全 文 ：第 5 2卷 第 3 期
20 04年 5 月
零陵学院学报
Jo
u ma l
o fi L
n
g i ng U ni ves ri
t y
从〕1 . 25 N 03
M a yZ (X) 4
参薯紫色素的提取工艺和稳定性研究
黄光文 张卫军 赵雨云
(零陵学院 生命科学与化学工程系 , 湖南 永州 4 2 5 0 0 6)
摘 要 : 对薯预科植物参薯的天然紫色素提取工艺和稳定性进行 了研究 。 直接用水浸提效果良好 。 在酸 、 热 、 光 、 糖 、
维生素 c 和金属离子等存在的条件下 , 参薯色素稳定性较好 , 因此可以广泛应用 。
关键词 : 参薯 ; 紫色素 ; 薯技科 ; 稳定性 ; 提取 `
中图分类号 : Q9 4 6 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 1 一 ( ,6 9 7 ( 2 0 0 4 ) 0 3一 0 0 6 0一 0 3
因为使用安全并具有一定的营养和药理作用 , 天然色素在食品和化妆品等工业上广为应用 。 但我国对
天然色素的开发远远不能满足日益发展的工业需要 。
薯莎科植物参薯 (iD os co aer a 如 at L . ) , 又名大薯 、 红切薯 、 红毛薯 、 脚板薯 , 分布于湖南、 湖北 、 广
东 、 广西 、 云南、 贵州 、 四川 、 福建 、 江西 , 野生或栽培于山脚 、 山腰和溪边的微酸性黄壤或红壤上 。 块
茎甘平无毒 , 民间作蔬菜食用 , 有补脾肺 、 涩精气 、 消肿 、 止痛 、 滋养之功 , 可促进溃疡的肉芽生长 , 部
分地区作 “ 淮山” 入药 [’ ,2 ] 。
江南的参薯资源丰富 , 其紫色色素的稳定性尚无人研究 。 为了综合开发 , 我们对色素进行了研究 。
1 材料与方法 [3一 6]
1
.
1 材料 : 参薯 (D io s co er a a故 at L . ) , 购自水州市农贸市场
1
.
2 仪器 : p H s 一c2 型精密酸度计 , 72 型分光光度计
1
.
3 试剂 : 维生素 C 、 蔗糖 、 锭粉 、 过氧化氢 、 三氯化铁 、 氯化钠 、 硫酸铜 , 均为分析纯
1
.
4 缓冲溶液的组分 : 柠檬酸 、 磷酸氢二钠 、 氢氧化钠和盐酸
1
.
5 参薯色素提取 :
洗净的参薯 、 粉碎 * 浸提
4
滤渣第二次浸提 , 过滤
去 4
滤液作第二次浸提液 , 滤渣第三次浸提一过滤一滤液 一纯化 , 减压蒸馏 一 }互亘困
2 实验结果
2
.
1 提取
原料用不同浓度乙醇浸提 3次 , 每次 Zhr , 滤液经纯化减压蒸馏后真空干燥为产品 。 浸提效果见表一 。
结果表明 , 不同浓度的乙醇浸提效果差别不大 , 考虑到成本和稳定性 (见结论 ) , 可全部用水提取 。 产品
为紫红色胶质 , 有良好的水溶性和醇溶性 。 色素溶液在 5 3 8n m 处有一大吸收值 。
表 1 不同浓度乙醇溶液的浸提效果 (北b l E fe c t o f e x atr e it o n u n d e r id fe er n t al e o h o l e o n e e n tr a t i o n )
浓度 C o n e e n tr a it o n 0 2 ( l% 40% 6() % 80% l X() %
吸光度 A b s o r ban e e 0 . 67 3 0 . 580 0 . 6 84 0 . 66 5 0 .价 7 0 . 68 1
2
.
2 色素的稳定性
.
.
收稿日期 : 2 0 0 3 一 1 2一 10
作者简介 : 黄光文 ( 19 6 9 一 ) , 湖南永州人 , 讲师 , 博士生 , 主要从事生物资源可持续利用研究 。
2
.
2
.
I PH值对 色素稳定性的影响
将色素用缓冲溶液配制成含量相同而 p H值不 同的色素溶液 , 避光保存 .0 s hr 后测吸光度 。结果见表二 。
结果表明 , 该色素在 p H 4 一 7 的介质中稳定性较好 , 在强酸性下颜色变红变淡 , 在强碱性条件下颜色变淡
并逐渐变为黄绿色 。
表 2 不 同 p H值对色素稳定性的影响 (孙 2 s at b i li t y o f het p i gme n t i n ht e v耐 o u s p H e o n d i t i o n )
pH 值 p H C o n d i t i o n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
吸光度 A b s o r b an c e 0 70 0 0刀 58 0 . 62 2 0 . 70 2 0 . 64 8 0 6 93 0 . 67 3 0 66 5 0 . 5 10 0 . 44 2
颜色 淡红 红色 红色 紫色 紫色 紫色 紫色 紫棕 棕黄 黄绿
e o lor li g h t r e d er d er d P u pr le P u pr l e Pu pr le P u pr l e Pu rP le ye ll o w gr e e
n
2
.
