全 文 ：第 19卷　第 3期
2003年 9月
福建师范大学学报 (自然科学版 )
Journal of Fujian No rmal Univ ersity ( Natural Science)
Vo l. 19　 No. 3
Sept. 2003
文章编号: 1000-5277( 2003) 03-0082-06
赤楠果实红色素的性质及其稳定性
黄晓冬1 , 刘剑秋2 , 陈炳华2 , 陈秀琳3
( 1. 泉州师范学院教科院 , 福建 泉州　 362000; 2. 福建师范大学生物工程学院 , 福建 福州　 350007;
3. 福建省药检所 , 福建 福州　 350007)
　　摘要: 实验研究了赤楠果实红色素的理化性质和色素对于光、 温度、 氧化剂和还原剂、 食品添加剂、 金
属离子等的稳定性 . 结果表明: 该色素在 80℃以下较稳定 , 氧化剂、 还原剂 , 直接近距离日光灯照射 , Cu2+ 、
Zn2+ 、 Fe3+ 等对色素液的吸光度有明显的影响 , Al3+ 、 Ca2+ 、 Mg2+等对色素液有一定的增、 护色作用 . 食品
添加剂中 , 葡萄糖、 柠檬酸、 低体积分数的苯甲酸钠等对色素无不良影响 , V itC对色素有明显影响 .
关键词: 赤楠果实 ; 红色素 ; 性质 ; 稳定性
中图分类号: Q946　　　文献标识码: A
　
近年来人们不断发现 , 很多合成色素都具有不同程度的慢性毒性和致癌与致畸性 . 天然植物色素
因其安全性高、 着色色调自然 , 很快受到消费者和生产者的青睐 , 使开发利用天然植物色素的研究受
到国内外食品工业的极大关注 .
赤楠 ( Syzygium buxi folium Hook. et Arn. )系桃金娘科蒲桃属的常绿灌木 , 多生于低山疏林或灌
丛中 [ 1 ] , 资源极为丰富 . 赤楠果可生食 , 食后满嘴紫黑色 , 表明果实含有较丰富的色素 , 对该果实色素
的研究尚未见报道 , 本文作者对赤楠果实色素进行了理化性质和稳定性的研究 , 为开发这一新的野生
食用色素植物资源提供科学依据 .
1　材料与方法
1. 1　材料
赤楠果实采自福建福州鼓山的疏林地带 , 采摘后将成熟果实去杂、 洗净、 沥干、 凉干 , 鲜果封装
于塑料袋中保存于 - 25℃冰箱 , 备用 .
1. 2　仪器
Cary100型紫外- 可见分光光度计、 721型分光光度计、 800型离心沉淀器、 比色管、 RE- 85Z旋
转蒸发仪 .
1. 3　方法
1. 3. 1　色素提取: 以酸性乙醇研磨、 浸提果实 3次 , 抽滤、 减压浓缩、 醇沉果胶、 减压浓缩得浸膏 .
1. 3. 2　色素溶解性: 取少量色素浸膏 , 分别以水、 无水乙醇、 石油醚、 苯、 丙酮、 盐酸、 花生油等为
溶剂 , 常温下振摇 , 观察其溶解性 .
1. 3. 3　色素的光谱特性: 取溶剂分别为 0. 1% HCl-甲醇、 1% HCl-乙醇 ( V ( HCl)∶V ( 95%乙醇 ) =
1∶ 99) pH 3. 0柠檬酸磷酸盐缓冲液的适量色素溶液 ,用 Cary100型紫外 -可见分光光度计测定λ= 200
～ 750 nm范围内的吸收光谱 , 记录吸收光谱图及最大吸收波长 Aλ
max
.

作者简介: 黄晓冬 ( 1973—　 ) , 男 , 福建南安人 , 研究生 , 讲师 , 从事植物资源化学研究 .
收稿日期: 2003- 03- 10
1. 3. 4　色素的稳定性:
( 1) pH值对色素液稳定性的影响: 用 HCl、 柠檬酸 -磷酸氢二钠、 氨水 -氯化氨、 氢氧化钠配制成
色素含量相同 , pH分别为 1～ 14的一系列溶液 , 于室温下观察色素液颜色变化 .
( 2) 色素液的光稳定性: 以 pH3. 0柠檬酸磷酸盐缓冲液配制一定体积分数色素液 ( A值范围 0. 2
～ 0. 7) , 装于无色透光具塞试管中 , 于室温自然光、 室温避光、 日光灯直射 ( 3500 lx、 距离 < 20 cm )
环境中放置 , 每隔 2 d测一次 Aλmax值 , 并目测色素液颜色变化 . 另外每隔一定时间分别测日光和紫外
光灯照射对色素稳定性的影响 .
