全 文 ：食品研究与开发 2008年8月第29卷第8期
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收稿日期:2007-10-26
蔡建秀,吴文杰,陈铁洪
(泉州师范学院 化学与生物学院,福建 泉州 362000)
天竺桂果皮红色素稳定性及安全性的研究
摘 要:对天竺桂果皮红色素进行提取,研究了天竺桂果皮红色素在不同 pH、温度及光照下的稳定性,及金属离子
和氧化剂、还原剂等对该色素稳定性的影响;以卫生指标的几项检测方法,对天竺桂果皮红色素进行了安全性的初
步研究。结果表明:该色素在酸性条件时较稳定。高温、日光直射、强氧化剂、还原剂以及高价金属离子(Fe3+和Al3+)对
天竺桂果皮红色素稳定性影响较大。但食品添加剂、低价金属离子对色素色泽无不良影响。安全性检测实验表明细
菌总数和大肠杆菌均符合国家规定的卫生指标要求。
关键词:天竺桂 ;红色素 ;理化性质;安全
RESEARCHONSTABILITYANDSECURITYOFTHEREDPIGMENTINCINNAMOMUMJAPONICUMSIBEFRUIT
CAIJian-xiu,WUWen-jie,CHENTie-hong
(SchoolofChem.&Bioscience,QuanzhouNormalUniversity,Quanzhou362000,Fujian,China)
Abstract:ThisarticlecariesontoCinnamomumjaponicumSibefruitredpigmentwithdraws,StudiedCinnamo-
mumjaponicumSibefruitredpigmentunderdiferentpH,thetemperatureandtheiluminationstability,and
metalicionandoxidant,reducingagentandsoontothispigmentstableinfluence;Bythehygienictargetsev-
eralexaminationsmethod,hasconductedthesecurepreliminarystudytoCinnamomumjaponicumSibefruit
基金项目:泉州市科技局基金(2004Z23);泉州师范学院“生物化学与分子生物学”重点学科(XK0609)
作者简介:蔡建秀(1957-),女(汉),副教授,本科,从事资源植物研究。
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添加剂
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食品研究与开发2008年8月第29卷第8期
食用天然色素的应用非常广泛,不仅用于食品、医
药、肥皂、化妆品等方面着色,而且还有药理作用和营
养价值。因此,开发天然色素是世界食用色素发展的总
趋势。在我国列入食品添加剂国家重点科技攻关项目
的天然色素有4种:(1)红曲色素(2)胡萝卜素(3)酸枣
红素(4)辣椒红素[1]。天然色素是从果蔬、动物及矿物中
提取得到或天然存在色素的合成复制品,其安全可靠,
色泽自然,具有维生素活性,不少品种兼有营养和保健
作用,有特殊的芳香气味,添加到食品中会带来愉快的
感觉,符合绿色产品的要求。随着人们生活水平和认识
水平的提高,天然色素将更加受到人们的青睐。
作为食品工业重要组成的食品添加剂,近年来在
我国发展较快,中国很多种食品添加剂产量已成为世
界第一,如谷氨酸钠、柠檬酸、赖氨酸、山梨醇、木糖醇、
VC、VE、黄胶原、乳链菌素、乙基麦芽芬等,使中国食品
添加剂在国际上的影响和地位日益扩大和增强。食品
着色剂作为食品添加剂的一部分,其产量也逐年增加,
技术含量也不断提高。
天竺桂[2-4](CinnamomumjaponicumSieb),樟科樟属
植物。又名山肉桂、土肉桂、野桂,以树皮和叶入药。木
材含精油、丁香酚、芳樟醇、α-水芹烯、对伞花烃等。本
文从食品添加剂的角度对天竺桂果皮红色素的理化性
