全 文 :食用色素作为目前食品添加剂的一个重要组成
部分,通常分为合成色素和天然色素两大类。现代医
学试验证明,长期和过量使用合成色素对人体健康有
一定的危害,部分合成色素还具有致癌、致毒、致畸、致
泻等作用[1-2]。而天然色素以其色香诱人、无毒无害、色
调自然、口感甘纯,同时具有生理保健等优点,日益受
到人们的青睐[3]。因此,寻找和开发更多的天然色素资
源已成为食品工业的发展趋势。
当归藤(Embelia parviflora Wall.)系紫金牛科酸藤
子属植物,主要分布在广西、广东、云南等地[4]。当归藤
sand the gut flora. British[J]. Joumal of Nutrition,2002, 88(Suppl 1):
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[22] 袁铁铮,姚斌.分子水平上益生菌研究进展[J].中国生物工程杂
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产物研究与开发,2007(1):152-156
收稿日期:2012-08-07
当归藤红色素稳定性研究
管海波1,黄忠京2,银小玲1,覃江克1,梁敏1,罗艳3,杨瑞云1,*
(1.药用资源化学与药物分子工程教育部重点实验室,广西师范大学化学化工学院,广西桂林 541004;
2.广西民族大学化学与生态工程学院,广西南宁 530006;3.广西医科大学药学院,广西南宁 530021)
摘 要:采用紫外分光光度法研究不同环境条件对当归藤红色素稳定性的影响。结果表明,当归藤红色素在 440 nm
处有最大吸收峰,酸性条件下较稳定,见光不稳定,具有一定的抗氧化、抗还原性及耐热性,葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、苯
甲酸钠对该色素无明显影响,金属离子对其影响较大。
关键词:当归藤;红色素;稳定性
Study on Stability of Red Pigment from Embelia Parviflora Wall.
GUAN Hai-bo1, HUANG Zhong-jing2, YIN Xiao-ling1, QIN Jiang-ke1,
LIANG min1, LUO Yan3, YANG Rui-yun1,*
(1. Key Laboratory for Chemistry and Molecular Engineering of Medincinal Resources, Ministry of Education
of China; School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangxi Normal University, Guilin 541004,
Guangxi,China; 2. School of Chemistry and Ecological Engineering, Guangxi University for Nationalities,
Nanning 530006,Guangxi, China; 3. School of Pharmaceutical Sciences, Guangxi Medical University,
Nanning 530021, Guangxi,China)
Abstract:The effects of differenent environmental conditions on the stability of the red pigment from Embelia
parviflora Wall. were studied by UV. The results showed that the λmax of the red pigment was 440 nm. It was
stable under acidic conditions but less stable to light. It was resistant to hydrogen peroxide, sodium sulfite and
heat. Besides, glucose, sucrose, maltose had no effect on the stability of the pigment. But metallic ions had
strongly effect on the stability of the pigment.
Key words:Embelia parviflora Wall.; red pigment; stability
食品研究与开发
Food Research And Development
基金项目:973计划前期研究专项(2007CB516805);广西科技厅应用
基础研究(桂科基 0731050);药用资源化学与药物分子工程教育部重
点实验室主任基金(桂科能 0630006-5D08);广西自然科学基金创新
团队项目资助(2010GXNSFF013001)