( 3)色素液的热稳定性: 配制不同体积分数色素液 , 从低体积分数到高体积分数 , 分别各置于 40、
60、 80、 100℃水溶液中加热 270 min, 每经 30 min分别取样 , 冷却后 , 测其 Aλmax值 , 并目测溶液颜色
变化 .
( 4) 色素液的耐氧化还原性: 以 H2O2为氧化剂 , 以 Na2 SO3为还原剂 , 配制不同 H2O2与 Na2 SO3
体积分数的等量色素液 , 每隔一定时间测定其 Aλmax值 , 记录并目测溶液颜色变化 .
( 5) 金属离子对色素液稳定性的影响: 用 KCl、 NaCl、 MnSO4、 MgSO4、 AlCl3、 Cu SO4、 Zn
( CH3 COO) 2、 CaCl2、 FeCl3分别配制含 K+ 、 Na+ 、 Mn2+ 、 Mg2+ 、 Al3+ 、 Cu2+ 、 Zn2+ 、 Ca2+ 、 Fe3+ 等
离子ρion= 500 mg /L的等量色素液 , 并作 CK ,将上述各色素液于室温避光环境中放置 ,每隔 4 d测一
次 Aλmax值 , 记录并目测其颜色变化 .
( 6) 食品添加剂对色素液稳定性的影响: 分别配制不同体积分数梯度的葡萄糖、 柠檬酸、 苯甲酸
钠的等量色素液 , 于室温避光环境中放置 , 每隔一定时间测一次 Aλ
max
值 ,记录并目测色素液颜色变化 .
2　结果与讨论
2. 1　色素的溶解性
常温下色素可溶于水、 无水乙醇、 盐酸等极性大的溶剂 , 也可溶于丙酮、 乙酸乙酯 , 但不溶于石
油醚、 苯、 无水乙醚、 花生油等非极性的溶剂 . 这说明了该色素是水、 醇兼容性色素 , 这同时也限制
了色素的应用范围 .
2. 2　光谱特性
以 Cary 100型紫外 -可见分光光度计对 0. 1% HCl-甲醇、 1% HCl-乙醇 (V ( HCl) ∶V ( 95%乙
醇 ) = 1∶ 99)、 pH3. 0柠檬酸磷酸盐缓冲液 3种不同溶剂系统的色素液 ,在波长 200～ 750nm范围内的
自动扫描 , 吸收光谱如图 1.
图 1　赤楠果实红色素紫外可见吸收光谱
　　在紫外光区 , 1% HCl-乙醇溶剂系统中 (曲线 a)
和 0. 1% HCl-甲醇溶剂系统中 (曲线 b) 溶剂系统各
有明显的双峰 , 其最高峰都为λ278～ 279和λ206 , pH3. 0
柠檬酸磷酸盐缓冲液溶剂系统中 (曲线 c)λ232的峰较
明显 ; 在可见光区 , 三者的最大吸收波长分别是
0. 1% HCl-甲醇溶剂系统中 λ534、 1% HCl-乙醇 ( V
( HCl) ∶ V ( 95%乙醇 ) = 1∶ 99) 溶剂系统中λ543、
pH3. 0柠檬酸磷酸盐缓冲液溶剂系统中λ516 . 比较之下 , 1% HCl-乙醇 (V ( HCl) ∶V ( 95%乙醇 ) =
1∶ 99) 溶剂系统中的 λ移了近 10 nm. 这一些光谱特征与花色苷类的光谱特征相似 [ 2] , 可判定该色素
属花色苷类 .
2. 3　色素的 pH效应
色素液在不同 pH值下的反应结果如表 1.
由表 1可说明 , 色素随 pH值的增加 , 渐失本色 , 在 pH值≤ 4时色素液为稳定的紫红色 , p H值 5
83　第 3期　　　　　　　　　　　　　黄晓冬等 : 赤楠果实红色素的性质及其稳定性
～ 7呈现紫色 , pH值 8～ 14时色泽由淡兰绿到暗兰绿变化 ,最后皆变为黄褐色 ,这与花色苷类的 pH效
应极为相似 , 进一步说明色素应属花色苷类 , 也表明色素只能较有效地应用于酸性食品的着色 .
