免费文献传递   相关文献

短序蒲桃果色素提取及其稳定性研究



全 文 :第 3 期
第 53卷第 3期
2014 年 2 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 53 No.3
Feb.,2014
收稿日期:2013-06-27
基金项目:国家社会科学基金项目(12XMZ033)
作者简介:何可群(1971-),女(白族),云南云龙人,副教授,硕士,主要从事药用植物学、分析化学方面的研究,(电话)13984334546(电子信箱)
hekequn2004@163.com。
食用色素是用于食品着色的一种食品添加剂,
广泛应用于食品、医药及日化产品等行业。 随着现
代医学的发展,大多数合成色素被证明有不同程度
的毒性,加之人们健康意识的提高,食用合成色素
的使用逐渐受到限制,而天然食用色素由于其安全
性高且具有一定的营养和药理作用而受到重视 [1],
从植物中提取、开发天然食用色素已经成为各行业
研究的热点之一。 在成功开发的植物色素中,有不
少来源于药用植物如紫苏、接骨木果、乌饭树果、决
明子等 [2]。 短序蒲桃(Syzygium brachythyrsum Merr.
et Perry)是桃金娘科蒲桃属常绿乔木,又名野冬青
果、山蒲桃、麻里果、羊屎果等。 生长于亚热带旷野
低山的疏林中,分布在广东、广西、云南等地。 短序
蒲桃果具有止咳平喘的功效, 主要用于寒性哮喘、
过敏性哮喘等的治疗[3]。 成熟的短序蒲桃果实颜色
乌黑,其酸性乙醇水溶液呈深红色,是开发天然色
短序蒲桃果色素提取及其稳定性研究
何可群 a,李相兴 b
(贵州民族大学,a.化学与环境科学学院;b.民族学与社会学学院,贵阳 550025)
摘要:以短序蒲桃(Syzygium brachythyrsum Merr. et Perry)的成熟果实为试材,通过单因素试验,探讨了
短序蒲桃果色素的最佳提取条件,并对色素的稳定性进行了研究。 结果表明,短序蒲桃果色素的最佳提
取条件为乙醇体积分数 80%、 浸提温度 60 ℃、 浸提时间 90 min。 短序蒲桃果色素在较强的酸性环境中
(pH≤3)呈深红色,在微酸性环境中(pH 5~6)呈浅粉色,在中性及碱性环境中(pH≥7)呈绿蓝色,在强碱
性环境中(pH 11)呈绿色;在自然光照下 72 h 后吸光度及颜色没有明显变化;氧化剂、还原剂、食品添加
剂及葡萄糖对短序蒲桃果色素颜色无明显影响,该色素对其耐受力强;金属离子 Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、
Fe2+、Mg2+、Cu2+、Co2+、Al3+、Pb2+对短序蒲桃果色素没有明显影响;Sn2+对短序蒲桃果色素有一定的退色作
用,Fe3+影响色素的稳定性。
关键词:短序蒲桃(Syzygium brachythyrsum Merr. et Perry);色素;提取;稳定性
中图分类号:S131; S79 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2014)03-0647-04
Studies on Extraction and Stabilization of Pigments from
Syzygium brachythyrsum Merr. et Perry Fruits
HE Ke-quna,LI Xiang-xingb
(a.Department of Chemistry and Environmental Science; b.Department of Ethnology and Sociology, Guizhou Minzu University,
Guiyang 550025, China)
Abstract: Using the fruits of Syzygium brachythyrsum Merr. et Perry as material, the extracting process of the pigments was
studied by single factor experiments and the stabilization of pigments was analyzed. The best extraction conditions were found
as follows: 80% ethanol as extraction solvent for 90 min extraction at 60 ℃. The pigments were deep red in the strongly
acidic environments (pH≤3),and were light pink (pH 5~6),greenish blue (pH≥7) and green in the strongly alkalinity
environments (pH 11). The absorbance and the color of the pigments were stable under the natural light after 72 hours. The
oxidant, reducing agent, food additives and glucose had no obvious effect on the pigments. Some metal ions such as Ca2+,
Mn2+, Zn2+, K+, Na+, Fe2+, Mg2+, Cu2+, Co2+, Al3+, Pb2+ had no significant effect on them. Moreover, Sn2+ had hypochromic