作者简介:管海波(1984—),男(汉),在读硕士研究生,研究方向:天然
有机化学。
*通信作者
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食品添加剂
2012年 10月
第 33卷第 10期
232
的根与藤供药用,用于治疗月经不调、闭经、白带、萎黄
病、不孕症等妇科疾病,有当归的作用,因此得名。此
外亦用于贫血、跌打损伤、骨折等症状[5-6]。广西民间流
传有“谁人懂得筛其蔃,不愁不生养”之说。当归藤提
取物呈鲜红色,是一种较为理想的天然红色素来源。
本文以广西产当归藤为主要原料,对该色素的稳定性
进行研究,为食品工业开发和利用当归藤红色素资源
提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
当归藤 2009年 7月购于桂林药材市场,晾干,粉
碎。
无水乙醇、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、柠檬酸、酒石酸、
苹果酸、苯甲酸钠、Na2SO3等均为市售分析纯。
1.2 仪器与设备
CARY-100紫外可见分光光度计:美国 Varian公
司;R-1001型旋转蒸发仪:郑州长城科工贸有限公司;
BS/BT124S型电子天平:北京赛多利斯天平有限公司;
HH-S型恒温水浴锅:巩义市予华仪器有限责任公司;
PHS-3C酸度计:上海雷磁仪器厂;医用紫外灯:长沙
灯具厂。
1.3 方法
1.3.1 当归藤红色素的提取
称取一定量的当归藤,自然风干,粉碎后用 70 %
乙醇按料液比 1∶25(g/mL)在 70 ℃下浸提 140 min,减
压浓缩,即得到当归藤红色素粗品。
1.3.2 当归藤红色素的光谱特性
取一定量的色素粗品用 70 %乙醇稀释一定倍数,
室温下用紫外可见分光光度计在波长 200 nm~600 nm
范围内进行光谱扫描,最大吸收峰为 440 nm,从而确
定 440 nm波长为测试波长。
1.3.3 pH对当归藤红色素稳定性的影响
用 70 %乙醇配制一定体积的色素溶液,以 5 mol/L
HCl和 2mol/L NaOH溶液调节色素溶液的 pH分别为
1、3、5、7、9、11。3 h 后在波长 440 nm 处测定其吸光
度。
1.3.4 糖对当归藤红色素稳定性的影响
用 50 %乙醇配制成质量浓度分别为 2、4、6、8、
10 mg/mL的葡萄糖、蔗糖、麦芽糖溶液。取 2 mL色素
液于 10 mL具塞比色管中,用不同浓度的葡萄糖、蔗
糖、麦芽糖溶液定容至刻度,摇匀,室温下放置 5 h,以
不加甜味剂的色素溶液作对照,测定色素溶液在
440 nm处的吸光值,并目测其颜色变化情况。
1.3.5 光照对当归藤红色素稳定性的影响
取一定体积的色素溶液,分别置于室内暗处、室
内自然光下、40 W的紫外灯和室外太阳光下,每隔一
段时间(0、2、4、6、8 h)后取样,测其在 440 nm 波长下
的吸光度变化。
1.3.6 金属离子对当归藤红色素稳定性的影响
取 8 mL色素溶液 9份,分别加入 2 mL 浓度为
1 mg/mL的 Mg2+、K+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Cu2+、Zn2+、Na+、Pb2+
溶液,对照组加入 2 mL蒸馏水,混合均匀,静置 2 h
后,测定在440 nm波长下的吸光度。并观察颜色变化情况。
1.3.7 氧化剂对当归藤红色素稳定性的影响
以 H2O2作为氧化剂,配制成浓度分别为 0.1 %、
0.2 %、0.3 %、0.4 %、0.5 %、0.6 %、0.7 %、0.8 %、0.9 %、
1.0 %的 H2O2溶液。取当归藤色素提取液各 5 mL,分别
加入不同浓度的 H2O2溶液 1 mL,对照组中加入 1 mL
蒸馏水,再用 70%乙醇稀释至 10mL,室温下放置 3 h后,
于 440nm下测其吸光度,并目测其颜色变化情况。
1.3.8 还原剂对当归藤红色素稳定性的影响
以 Na2SO3作为还原剂,配制成浓度分别为 0.2、
0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL的 Na2SO3溶液。取当归藤色素
提取液各 5 mL,分别加入不同浓度的 Na2SO3溶液
1 mL,对照组中加入 1 mL蒸馏水,再用 70 %乙醇稀释
至 10 mL,室温下放置 3 h后,于 440 nm下测其吸光
度,并目测其颜色变化情况。
1.3.9 温度对当归藤红色素稳定性的影响
取等量色素溶液 8 份,分别置于 30(室温)、40、
50、60、70、80、90、100 ℃的恒温水浴中。1.5 h 后,在
440 nm波长下分别测定吸光值,并目测其颜色变化情
况。
1.3.10 防腐剂对当归藤红色素稳定性的影响
以苯甲酸钠作为防腐剂,分别配制浓度为 0 %、
0.02 %、0.04 %、0.06 %、0.08 %、0.10 %的苯甲酸钠色素
溶液,室温下放置 2 h、4 h后,在 440 nm波长下分别测
定其吸光度,并目测其颜色变化情况。
2 结果与分析
2.1 pH对当归藤红色素稳定性的影响
不同 pH对当归藤红色素稳定性的影响见表 1。