表 1　 pH值对色素液的影响
p H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
色泽 暗紫红 暗紫红 紫红 淡紫红 淡紫 淡紫 淡紫 淡兰 兰绿 兰绿 兰绿 兰绿 兰绿 暗兰绿
30 min后 不变 不变 不变 白色浑浊 兰绿 兰绿 兰绿 兰绿 黄褐 黄褐 橙黄
24 h后 不变 不变 不变 白色浑浊 黄褐 黄褐 黄褐 黄褐 黄褐 黄褐 橙黄
2. 4　色素的光稳定性
图 2　光对色素稳定性的影响 (λ/516 nm)
色素液在 3种不同的光量光照条件下 , 其 Aλmax
值与颜色均发生变化 , 实验测得结果如图 2.
由图 2可知 , 日光灯近距离直照对色素液的不
良影响较为明显 , 色素液的颜色随时间延长由紫红
色到粉红逐渐转为无色 ,并伴有浑浊现象 ; 自然光和
暗光对色素的影响相差不大 , 色素在这两种光量光
照下 ,吸光值缓缓下降 , 色素液颜色稍变淡 , 但半衰
期> 28 d.
在日光直射下色素的吸光度缓缓下降、 3 d内在曝光下色素的稳定较好 . 而紫外光灯距离 80 cm照
射下 , 色素液 Aλ
max
值短时间内基本不变 , 实验测得结果如图 3、 表 2.
图 3　日光直射对色素
稳定性的影响 (λ/516 nm )
表 2　紫外线 ( 40W) 照射对色素
稳定性的影响
λ/516nm A值
照　前 0. 515
照 15 min 0. 515
照 30 min 0. 511
　　表 2的结果表明 , 色素在短时间内不受紫外光照射的影响 , 说明可用紫外照射法对色素食品进行
杀菌 .
2. 5　色素的耐热性
图 4　不同温度对色素
稳定性的影响 (λ/516 nm )
由图 4可看出 , 40～ 80℃温度环境下短时间内
色素的吸光度皆有所升高 ,而 100℃下从一开始色素
的吸光度立即下降 , 随时间延长各温度环境下的色
素吸光度皆有下降 , 经 270 min后发现 , 270 min时
色素在 40℃、 60℃、 80℃、 100℃下的吸光度 (从高
到低为 40℃、 60℃、 80℃、 100℃ ) 与 0 min时的吸
光度 (从高到低为 100℃ 、 80℃、 60℃、 40℃ ) 的排
序正好相反 , 说明温度越高则对色素的稳定性影响
越大 . 从损失率看 , 80℃以下的损失率较小 , 40℃、
60℃、 80℃的损失率相差不大 ,说明可用巴氏消毒法对色素食品进行杀菌 . 而 100℃时的色素损失率较
大 , 且颜色由紫红色渐变为淡黄褐色 ,说明 100℃的温度对色素存在着较大的影响 ,因而色素的提取与
使用应避免直接高温 .
2. 6　色素的耐氧化还原性
不同体积分数的氧化剂与还原剂对色素液的影响如表 3、 表 4. 可以看出 , 随着氧化剂与还原剂体
积分数的升高 , 色素的吸光度 15 min内迅速下降 , 色素的颜色变淡 . 其中 Na2 SO3与色素相互作用的
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时间较快 [3 ] , 在体积分数为 5× 10- 4 mol· L- 1时 1～ 2 min内色素即褪为无色 . 相比之下 , 体积分数为
0. 12% H2O2的色素液在 45 min左右才出现半衰期 . 以上分析说明氧化剂与还原剂对色素都存在较大
影响 ,但在耐氧化与耐还原性的比较中 ,该色素的耐氧化性强于耐还原性 ,且对低体积分数的 H2O2有
较好的稳定性 .