质及稳定性研究和安全性初步检测,旨在对天竺桂果
皮天然色素的开发利用提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料
天竺桂果实采自福建泉州师范学院校园内。11月
果实成熟时,取新鲜、成熟、无虫害的果实放在通风处凉
干,去核取皮,粉碎,80目筛过筛获得天竺桂果皮细粉。
1.2 设备
FZ102型粉碎机:上海微型电机厂;80目筛、HH-6
型数显恒温水浴锅:江苏天由有限公司、常州国华电器
有限公司;冷凝回流装置、GL-116G-A型高速冷冻离
心机:上海安亭科学仪器厂;BS124S型电子天平:南京
安铎贸易有限责任公司;V-1100型可见光分光光度
计:上海美谱达仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 天竺桂果皮红色素的理化性质稳定性研究
1.3.1.1 天竺桂果皮红色素原液的制备
准确称取干燥的天竺桂果皮细粉10g,放入锥形瓶
中,加入100mL冰乙酸,调节pH值为3.0,然后将锥形
瓶浸泡于35℃恒温水浴锅中,瓶口接冷凝回流装置,
浸提 4h后取出,收集浸提液,再用冰乙酸再次浸提,
合并两次的浸提液约为200mL,即为色素原液[5]。
1.3.1.2 光谱特性的测定
取上述方法制得天竺桂果皮红色素原液,蒸馏水
稀释 10倍后,用 V-1100型分光光度计在 360nm~
540nm[5]波长下测其吸光度值。
1.3.1.3 溶解性实验
准确称量 8份 0.05g天竺桂果皮红色素浸膏,分
别溶解于 10mL的蒸馏水、无水乙醇、乙酸乙酯、冰乙
酸、乙醚、苯、丙酮,石油醚中,测试色素的溶解性[6]。
1.3.1.4 pH值对天竺桂果皮红色素稳定性的影响
将色素原液 6mL,稀释 10倍后 6等分,分别用
3mol/L盐酸和 10%NaOH溶液调节溶液的 pH值为,
于室温和自然光下用 pH试纸测定溶液酸度[7],使其
pH值为3.0。 在暗室中密封静置1h,用V-1100型分
光光度计在400nm波长下测其吸光度值。
1.3.1.5 温度对天竺桂果皮红色素稳定性的影响
取色素原液 7mL,稀释10倍后7等分,分别在
25、40、50、60、70、80、90℃水浴恒温锅中恒温加热[8],每
1h取样1次,迅速用温水冷却至室温,用V-1100型分
光光度计在400nm波长下测其吸光度值。
1.3.1.6 光照对天竺桂果皮红色素稳定性的影响
取色素原液12mL,稀释10倍后12等分,4份避
光保存,4份室内自然光下保存,4份放在室外日光区[5],
每1h,用V-1100型分光光度计在400nm波长下测其
吸光度值。
1.3.1.7 金属离子对天竺桂果皮红色素稳定性的影响
取色素原液8mL,稀释10倍后8等分,分别加入
等量 0.1%的 KCI、MgCl2、NaCl、AlCl3、CaCl2、FeCl3、Zn-
redpigment.Theresultindicatedthat,obtainedextractofpigmentmanagermeltsthenatureresearch,deter-
minedthispigmentwhenacidicconditionisstabler.Thehightemperature,thesunlightperpendicularincidence,
theoxidant,thereducingagentaswelasthehighpricemetalicion(Fe3+andAl3+)arebiggertoCinnamomum
japonicumSibefruitredpigmentstabilityinfluence.Butfoodadditive,lowpricemetalionpairpigmentluster
goodinfluence.Thesecureexaminationexperimentindicatedthebacteriumtotalandthebackwoodscoliconform
tothenationalstipulationhygienictargetrequirement.