表 1 pH对红色素稳定性的影响
Table 1 Effects of pH values on the stability of red pigment
pH 1 3 5 7 9 11
吸光度 A
(440 nm)
0.623 0.628 0.631 0.751 0.803 1.547
颜色 红色 红色 红色 棕黄色 深红色 棕红色
管海波,等:当归藤红色素稳定性研究食品添加剂
233
由表 1可知,随着 pH的增加,当归藤色素的红色
逐渐加深。在酸性条件下较稳定,且色泽明亮,而在碱
性条件下不稳定,其原因可能是碱性条件改变了色素
中发色基团的结构。因此当归藤红色素的开发利用过
程中,必须注意 pH值的影响。
2.2 糖对当归藤红色素稳定性的影响
糖对当归藤红色素稳定性的影响见表 2。
由表 2可知,随着葡萄糖浓度的增加,吸光度值有
所下降,但变化幅度很小,并且目测色素溶液颜色也基
本保持不变,说明在此浓度范围内,葡萄糖对当归藤色
素的稳定性影响不大;蔗糖浓度在 2 mg/mL~8 mg/mL,
当归藤色素溶液的吸光值随着蔗糖浓度的增加而缓
慢增大,当蔗糖浓度达到 10 mg/mL时当归藤色素溶液
的吸光度值变化较大,可能是高浓度的蔗糖使色素溶
液体系发生了改变,因此在低浓度范围内蔗糖对当归
藤色素具有一定的护色作用;随着麦芽糖浓度的增加
当归藤色素溶液的吸光值变化不明显,颜色也基本无
变化,说明在一定浓度范围内麦芽糖对当归藤色素无
不良影响。
2.3 光对当归藤红色素稳定性的影响
不同光照条件对当归藤红色素稳定性的影响见图 1。
由图 1可知,在室内黑暗处和室内自然光下,色素
色调及吸光度几乎没有变化,表明室内暗处和室内自
然光对该色素的色泽和稳定性均无明显影响;紫外光
照射下,吸光度随着时间延长先增大后减小,但总体
变化幅度不大,因此,在该色素的制备过程中,可以用
紫外光短时间内进行杀菌;室外太阳光下,色调及吸
光度变化较显著,随着太阳光照射时间的延长,色素
溶液吸光度值显著增大,色素溶液颜色由红色变为橙
色,并且出现浑浊现象,表明太阳光对色素稳定性有
显著影响,所以在使用和储备该色素时,应尽量避免
强光照射。
2.4 金属离子对当归藤红色素稳定性的影响
金属离子对当归藤红色素稳定性的影响见表 3。
从表 3可知,金属离子对当归藤红色素稳定性的
影响不尽相同。K+、Ca2+、Na+、从吸光度值和颜色上看差
异均不明显,说明这 3种金属离子对当归藤红色素稳
定性无不良影响。Zn2+使色素变成淡黄色,且吸光值显
著降低,说明 Zn2+对当归藤红色素具有降解作用。
Mg2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+对当归藤红色素稳定性的影
响较大:Mg2+使色素变成淡黄色,并伴有淡黄色悬浮
物;Fe3+使色素变成棕褐色,同时吸光值急剧升高;Al3+
使色素变成淡黄色,且生成白色絮状悬浮物;Cu2+使色
素变成黄褐色,生成黄褐色絮状悬浮物的同时,吸光
值也急剧升高;Pb2+使色素变成浅褐色,并产生浅褐色
絮状悬浮物;其原因是由于这些金属离子与色素发生
了反应,生成不溶性的盐,因此该色素在生产和应用
中,应尽量避免与这些金属容器相接触。
2.5 氧化剂对当归藤红色素稳定性的影响
H2O2对当归藤红色素稳定性的影响见表 4。
由表 4可知,H2O2浓度在 0.1 %~0.5 %时当归藤色
素溶液的吸光度逐渐增大,当 H2O2浓度超过 0.6 %时
当归藤色素溶液吸光度逐渐降低,但总体上看吸光度
变化幅度不大,并且目测色素溶液颜色也基本保持不
变,维持在一个较稳定的水平上。因此当归藤红色素
表 2 糖对红色素稳定性的影响
Table 2 Effects of sugar on the stability of red pigment
甜味剂浓度/
(mg/mL)
吸光度 A/(440 nm)
葡萄糖 蔗糖 麦芽糖
0 0.439 0.439 0.439
2 0.435 0.446 0.442
4 0.415 0.451 0.443
6 0.396 0.453 0.452
8 0.393 0.457 0.448
10 0.391 0.502 0.441
表 3 金属离子对红色素稳定性的影响
Table 3 Effects of metallic ions on the stability of red pigment
金属离子
吸光度 A/(440 nm)
平均值 颜色
1 2 3
对照 1.083 1.075 1.073 1.077 红色
Mg2+ 1.175 1.170 1.170 1.172 淡黄色
K+ 0.960 0.960 0.960 0.960 红色
Fe3+ 3.435 3.404 3.412 3.417 棕褐色
Al3+ 1.185 1.185 1.186 1.185 淡黄色
Ca2+ 1.129 1.121 1.108 1.119 红色
Cu2+ 3.106 3.032 2.990 3.043 黄褐色
Zn2+ 0.887 0.901 0.886 0.891 淡黄色
Na+ 1.008 1.001 0.997 1.002 红色
Pb2+ 1.592 1.588 1.547 1.576 浅褐色