表 3　 H2O2对色素稳定性的影响 λ/516 nm
t /min
hH2O2 /%
0. 00 0. 03 0. 06 0. 09 0. 12
吸光度 ( A)或存率 (r /% )
15 0. 423( 100) 0. 369( 87. 23) 0. 368( 86. 99) 0. 331( 78. 25) 0. 303( 71. 63)
30 0. 421( 99. 53) 0. 340( 80. 38) 0. 337( 79. 67) 0. 307( 72. 57) 0. 270( 63. 03)
45 0. 421( 99. 53) 0. 316( 74. 70) 0. 303( 71. 63) 0. 255( 60. 28) 0. 208( 49. 17)
60 0. 421( 99. 53) 0. 285( 67. 38) 0. 273( 64. 54) 0. 119( 51. 77) 0. 179( 42. 32)
表 4　 Na2 SO3对色素稳定性的影响 λ/516 nm
t /min
C ( Na2 SO3 ) /mol· L- 1
1× 10- 4 2× 10- 4 3× 10- 4 4× 10- 4 5× 10- 4
吸光度 ( A)或存率 (r /% )
15 0. 204( 48. 45) 0. 132( 31. 35) 0. 086( 20. 43) 0. 070( 16. 63) 0. 070( 16. 62)
30 0. 224( 53. 20) 0. 139( 33. 02) 0. 084( 19. 95) 0. 071( 16. 86) 0. 070( 16. 62)
45 0. 234( 55. 58) 0. 144( 34. 20) 0. 100( 23. 75) 0. 082( 19. 48) 0. 078( 18. 53)
60 0. 237( 56. 29) 0. 146( 34. 68) 0. 101( 23. 99) 0. 084( 19. 95) 0. 001( 0. 24)
2. 7　金属离子对色素液的影响
图 5　 9种金属离子
对色素的影响 (λ/516 nm )
　　含同量d= 500 mg /L的各种金属离子的等量色素液随时
间延长发生着不同的变化 ,实验结果见图 5.从图 5可看出 ,
Fe
3+ 、 Mn2+ 、 Cu2+ 、 Zn2+ 的存在对色素的稳定性有明显不利的
影响 ,以 Fe3+ 的不利影响最为显著 , 8～ 12 d色素的颜色就变
为黄褐色 . K+ 、 Na+ 对色素的影响不大 , 28 d时的相对损失率
分别为 45. 70%、 44. 34% ,与空白 CK的损失率 45. 11%较为
接近 , M g2+ 、 Ca2+ 、 Al3+则对色素有不同程度的增色和护色作
用 , 28 d时 3者的相对损失率分别为 44. 05%、 38. 95% 、
39. 39% ,半衰期皆大于 28 d, 28 d时增色作用中 Al3+ 最强、
Ca
2+次之 ,护色作用中 Ca2+最强、 Al3+ 次之 ,这与何明富等对
桑椹红色素的研究结果相似 [ 4] .因而在色素的提取、精制、贮
藏、运输等过程中应避免与铁、铜器等接触 ,使用铝制容器对
色素色泽影响不大 ,在色素食品中适量添加钙离子 ,一方面增
加了食品的钙含量 ,另一方面对色素有一定的护色作用 .
2. 8　食品添加剂对色素液的影响
不同体积分数的葡萄糖 ( G)、柠檬酸、苯甲酸钠和 VitC等
食品添加剂对色素液的影响分别如图 6～ 9.
图 6显示 ,葡萄糖溶液的体积分数对色素液影响不大 ,且葡萄糖对色素液均表现为一定的增护色作
用 ,说明葡萄糖可作为该色素食品的添加剂使用 .
与加入葡萄糖后效应相似 ,在加入柠檬酸后 ,含不同体积分数柠檬酸的色素液其吸光度在相同时间
85　第 3期　　　　　　　　　　　　　黄晓冬等 : 赤楠果实红色素的性质及其稳定性
下皆比空白对照的吸光度大 (见图 7) ,且柠檬酸体积分数越高吸光度越大 ,护色和增色作用更明显 ,这
可能是因为溶剂的酸度增加 ,色素在较大酸性的环境显色更充分 ,进一步说明色素可广泛应用于酸性食品或饮
料中.
图 6　葡萄糖对色素稳定
性的影响 (λ/516 nm )
图 7　柠檬酸对色素稳定
性的影响 (λ/516 nm )
图 8　苯甲酸钠对色素稳
定性的影响 (λ/516 nm)
图 9　维生素对色素稳
定性的影响 (λ/516 nm)
同上相反的是 , 不同体积分数的苯甲酸钠都使色素的吸光度降
低 , 其半衰期在 20～ 25 d左右 , 且体积分数越高对色素稳定性的影
响也较大 ,色素色泽稍变淡 ,但透光性仍较好 .因实验所设置的各体
积分数分别代表: 0. 01%是酱油、 醋、 果汁类、 果酱类、 果子露、 罐
头等最大使用量 , 0. 02%是汽水、汽酒类等最大使用量 , 0. 04%是果
子汽水等最大使用量 , 0. 08%是葡萄酒、果子酒等最大使用量 [5 ] ,从
实验结果来看 ,该色素应用于果汁类、汽水类等较为适宜 .作为食品
添加剂的维生素 C (抗坏血酸 ) 的存在也对色素有较大的破坏作用
(图 9) ,这是因为抗坏血酸与花色素发生了相互作用 ,抗坏血酸体积
分数越高 , 花色苷以更快速度降解 . 而在第 8 d色素吸光度有所升
高 ,可能是聚合或降解的中间产物作用所引起的 [6 ] . 但总体来讲 ,色
素的褪色速度快 ,降解数量多 ,因而在色素食品中弱化两化合物的相
互作用是值得探索的 ,问题的解决将有助于减少色素的应用限制 ,扩
大应用范围 .