2
.
2 光对色素稳定性的影响
取用不同乙醇浓度配制的 p H 为 6 的色素溶液分别放置在室内自然光和室外阳光下 , 3hr 后测吸光度 。
结果见表三 。 可见 , 光对色素有一定的分解 , 乙醇在光解时有协同作用 。
表 3 光对色素稳定性的影响 (肠 b 3 E fl 七c t o f ht e il g ht o n ht e sabt i li t y o f ht e p i g In e n t )
溶剂 S ol ve nt 10 % 乙醉溶液 50 % 乙醉溶液 0% 乙醉溶液
阳光下 U n der s u n l ihg t
室内自然光下 nI or o m
0 25 2
0
.
265
0
.
4 0 6
0
.
6 76
0
.
65 0
0
.
692
.2 .2 3 热对色素稳定性的影响
取不同 p H 值的色素溶液分别在 40 、 60 、 80 、 or o ℃的恒温水浴中中加热 .0 s hr , 冷却至室温后测定吸
光度 。 结果见表四 。 另取不同 pH 值的溶液在 10 ℃下加热 .0 s hr , 吸光度测定结果见表五 。 再取不同浓度
乙醇配制的 pH 3 的溶液在 10 0 ℃加热 , 吸光度测定结果见表六 。 表中数据显示 , 酸性条件下色素对热较稳
定 , 中性和碱性条件下的色素稳定性较差 。 同时 , 温度有一定的增色作用 。 热解时 , 乙醇有协同作用 。
表 4 热对色素稳定性的影响 飞、 b 4 E fl 七c t o f ht e h e at o n ht e sabt i li yt o f ht e p i g nr e n t
PH 值 温度 ( oC ) C K
.0 64 8
0
.
67 3
0
.
5 10
4 0
0
.
4 65
0
.
3 69
0
.
3 50
60
0
.
62 1
0
.
49 9
0
.
2 9 9
80
0
.
69 2
0
.
3 94
0
.
27 4
0
.
69 8
0
.
4 39
0
.
39 9
表 5 不 同 p H 值的色素溶液在高温下的稳定性 ( aT b 5 s at bil 钾 o f ht e viar o u s pH e on d iit o n p i脚en t in hae t )
P H e o n d i it o n 2 3 4 5 6 7 8 9
C K
A b S
0 7 5 8
0 7 57
0
.
62 2
0
.
64 3
0
.
702
0
.
6 99
.0 64 8
0
.
6 9 8
.0 69 3
0
.
636
0
.
673
0
.
4 39
0石 65
.0 40
0
.
5 10
0
.
399
表 6 乙醉与热对色素稳定性的协同影响 ( l h b 6 A s s o e l a t e d e伟沈 t o f ht e ia e o h o l an d h e a t o n ht e P ig m e n t )
溶剂 S o l v e n t
C K
0
.
s hr
l hr
40 % 乙醇溶液 20 % 乙醉溶液 0 % 乙醉溶液
5 58
.
5 83
.0
.0 4 0
.0 5 64
0
.
6 2 1
0
.
55 1
0
.
62 2
0
.翻3
0
.
5 66
2
.
2
.
4 糖对色素稳定性的影响
不同糖浓度的色素溶液在暗处保存 .0 s hr 后 , 测定吸光度 , 结果见表七 、 八 。 结果表明 , 糖对色素稳
定性没有影响 。
表 7 蔗糖对 色素稳定性的影响 ( aT b 7 E fe e t of ht e s u sar o n ht e s at ib il yt o f 山 e p ig nr e n t )
蔗糖浓度 ( % ) C o n e e n atr it o n
吸光度 A sb o rb an ce
C K 10 20 3 0 40
0
.
69 3 0
.
6 92 0
.
6 89 0
.
69 0 0
.
687
表 s 淀粉对色素稳定性的影响 (几 b s E吮 e t o f th e s tacr h o n th e s at b il ity o f th e p igme n t )
淀粉浓度 ( % ) C o n ene art it o n C K 1 0 2 () 3 0 4 0
吸光度 A b s o br na e e 0. 693 0. 69 1 0. 6` ) 2 0石 8 7 0. 68 8
2
.
2
.
5 几种金属离子对色素稳定性的影响
配制成含不同浓度钠离子 、 铁离子 、 铝离子的色素溶液 , 避光静置 .0 s hr 后测定吸光度 , 结果见表九 。
表明 , 色素对金属离子稳定性好 。
表 9 金属离子对色素稳定性的影响 ( aT b 9 Efec t of ;ome spec ies of me 囚 ion s on het sat ibl yt of het iPgm en )t
离子 I o n 稀释倍数 浓度基数 C o n e e n atr t i o n (m m o比 ) C K 10 20 4 0 80
N +a
x 1 0
.