图 1 光对红色素稳定性的影响
Fig.1 Effects of different time of light on the stability of red
pigment
1.72
1.70
1.68
1.66
1.64
1.62
1.58
1.56
1.54
0 2 4 6 8
时间/h
dark
sun
uv
indoor
▲ ▲
▲
▲
茛
茛茛茛
茛
▲
茛
吸
光
度
(
44
0
nm
)
管海波,等:当归藤红色素稳定性研究 食品添加剂
234
在低浓度的氧化剂中稳定性较好,具有一定的抗氧化性。
2.6 还原剂对当归藤红色素稳定性的影响
Na2SO3对当归藤红色素稳定性的影响见表 5。
由表 5可知,随着 Na2SO3溶液浓度的增大,色素
溶液的吸光度增大,在 0.2 mg/mL~1.0 mg/mL浓度范围
内吸光度变化幅度不显著,颜色由暗红色变为红色,
说明 Na2SO3溶液对当归藤色素稳定性影响不大,同时
也说明此色素具有一定的抗还原性,并且在一定程度
上 Na2SO3溶液对色素有增色作用。
2.7 温度对当归藤红色素稳定性的影响
温度对当归藤红色素稳定性的影响见图 2。
由图 2可知,随着温度的升高,当归藤红色素溶液
的吸光度增大。当温度在 70℃以下,溶液的颜色和吸
光度变化不大,说明当归藤红色素在低温下较为稳
定;当温度超过 80 ℃时,色素溶液的吸光度变化幅度
较大,并且伴有混浊现象产生,这说明高温对当归藤
红色素稳定性有一定的影响,因此在生产和应用中应
避免高温处理。
2.8 防腐剂对当归藤红色素稳定性的影响
苯甲酸钠对当归藤红色素稳定性的影响见图 3。
由图 3可以看出,2 h和 4 h后的吸光度值变化均
不显著,色素色调也无明显变化,说明防腐剂对当归
藤红色素稳定性基本没有影响,可以添加作为色素防
腐使用。
3 结论
通过以上研究表明,当归藤红色素在酸性条件下
较稳定,具有一定的抗氧化、抗还原性及耐热性。食品
工业中常用的 4种食品添加剂,葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、
苯甲酸钠对该色素无明显影响。而太阳光对色素稳定
性有显著影响,应尽量避免强光照射。金属离子 K+、
Ca2+、Na+对当归藤红色素稳定性无不良影响,但 Mg2+、
Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+对当归藤红色素稳定性的影响较
大。因此,在当归藤红色素的开发利用过程中应尽量
避免这些因素的干扰。
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收稿日期:2011-02-12
图 2 温度对红色素稳定性的影响
Fig.2 Effects of temperature on the stability of red pigment
温度/℃
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
30 50 70 80 110
吸
光
度
(
44
0
nm
)
10090604020
表 4 H2O2对红色素稳定性的影响
Table 4 Effects of hydrogen peroxide on the stability of red
pigment
H2O2浓度
/%
吸光度 A/(440 nm)
平均值 颜色
1 2 3
0 0.416 0.416 0.417 0.416 暗红色
0.1 0.419 0.418 0.420 0.419 暗红色
0.2 0.430 0.430 0.430 0.430 暗红色
0.3 0.435 0.435 0.435 0.435 暗红色
0.4 0.457 0.455 0.456 0.456 暗红色
0.5 0.465 0.464 0.462 0.464 暗红色
0.6 0.491 0.492 0.491 0.491 暗红色
0.7 0.4501 0.451 0.451 0.451 暗红色
1.0 0.409 0.409 0.409 0.409 暗红色
0.8 0.446 0.446 0.445 0.446 暗红色
0.9 0.410 0.411 0.410 0.410 暗红色
图 3 苯甲酸钠对红色素稳定性的影响
Fig.3 Effects of sodium benzoate on the stability of red pigment
0.70
0.65
0.60
0.00 0.02 0.04 0.08 0.10
苯甲酸钠浓度/%
0.06
2 h
4 h
吸
光
度
(
44
0
nm
)
表 5 Na2SO3对红色素稳定性的影响
Table 5 Effects of sodium sulfite on the stability of red pigment
Na2SO3浓度/(mg/mL) 吸光度 A/(440 nm) 颜色
0 0.416 暗红色
2 0.436 红色
4 0.441 红色
6 0.442 红色
8 0.455 红色
10 0.460 红色
管海波,等:当归藤红色素稳定性研究食品添加剂
235