effect and Fe3+ affected the stability of the pigments.
Key words: Syzygium brachythyrsum Merr. et Perry; pigment; extraction; stabilization
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.03.016
湖 北 农 业 科 学 2014 年
素的良好材料。 为此,本研究对短序蒲桃果色素的
提取条件及稳定性进行研究,以便为短序蒲桃果的
进一步开发和利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
短序蒲桃果采自云南省云龙县,晾晒干燥后打
碎,去核备用。
主要试剂与仪器:石油醚、丙酮、乙酸乙酯、无
水乙醇、柠檬酸、苯甲酸钠、EDTA、葡萄糖、蔗糖、
NaOH、 浓 HCl、 维生素 C、Na2SO3、KMnO4、CaCO3、
MnSO4·H2O、ZnSO4·7H2O、KCl、NaCl、FeSO4·7H2O、
MgSO4、CuSO4 ·5H2O、SnCl2 ·2H2O、CoSO4 ·7H2O、
Al2 (SO4)3·18H2O、Pb (NO3)2、FeCl3等均为分析纯;
756PC型紫外-可见分光光度计(上海舜宇恒平科学
仪器有限公司)、METTLERAE240 型电子分析天平
(上海天平仪器厂)、数显恒温水浴锅(常州博远实
验分析仪器有限公司)、PHS-2F 型数字 pH 计(上海
雷磁仪器厂)。
1.2 方法
1.2.1 短序蒲桃果色素提取剂的选择 分别称取
0.500 g 短序蒲桃果置于 50 mL 比色管中,依次加入
25 mL 石油醚、乙酸乙酯、丙酮、无水乙醇、60%乙醇
水溶液、0.3%HCl-60%乙醇水溶液、0.3%HCl-无水
乙醇、0.3%HCl-丙酮、0.3%HCl-H2O 试剂, 密塞,室
温下放置 24 h, 观察色素提出情况并测定吸光度,
以便确定色素提取的适宜溶剂。
1.2.2 短序蒲桃果色素的提取 参照文献 [4-13]
中的方法,精确称取短序蒲桃果 1.000 g,按固液比
1∶30 加入一定体积分数 (20%、40%、60%、80﹪ 、
99.5%)的 0.3%HCl-乙醇水溶液,在一定温度(30、
50、60、80、90 ℃) 的水浴中回流提取一定时间(30、
60、90、120、150 min)。冷却后过滤,用相应体积分数
的乙醇定容至 50 mL,摇匀备用。取适量上述色素提
取液, 以短序蒲桃果 0.3% HCl-乙醇水提取液(pH
为 2)的最大吸收波长 525 nm 为测定波长,测定吸
光度,以吸光度作为衡量色素提取率的评价指标。
1.2.3 短序蒲桃果色素的稳定性检测 参照文献
[4-13]中的方法进行测定。
1)酸度对短序蒲桃果色素稳定性的影响。 提取
液共 11 份,分别调节 pH 为 1~11,且定容至 50 mL,
观察色素提取液的颜色并用紫外-可见分光光度计
在 400~650 nm波长处扫描。
2)氧化剂、还原剂及防腐剂对短序蒲桃果色素
稳定性的影响。 提取液共 15 份,分为 3 组(每组 5
份), 各组分别加入 200 mg / L 不同体积的 KMnO4、
Na2SO3 及苯甲酸钠溶液 (0.50、1.00、1.50、2.00、2.50
mL), 分别用 60%乙醇定容至 50 mL, 静置 2 h,在
525 nm波长处测定吸光度。
3)食品添加剂对短序蒲桃果色素稳定性的影
响。 提取液共 15 份,分为 3 组(每组 5 份),各组分
别加入 1.00 g / L 不同体积的维生素 C、EDTA、 柠檬
酸溶液(0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL),分别用 60%
乙醇定容至 50 mL,静置 2 h,在 525 nm 波长处测定
吸光度。
4)葡萄糖、食盐及蔗糖对短序蒲桃果色素稳定
性的影响。 提取液共 15 份,分为 3 组(每组 5 份),
各组分别加入 0、0.50、1.00、1.50、2.00 g 葡萄糖、食
盐及蔗糖,分别用 60%乙醇定容至 50 mL,静置 2 h,
在 525 nm波长处测定吸光度。
5)金属离子对短序蒲桃果色素稳定性的影响。
提取液共 13 份,调节 pH 为 2,分别加入浓度为 500
mg / L的 Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Cu2+、
Sn2+、Co2+、Al3+、Pb2+溶液 10.00 mL, 以 pH2 的水溶液
定容至 100 mL,在 0、24、48、72 h 时,测定最大吸收
波长 525 nm 处的吸光度。 以初始 pH2 的水溶液为
对照。
2 结果与分析
2.1 短序蒲桃果色素的最佳提取条件
2.1.1 短序蒲桃果色素提取剂的选择 由表 1 可
知,短序蒲桃果色素易溶于酸性水及酸性乙醇溶液
中,因为酸性水溶液有少量絮状沉淀,所以确定短
序蒲桃果色素提取的适宜溶剂为酸性乙醇溶液。
2.1.2 乙醇体积分数对短序蒲桃果色素提取率的
影响 在水浴温度 60 ℃、 提取时间 60 min 的条件
下,研究乙醇体积分数对短序蒲桃果色素提取率的
影响。 由图 1可知,随着乙醇体积分数的增加,短序
蒲桃果色素提取液吸光度先增加后减小,当乙醇体
积分数为 80%时,色素提取液吸光度达到最大。 这
可能是由于乙醇体积分数过高时对短序蒲桃果色
表 1 短序蒲桃果色素的溶解性
溶剂
石油醚
乙酸乙酯
丙酮
无水乙醇
60%乙醇
0.3%HCl-60%乙醇
0.3%HCl-无水乙醇
0.3%HCl-丙酮
0.3%HCl- H2O
颜色
无色
无色
无色
无色
浅粉色
紫红色
紫红色
浅紫色
深红色
吸光度(A)