Keywords:CinnamomumjaponicumSibefruit;redpigment;conditions;security
添加剂
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食品研究与开发 2008年8月第29卷第8期
Cl2溶液,另一份加入等量的蒸馏水作为对照。每1h用
V-1100型分光光度计在400nm波长下测其吸光度值。
1.3.1.8 常用的几种食品添加剂对天竺桂果皮红色素
稳定性的影响
取色素原液 4mL,稀释10倍后4等分,分别加入
等量的5%淀粉、5%蔗糖和5%柠檬酸[5],另一份加入等
量的蒸馏水作为对照。每隔1h,用V-1100型分光光度
计在400nm波长下测其吸光度值。
1.3.1.9 氧化剂和还原剂对天竺桂果皮红色素稳定性
的影响
取色素原液 4mL,稀释10倍后4等分,分别加入
等量5%H2O2为氧化剂 、5%Na2SO3和5%抗坏血酸为
还原剂,对照中加入 5mL蒸馏水[9],每 1h,用 V-1100
型分光光度计在400nm波长下测其吸光度值。
1.3.2 天竺桂果皮红色素微生物方面安全性的初步研
究[10]
1.3.2.1 细菌总数的测定
选用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基培养细菌。分别配
制 50、100、200mL3种不同递增浓度的色素原液,以
无菌操作方法用灭菌吸管分别吸取 1mL不同色素稀
释液注入经灭菌的培养皿中,再倾入15mL已融化并
冷却至45℃左右的牛肉膏蛋白胨琼脂培养基,充分
调匀,冷却后在37℃温度中经24h倒置培养。3种不
同浓度的色素稀释液和空白对照,各设3个重复。24h
后进行菌落计数。
1.3.2.2 大肠杆菌的检测
选用乳糖蛋白胨培养基培养大肠杆菌。分别配制
10、30、50mL3种不同递增浓度的色素原液,以无菌
操作方法用灭菌吸管分别吸取 1mL不同色素稀释液
注入经灭菌的培养皿中,再倾入 15mL已融化并冷却
至45℃左右的乳糖蛋白胨培养基,充分调匀,冷却后
在 37℃温度中经 24h倒置培养。3种不同浓度的色
素稀释液和空白对照,各设 3个重复。24h后进行菌
落计数。
2 结果与分析
2.1 天竺桂果皮红色素光谱特性的测定(见图1)
由图1结果可知,天竺桂果皮红色素在波长 380
nm～420nm间存在一个波峰,即380nm～420nm是该
色素的最佳波长。
2.2 天竺桂果皮红色素溶解性实验(见表1)
图1 天竺桂果皮红色素的吸收光谱
Fig.1 Spectrum pipertiesofredpigmentfromCinnamomum
japonicumSibe
蒸馏水
Distiledwater
可溶
红色
无水乙醇
EtOHabsolutealcohol
微溶
浅红色
乙酸乙酯
Ethylacetate
微溶
浅绿色
溶剂
Solvent
溶解性Dissolubility
溶液颜色Solutioncolor
冰乙酸
Glacialaceticacid
易溶
深红色
乙醚
Ether
微溶
绿色
苯
Benzene
可溶
红色
丙酮
Acetone
微溶
绿色
石油醚
Sherwoodoil
微溶
绿色
表1 天竺桂果实红色素的溶解性
Table1ThesolvencyofCinnamomumjaponicumSibefruitredpigment
由表1可知,天竺桂果皮红色素易溶于冰乙酸,可
溶于蒸馏水、苯等有机溶剂。
2.3 理化性质对天竺桂果皮红色素稳定性的影响
2.3.1 pH值对天竺桂果皮红色素稳定性影响(见表2)。
由表2可知,在中性和碱性条件下,此色素为黄
色,即天竺桂果皮色素在碱性条件下不稳定,在酸性溶
液中较稳定。pH≤3时,色素溶液为比较稳定的红色,
适宜于在酸性条件下使用;pH>3时颜色发生改变。
2.3.2 温度对天竺桂果皮红色素稳定性影响(见表3)。
表3表明:在55℃时,颜色逐渐出现浑浊,继续加
热浑浊度加大。天竺桂果皮色素对热较不稳定,有降解
作用[11]。
1.0
1.633
桃红
3.0
1.642
桃红
5.0
1.638
淡绿
pH
吸光度Absorbency
颜色Color
7.0
1.529
淡绿