3　 结论
( 1) 赤楠果实红色素 , 主要成分为花色素苷类 , 为水、 醇兼溶性色素 , 色素颜色在酸性环境 pH<
4时稳定地呈现亮丽的紫红 , 故可应用于酸性食品与饮料 .
( 2) 该色素具有较强的热稳定性 , 在室内可见光和暗光处相对稳定 , 且短时间的日光和紫外光照
射下较稳定 .
( 3) 9种金属离子中 , Fe3+ 、 Cu2+ 、 Zn2+等对色素稳定性影响较大 , Ca2+ 、 Al3+则对色素有较强的
增色和护色作用 , 因而色素食品的制作中不宜用铁器 , 可用铝器 , 色素食品还可适量添加钙离子等护
色离子 , 增加食品营养并缓解色素遭到 VitC等的聚合或降解作用 .
( 4)食品添加剂中 , 葡萄糖、 柠檬酸对色素有一定的增色作用 , 但维生素 C、 高体积分数苯甲酸钠
对色素的稳定性有不良的影响 , 因而色素的应用应选择适合着色的食品或饮料 . 需要指出的是在各实
验中各对照组 CK的吸光度都呈下降趋势 ,但下降曲线并不完全一致 ,其影响原因可能是多方面的 ,这
种不一致并不影响同一实验的比较分析 .
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( 5)氧化剂与还原剂对色素稳定性影响显著 ,因而色素不适用于发酵食品类 [ 3] , 且应密封贮藏 , 尽
量避免与氧、 还原剂等接触 .
参考文献:
[ 1] 福建植物志编写组 . 福建植物志: 第 4卷 [M ]. 福州: 福建科学技术出版社 , 1990. 78- 100.
[ 2] 马志超 , 庞业珍 . 天然食用色素化学及生产工艺学 [M ]. 北京: 中国林业出版社 , 1994. 30- 80.
[ 3] 陈炳华 , 林文群 , 刘剑秋 . 木霉果实红色素的理化性质及其稳定性 [ J]. 植物资源与环境学报 , 2001, 10 ( 4): 5
- 10.
[ 4 ]何明富 , 胡隆基 , 唐忠惠 , 叶其 . 九种金属离子对桑椹红色素稳定性影响的研究 [ J]. 天然产物研究与开发 , 1990,
6: 38- 45.
[ 5] 天津轻工业学院食品工业教学研究室 . 食品添加剂 [M ]. 北京: 中国轻工业出版社 , 1985. 14- 15.
[ 6] 菲尼马 O R. 王璋 , 译 . 食品化学 [M ]. 北京 : 中国轻工业出版社 , 1991. 456- 478.
The Properties and Stability of Red Pigment
from Syzygium buxifolium Fruit
HUANG Xiao-Dong
1
, LIU Jian-qiu
2
, CHEN Bing-hua
2
, CHEN Xiu-lin
3
( 1. Institute of Educational Science College , Quanz hou Normal College , Quanz hou 362000, China;
2. Bioengineering College , Fujian Normal University , Fuzhou 350007, China;
3. Fujian Institute of Drug Control , Fuzhou 350007, China )
Abstract: Studied on the phy sical and chemical properties of red pigment f rom Syzygium bux ifol i-
um f rui t, and the ef fects of lig ht , temperature , pHvalue , o xide-educing medium , 9 kinds of metal-
lic ions and 4 kinds o f fo od addi tiv es on its stability. The resul ts show ed that the pigment w as stable
below 80℃ , oxide and reduction, the f luo resent ligh t, Cu2+ 、 Zn2+ 、 Fe3+ ions had obvious effects on
abso rption spect rum value of the pigment , but Al
3+ 、 Ca2+ 、 Mg2+ io ns had no harm , and showed a cer-
tain increment and maintenance effect on the co lor. Food addi tives such as g lucose , ci t ric acid and
C6 H5 COONa of low er concentra tion had no o r less effects , but VitC show ed the adverse ef fect on the
pigment stabi li ty.
Key words: Sy zygium bux i folium f rui t ; red pigment ; property ; stabili ty
(责任编辑　余　望 )
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