1.330
1.213
0.332
2.291
648
第 3 期
素造成了损害,使得吸光度降低 [7],因此,选择乙醇
体积分数以 80%为宜。
2.1.3 提取时间对短序蒲桃果色素提取率的影响
在乙醇体积分数为 80%、 水浴温度 60 ℃的条件下,
研究提取时间对短序蒲桃果色素提取率的影响。 由
图 2 可知,随着回流提取时间的增加,短序蒲桃果
色素提取液吸光度逐渐增加,当回流提取时间超过
90 min 时,色素提取液吸光度变化不大,因此提取
时间选择 90 min为宜。
2.1.4 提取温度对短序蒲桃果色素提取率的影响
在乙醇体积分数 80%、 提取时间 60 min 的条件下,
研究提取温度对短序蒲桃果色素提取率的影响。 由
图 3 可知,随着回流提取温度的升高,短序蒲桃果
色素提取液吸光度逐渐增加,但温度超过 60 ℃后吸
光度逐渐减小,所以选择提取温度以 60 ℃为宜。
2.2 短序蒲桃果色素的稳定性
2.2.1 pH 对短序蒲桃果色素稳定性的影响 表 2
中的结果表明,pH 对短序蒲桃果色素的影响较大,
在较强的酸性环境中该色素呈鲜艳的深红色,此时
色素提取液的最大吸收峰为 525 nm; 当 pH 为 5.0、
6.0 时, 色素提取液变为浅粉色; 当 pH 为 7.0、8.0
时, 色素提取液变为绿蓝色, 最大吸收峰红移至
615~617 nm 附近。 说明短序蒲桃果色素对 pH具有
依赖性,适于在酸性环境中使用。
2.2.2 氧化剂、还原剂及防腐剂对短序蒲桃果色素
稳定性的影响 由图 4 可知, 随着加入的 KMnO4、
Na2SO3浓度的增加,短序蒲桃果色素提取液吸光度
逐渐减小,但色素提取液颜色没有明显变化,说明
氧化剂、 还原剂对短序蒲桃果色素有一定影响,而
苯甲酸钠对色素吸光度及颜色基本没有影响。 结果
表明,短序蒲桃果色素具有与一般花青素类色素相
似的性质。
2.2.3 食品添加剂对短序蒲桃果色素稳定性的影
响 由图 5可知,随着维生素 C、柠檬酸及 EDTA 浓
度的增加, 色素提取液颜色及吸光度没有明显变
化, 说明食品添加剂对短序蒲桃果色素无明显影
响。
2.2.4 葡萄糖、食盐及蔗糖对短序蒲桃果色素稳定
性的影响 由图 6 可知,葡萄糖、蔗糖对短序蒲桃
果色素没有明显影响, 而随着加入食盐浓度的增
表 2 pH 对短序蒲桃果色素的影响
pH
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
λmax/nm
525
525
525
530


615
617
620
620

提取液颜色
深红
深红
橙红
浅紫红
浅粉色
浅粉色
绿蓝
绿蓝
蓝绿
绿
黄绿
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0



0 20 40 60 80 100
乙醇体积分数//%
图 1 乙醇体积分数对短序蒲桃果色素提取率的影响
图 2 提取时间对短序蒲桃果色素提取率的影响
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0



30 60 90 120 150
时间//min
图 3 提取温度对短序蒲桃果色素提取率的影响
1.5
1.0
0.5
0.0



30 40 50 60 70 80 90
温度//℃
图 4 氧化剂、还原剂及防腐剂对短序蒲桃果色素的影响
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0



0 2 4 6 8 10
浓度//mg/L
Na2SO3
KMnO4
苯甲酸钠
何可群等:短序蒲桃果色素提取及其稳定性研究 649
湖 北 农 业 科 学 2014 年
(责任编辑 赵 娟)
0 h
24 h
48 h
72 h
图 7 金属离子处理不同时间对短序蒲桃果色素的影响
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0