6 93 0
.
68 8 0
.
69 3 0
.
690 0
.
689
Fe +3
、
10() 0
.
69 3 0
.
6 92 0
.
689 0石88 0 . 6 74
C u Z
+ /
10 0 0
.
69 3 0
.
6 93 0石92 0 . 69 0 0 . 69 0
2
.
2
.
6 耐氧化性和还原性
0
.
1%过氧化氢对色素作用一定时间后测定吸光度 , 结果见表十 。 结果表明 , 该色素 e 有一定抗氧化性 。
而加入维生素 C 后 , 色素吸光度变化不大 (见表十一 ) , 说明其耐还原性好 。
表 1 0 过氧化氢对色素稳定性的影响 ( 1、 b l o E们7ec t o f ht e H Zo : o n ht e sabt i li yt o f 山 e p i g m e n t )
时间 (分 ) iT me (而 n u te s )
吸光度 A b s o ht an e
20 30 40
0
.
6 93 0
.
51
,
2 0 4 95 0
.
4 X() 0
.
3 66
表 11 维生素 C 对色素稳定性的影响 ( aT b 1 1 E f fec t o f ht e v i at m i n C o n t h e s abt i il yt o f het p i gme n t )
时间 (分 ) 五me (而 n u et s ) C K 10 20 3 0 40
吸光度 A bs o r b an e 0 . 6 93 0 .二17 2 0 . 49 5 0 .4 X() 0 . 36 6
3 结论
1原料直接用水浸提即可 。 有乙醇存在时 , 热和光对色素的破坏作用增强 , 因此 、 浸提液中不能加酒
精 。 参薯紫色素在 5 38n m 处有最高吸光值 。
2 色素水溶性好 , 色质优良 , 在室内自然光下 、 中性和弱酸性条件下 、 时间不长的高温下稳定性较好 ,
糖和淀粉对色素没有影响 , 色素有一定的耐氧化性 , 耐还性好 , 在各种离子存在时稳定 。 因此可广泛用作
饮料 、 冷饮 、 糖果和糕点等的着色剂 , 是一种值得开发的天然色素资源 。
参考文献 :
l[ ]中国高等植物图鉴 (第二版 )[ M ] . 科学出版社 , 19 76 . : p 568 .
21[ 中药大辞典 [M ] .上海科学出版社 , 19 85 : p 4 39 .
[3 ]nA ht
o c y an i n s is o l a ted fr o m Pu rp l e e o rn (女 a 那ay s L . ) Hir o而 t s u A o ik e alt , 2 X() 2 , w 、 月七r ; o .rj P /z ia d anl
[4 lhT
e u s e s o f P lan t e o lo u sr (an ht o e y an in P i g nr e n st ) an d me ht
o e s ot i s o laet ht
e m for m P lan t
s B e t yt E
.
M u s o ke
,口即er P er s e n edt a t
ht e w o lr d e o n gr e s s ZX() 2 ) ,
门邢w {m欧 e r e er . ac . u g
51[ 吴冬青 , 李彩霞 .蜀葵花紫色素理化特性的研究 [J] .食品工业科技 . 199 6,( :4) l3 一 3 .
6[] 孙雨安等 . 一种紫菜苔天然色素提取工艺及其性质的研究 [1] .河南科学 . 19 98 ,l( :) 59 一 61 .
E x t r a e it o n a n d S st b ili yt o f t h e D ios
c o er a a勿 at haI pr le R g m e n t
HU A N G G u a gn
·
w e n Z fI A N G W七i j un Z H A O uY · yun
(D e P a rt m即 t o f iL fe S e i en e e, ilL lg lin g C o ll eg e , OY n g zb o u , H u n an 4 25 X() 6)
A b s t r a e t : 了h ls PaP er r e P o rt s ht e e x tr a c it o n Por e e d in g an d sabt i li yt o f ht e n at u alr Pu pr le Pi gm e n t fr o m D ios co er a a la at
.硒厄 te r
a s s o lv e n t
,
het P igme
n t 15 w el l e x tr ac edt
.
hT
e g o o d s at b ili ty i n e life r e n t ac i d i yt, te mP
e r a tu er
,
il g ht
, s u g ar, vi tar in
n e an d m e alt i
o n s
e o n d iit o n i n id c at e s ht at ht e Pu pr le Pi g m e n t e an b e u s de iw d
e l.y
K e y w o r ds
:
D OI s e o er a a al at ; Pu pr l e P i gme
n t: 肠 o s e o er a e e ae : sabt i l i yt : e x tr ac it o n
(责任编辑 : 张敏 )