9.0
1.655
草绿
11.0
1.682
草绿
表2 pH值对天竺桂果实红色素稳定性的影响
Table2 EfectsofpHonthestabilityofCinnamomumjaponicum
Sibefruitredpigment
25
1.380
40
1.550
50
1.634
60
1.776
70
1.804
80
1.728
90
1.762
由桃红逐渐加深并出现浑浊
温度/℃Temperature/℃
吸光度Absorbency
颜色Color
表3 温度对天竺桂果实红色素稳定性的影响
Table3 EfectsoftemperatureonthestabilityofCinnamomum
japonicumSibefruitredpigment
添加剂
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食品研究与开发2008年8月第29卷第8期
2.3.3 光照对天竺桂果皮红色素稳定性影响(见表4)
由表4可知:随着时间的延长,色素在室内暗处吸
光度有所上升,而在室内自然光和室外阳光下,吸光度
下降。说明色素在室内暗处较为稳定,但日光对其影响
表4 光照对天竺桂果实红色素稳定性的影响
Table4 EfectsofiluminationonthestabilityofCinnamomumjaponicumSibefruitredpigment
室内暗处Indoorindark光Light
时间/hTime/h
吸光度Absorbency
颜色Color
室内自然光Indoornaturaldaylight 室外阳光Exteriorsunshine
0
0.925
不变
1
1.083
不变
2
1.117
不变
3
1.356
不变
0
0.925
不变
1
1.419
不变
2
1.262
不变
3
1.169
不变
0
0.923
不变
1
1.197
变浅
2
0.903
变浅
3
0.847
乳白
变化不大,和对照组基本一致;加入 Na+、Mg2+、Al3+后
色素溶液颜色加深,吸光度加大,有增色作用;加入
Zn2+、Ca2+随着时间的增加吸光度下降,有浑浊现象;
加入 Fe3+后色素溶液呈棕黄色,且向黄褐色转变[11]。
因此加入天竺桂果皮色素的物品应避免与 Fe3+、Zn2+、
Ca2+接触。
2.4 常用的几种食品添加剂对天竺桂果皮红色素的
影响(见表6)
表5 金属离子对天竺桂果实红色素液的影响
Table5 EfectofsomespeciesofmetalionsonCinnamomumjaponicumSibefruitredpigmentliquid
K+
0
0.633
1
0.719
24
0.888
Ca2+
0
0.608
1
0.756
24
0.957
Na+
0
1.017
1
1.665
24
1.885
Na+
0
0.711
1
0.982
24
1.640
桃红色 由桃红到轻度浑浊 红色 红色
离子Ion
时间/hTime/h
吸光度Absorbency
颜色Color
Fe3+
0
浑浊
1
浑浊
24
浑浊
Al3+
0
0.711
1
0.982
24
1.640
Zn2+
0
浑浊
1
1.450
24
0.968
蒸馏水
0
0.543
1
0.560
24
0.721
由棕黄到黄褐色 红色 桃红 桃红
离子ion
时间/hTime/h
吸光度Absorbency
颜色Color
较大,不宜在日光下保存,应避光保存。
2.3.4 金属离子对天竺桂果皮红色素稳定性影响(见
表5)
由表 5可知:加入 K+后对色素影响很小,吸光度
表6 常用食品添加剂对色素稳定性的影响
Table6 Efectsoffoodadditivesonthestabilityofpigment
淀粉Starch 柠檬酸Citricacid 苯甲酸钠Odiumbenzoate 蒸馏水Distiledwater
24 0 1
0.939 0.820 1.086
0 1 24
0.694 0.685 0.760
0 1 24
- - -
0 1 24
0.544 0.557 0.720
桃红色 桃红色 桃红色乳白絮状沉淀
添加剂Additive
时间/hTime/h