CK Ca
2+
M
n2

Zn
2+ K+ Na

Fe
2+
M
g2

Cu
2+
Sn
2+
Co
2+
Al
3+
Pb
2+
大,短序蒲桃果色素吸光度逐渐增加。
2.2.5 自然光及金属离子对短序蒲桃果色素稳定性
的影响 由图 7 可知,没有添加金属离子的色素溶
液(对照)在自然光下放置 72 h 后吸光度没有明显
下降,颜色没有明显改变,说明短序蒲桃果色素对
自然光稳定。 加入金属离子后短序蒲桃果色素吸光
度较对照溶液的吸光度有一定程度的减小,在自然
光下放置 72 h 后吸光度没有明显下降,颜色没有明
显改变,说明 Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、
Co2+、Al3+、Pb2+对短序蒲桃果色素影响不大;添加 Sn2+
后色素吸光度较对照有所下降, 颜色变为紫色,说
明 Sn2+对短序蒲桃果色素稳定性有一定影响; 而加
入 Fe3+的溶液颜色立即变为褐绿色, 同时产生大量
絮状沉淀,无法测定其吸光度。说明 Fe3+影响短序蒲
桃果色素的稳定性。 这可能是由于 Sn2+、Fe3+与色素
形成金属络合物的原故。
3 结论与讨论
短序蒲桃果在滇西北地区资源丰富,也是当地
白族、纳西族等少数民族民间草药。 但迄今为止,该
资源还未得到有效的开发利用。 本研究结果表明短
序蒲桃果色素最佳提取条件为乙醇体积分数 80%、
提取温度 60 ℃、提取时间 90 min。
短序蒲桃果色素在自然光照下放置 72 h 后颜
色及吸光度没有明显变化,对自然光稳定;色素提
取液在强酸性环境中呈鲜艳的深红色,在微酸近中
性环境中呈浅粉色,在碱性环境中呈绿蓝色,这说明
短序蒲桃果色素对酸度具有依赖性;氧化剂、还原剂
对短序蒲桃果色素稳定性有轻微的影响, 而防腐
剂、食品添加剂及葡萄糖等对短序蒲桃果色素颜色
没有明显影响,说明色素对其耐受力强;金属离子
Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、Co2+、Al3+、Pb2+
等对短序蒲桃果色素没有明显影响;Sn2+对短序蒲
桃果色素有一定的退色作用,而Fe3+会使色素颜色变
为褐绿色,且影响色素的稳定性。
本试验结果表明,短序蒲桃果色素对常用食品
添加剂以及金属离子等都有较强的耐受力,作为食
用色素开发具有一定的价值。
参考文献:
[1] 郭巧生.药用植物资源学[M].北京:高等教育出版社,2007.191.
[2] 项 斌,高建荣.天然色素[M].北京:化学工业出版社,2004.
[3] 云南省卫生厅.云南中草药[M].昆明: 云南人民出版社,1971.
712-713.
[4] 吴素萍.黑米色素的提取及稳定性研究[J].中国调味品,2011,
36(12):106-109.
[5] 陈 杰,李进伟,张连富.紫甘薯色素的提取及稳定性研究[J].食
品科学,2011,32(18):1154-1158.
[6] 吕丽爽,孙美玲 .何首乌色素稳定性研究 [J].食品科学,2009,
30(15):67-70.
[7] 郭立强,黄礼德,文全泰,等.鸡骨草色素的超声提取及稳定性研
究[J].化学世界,2012(7):396-399.
[8] 陶亮亮 ,李 鹏 ,田晓婷 ,等 .紫甘蓝紫色素萃取工艺条件研
究[J].中国调味品,2011,36(11):105-108.
[9] 郑洁虹,杨静文,马乃良,等.炮仗花色素提取工艺优化及其色素
稳定性研究[J].现代食品科技,2010,26(6):614-618.
[10] 许正红,高彦祥,石素兰,等 .微波辅助萃取紫甘薯色素的研
究[J].食品科学,2005,26(9):234-235.
[11] 李云雁,宋光森.超声波协助提取板栗壳色素的研究[J].食品科
技,2003(8):57-59.
[12] 李辛雷,李纪元,范正琪.红花檵木叶片花色素提取及其性质研
究[J].食品科学,2011,32(20):57-62.
[13] 陈运中 . 天然色素的生产及应用[M].北京:中国轻工业出版
社,2007.21.
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0



0 10 20 30 40 50
浓度//mg/L
维生素 C
柠檬酸
EDTA
图 5 食品添加剂对短序蒲桃果色素的影响
图 6 葡萄糖、食盐及蔗糖对短序蒲桃果色素的影响
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0



0 10 20 30 40
浓度//mg/mL
NaCl
葡萄糖
蔗糖
650