了用不同提取剂提取炮仗花色素时 , 可以得到具有不同溶解性的花色素 , 同时再
一次证实不同提取剂提取出来的花色素的结构是有差异的。
3.4 色素的热稳定性较好
用蒸馏水提取出来的花色素的热稳定性比较好 , 炮仗花色素的提取条件受温度的影响
不大 , 在 20— 80℃时对花色素的性质不产生影响 , 但是当温度在 95℃时花色素的性质就发
生了改变。当温度低于 80℃时 , 吸光度最大。所以 , 综合以上分析 , 可以得出:用蒸馏水
做提取剂时 , 可以采取使用水浴加热 , 控制温度为 80℃时的条件提取效果最好。
3.5 pH值对炮仗花色素稳定性及颜色的影响较大
炮仗花色素在酸性环境中稳定性比较好 , 在碱性环境中的稳定性比较差。当酸性增强
时 , 其特征吸收峰向长波方向移动;当溶液的碱性增强至 pH=8时 , 其特征吸收峰向短波
方向移动 , 并且随着碱性的增强 , 溶液变得很不稳定 , 颜色也变深 , 这与花青素特征变化
一致 , 虽然特征吸收峰发生改变 , 但是仍在花青素范围之内变化。所以 , 可以初步确定炮
仗花色素属于花青素类 [ 8] 。
3.6 食品添加剂对花色素的影响较小
氯化钠对炮仗花色素的影响不大 , 蔗糖 、酒石酸钾钠对炮仗花色素有微弱的增色作用 ,
柠檬酸和抗坏血酸对其有弱的减色作用。但是碳酸氢钠对炮仗花色素有明显的增色作用 ,
并且这几种食品添加剂与炮仗花色素共存无不良反应 , 所以 , 炮仗花色素适合应用于食品
行业中作为食品染色剂。
参考文献:
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(责任编辑 徐成东)
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pHValueandFoodAdditiveAgentAffecttoPigment
AbsorptionSpectrumofPyrosgtegiaignea
LUOQin;DENGYe-qin;XIEQi-ming
(DepartmentofChemistryandLifeScience, ChuxiongNormalUniversity, Chxiong675000, China)
Abstract:Accordingtotheexperiment, theauthorsdiscoverthatdiferencedrawsolventcan
afectabsorptionspectrumandthepigmentsolutioncolorofPyrosgtegiaignea.Withdistiledwater
todrawsolvent, thepigmentofPyrosgtegiaigneacanbesteadytoexistin80 ℃conditionandpH
valuein3-10scope.Thecitricacid, sucroseandcommonsaltofcommonadditiveagentforfood
donothavebadinfluenceforthepigmentofPyrosgtegiaignea.Thistechnologyissimpleandcon-
venienttodrawthepigment, whichhasprospectofdevelopmentanduse.
Keywords:Pyrosgtegiaignea;pigment;absorption;absorbspectrum;influence
(上接第 40页)
TheStudyonthePu-erTea(BlackTea)byFTIR
WANGYi-lin;YANGQun
(DepartmentofPhysicsandElectronicScience, ChuxiongNormalUniversity, Chxiong675000, China)
Abstract:TheFivekindsofPu-erTea(BlackTea)fromPu-ercitywerestudiedbyFTIR.
TheresultshowsthatalthoughthefivekindsofPu-erTea(BlackTea)belongtooneBigLeafage
therearesomecertaindiferencesintheirchemicalcomponentsthatarereflectedintheIRspectra
duetodiferentmethodsoffermentandSaveup.Theresultalsoprovedthatthereisarelationship
betweentheIRspectraandthechemicalcomponentsoftheTea.FTIRspectrareflectchangeofmo-
lecularstructuresduetodeferentsmethodsoffermentandsaveup.Thismethodisfast, accurate
andnondestructive, andthewastageofsampleisless.Thefast, accuratepropertyofspectroscopy
wakesitapowerfulandnewapproachtoevaluatingPu-erTea(BlackTea)impersonaly.
Keywords:FTIR;Pu-erTea(BlackTea)
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