吸光度Absorbency
颜色Color
由表6可知:柠檬酸对色素的影响不大;淀粉对色
素有增色作用;苯甲酸钠使色素发生改变,产生沉淀。
因此,加入该色素的食品应避免加入苯甲酸钠。
2.5 氧化剂和还原剂对天竺桂果皮红色素液的影响
(见表7)
由表7可知:氧化剂和还原剂对天竺桂果皮色素
过氧化氢Hydrogenperoxide 亚硫酸钠Sodiumsulfite
0 1 24
0.599 0.582 0.563
淡绿色变淡
试剂Reagent
时间/hTime/h
吸光度Absorbency
颜色Color
表7 氧化剂和还原剂对色素稳定性的影响
Table7 Efectofreducingagentandoxidantonpigmentliquid
0 1 24
1.939 1.824 1.316
淡绿色变淡
抗坏血酸Ascorbicacid
0 1 24
0.597 0.661 0.619
桃红色变淡
蒸馏水Distiledwater
0 1 24
0.543 0.559 0.727
桃红
都有较大影响。抗坏血酸先使色素增色,但这种增色效
果对时间不稳定,随着时间的延长颜色又逐渐变浅;过
氧化氢、硫代硫酸钠均使色素变色。由此确定该色素对
氧化剂和还原剂都不稳定。
2.6 天竺桂果皮红色素在微生物安全性方面的初步
测定
2.6.1 细菌总数的测定(见表8)
从表8可见:天竺桂果皮色素液中每毫升细菌总
添加剂
180
食品研究与开发 2008年8月第29卷第8期
数平均为6.74个,远远小于关于我国生活饮用水卫生
标准细菌总数1mL中不超过100个的规定,表明完全
符合国家卫生指标要求。
2.6.2大肠杆菌的检测(见表9)
从表9可见:在37℃温度中经24h培养后并未发
现具有金属光泽的菌群。由此表明,天竺桂果皮色素液
中无大肠杆菌的存在,完全符合国家规定的卫生指标
要求。
3 结论
3.1天竺桂果皮红色素稳定性特征
天竺桂果皮红色素最大吸收峰是380nm～420nm
之间;在适当加热时稳定性较好,但不耐 70℃以上高
温,对光不稳定不好,避光保存;在酸性环境中稳定性
较好,不宜用于中性和碱性环境,特别是 pH值 >5.0,
可用于酸性食品着色;在各种常用的金属离子的最大
的安全使用量范围内,Fe3+、Zn2+、Ca2+具有明显的破坏
作用,而 Na+、Mg2+、Al3+还有一定的增色作用;在几种常
用的食品添加剂除了淀粉有增色作用外,柠檬酸钠无
明显影响;该色素抗还原和抗氧化能力差.因此,该红色
素的加工过程适合在酸性条件,加工和储藏过程应避
免高温和日光照射,同时应避免与铁器接触。
3.2天竺桂果皮红色素安全性的测定结果
天竺桂果皮红色素提取液中细菌和大肠杆菌均符
合国家规定的卫生指标要求,可以初步认为天竺桂果皮
红色素作为天然食用色素开发利用,在一定程度上是安
全的。我们也将进一步进行生化方面的安全性检测。
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收稿日期:2007-08-08
表8 在37℃温度中经24h培养结果
Table8 In37℃temperaturesthroughthe24hdevelopmentresult
50 100 200 空白对照BlankControl
10.3 9.67 6.67 0.33
1
9
2
11
3
11
4
10
5
8
7
5
8
8
9
7
10
0
11
0
12
1
6
11
稀释度/mLExtentofdilution/mL
编号No.
菌落数/个CFU
平均菌落数/个AverageCFU
总平均数/个Overallmean 6.74
表9 在37℃温度中经24h培养结果
Table9 In37℃temperaturesthroughthe24hdevelopmentresult
50
2
/
3
/
1
/
100
5
/
6
/
4
/
200
8
/
9
/
7
/
11
/
12
/
10
/
空白对照
BlankControl
稀释度/mL
Extentofdilution/mL
编号No.
菌落数(个)CFU
注:“/”表示无菌落出现。
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