全 文 ： 2005, Vol. 26, No. 3 食品科学 ※基础研究72
天然水溶性火棘色素在不同环境条件下的
稳定性研究
程 超，莫开菊，汪兴平
(湖北民族学院生物科学与技术学院，湖北 恩施 445000)
摘 要：本文主要研究了火棘色素在不同环境下的稳定性，实验结果表明：天然火棘色素颜色鲜亮，在溶液酸
度为 pH3左右时对光较稳定，在温度低于 90℃火棘色素基本上是稳定的，此外大多数的金属离子对其无影响，但
是对Cu2+、Fe3+较敏感。此外防腐剂对火棘色素的稳定性影响不显著，而碳水化合物可以增强火棘色素的稳定性。
关键词：火棘色素；环境条件；稳定性
Study on Stability of Natural Soluble Pyracantha fortunena Pigment under Different Conditions
CHENG Chao，MO Kai-ju，WANG Xing-ping
(College of Bio-science and Technology, Hubei Nationalities University, Enshi 445000, China)
Abstract ：In this paper, the effects of different factors on the stability of Pyracantha fortunena pigment were studied. The results
were as follows; the natural Pyracantha fortunena pigment was brillant, insensitive to light at pH3 and stable when the temperature
was less than 90℃. At the same time, the influence of the minerals and preservative was, but the presence of Cu2+、Fe3+ that
could lead to its loss, and Pyracantha fortunena pigment was enhanced when saccharides were applied to its solutions.
Key words：Pyracantha fortunena pigment；conditions；stability
中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2005)03-0072-03
收稿日期：2004-03-26
作者简介：程超( 1 9 7 5 - )，女，讲师，硕士，主要从事生物开发利用研究。
食品色素是食品添加剂的重要组成成分，它通过刺
激人的食欲间接的提高了食品的营养价值。食品色素可
分为天然的和人工合成的色素，随着医学、毒理学和
生物学研究的不断深入，人们越来越倾向于应用安全性
高的天然色素，目前国内外都在大力开发天然色素。
火棘色素是从一种名叫火棘的果实中提取出来的，
火棘(Pyracantha fortunena)是蔷薇科的常绿多刺灌木和
小乔木，俗名火把果、救命粮，营养价值非常丰富，
另外我国尤其是鄂西南及神农架地区产量很高[1][3][5]，但
是有关火棘的研究报道及火棘色素的研究较少，所以本
文主要针对恩施当地资源火棘色素进行稳定性研究，以
期为进一步开发利用火棘奠定基础。
1 材料与仪器
1.1 实验材料
火棘：八九成熟，颗粒饱满颜色均匀一致的火棘
果实，采自湖北恩施龙洞河。
1.2 试剂
葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉、苯甲酸钠、K C l、
MgCl2·6H2O、ZnCl2、无水 CaCl2等，以上试剂均为
分析纯。
1.3 仪器
756MC型紫外可见分光光度计 上海精密科学仪器
有限公司；XA-1型高速万能粉碎机 江苏美堰市银河
实验仪器厂；HH-4型恒温水浴锅 江苏全坛新一佳仪
器厂；雷磁酸度计 上海雷磁仪器厂。
2 实验方法
2.1 火棘色素的提取
实验用的火棘色素用 pH3的缓冲溶液提取：称取一
定量的已经捣碎的火棘，加入适量 pH3的缓冲溶液，用
磁力搅拌器搅拌，过滤，备用。
2.2 不同环境条件下火棘色素的稳定性研究
食用色素使用过程中的稳定性是很重要的一个指
标，作为天然食用色素来说，稳定性更为重要。因此
我们根据火棘色素在实际使用过程中可能遇到的情况，
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研究了它在不同的环境条件下的稳定状况。
根据紫外扫描图得到火棘色素的最大吸收波长，在
此波长下测定火棘色素在各种环境条件下的吸光值，以
吸光值大小变化来衡量火棘色素浓度的变化，重复三次
实验。
2.2.1 火棘色素的光谱特性
取一定量提取的火棘色素溶液，在 200～650nm范
围内进行紫外扫描分析。
2.2.2 光对色素稳定性的影响
将火棘色素的粗提液分别置于光照强度为 8000Lux、
室内散光、红光及黑暗处一定的时间，定时取样测定
吸光度。
2.2.3 温度对色素稳定性的影响
将火棘色素分别置于不同温度的水浴锅中保温 1h，
取样，冷却后测定。
2.2.4 pH对色素稳定性的影响[2]
分别取色素溶液 10ml于具塞刻度试管内，用磷酸
盐缓冲液调节 p H 为 3、4、5、6、7、8，观察色素
溶液颜色的变化，并测定吸光值。
2.2.5 常见金属离子对色素稳定性的影响
分别配制浓度为 0.1% K+、N+、Fe3+、Ca2+、Mg2+、
Zn2+、Cu2+的离子溶液，各取2ml加入到一定浓度的10ml
火棘色素的溶液中，室温暗处 2 4 h，定时测定，并观
察产生的现象。
2.2.6 常见防腐剂对色素稳定性的影响[4]
选用常用的 2种防腐剂苯甲酸钠和山梨酸钾，根据
国家食品添加剂使用卫生标准，以上 2种防腐剂在食品
中限量为 0.02%，因此配制一定浓度的 1%的上述两种
物质的溶液，各取 1ml放入火棘色素溶液中，室温暗处
放置 2 4 h，定时测定。
2.2.7 糖对色素稳定性的影响
分别配制浓度为 5%、10%、15%、20%的葡萄糖、
蔗糖和可溶性淀粉溶液，各取 2ml加入 10ml的火棘色素
溶液中，室温暗处放置 2 4 h，测定。
3 结果与分析
3.1 火棘色素的基本性质
研究发现火棘色素的主要成分是一种花青素，主要
为矢车菊 -3-葡萄糖苷氧化物。
3.2 火棘色素的光谱特性
提取的火棘色素在酸性溶液中的紫外扫描图谱有 3
个吸收峰，其中前两个吸收峰主要为一些酚类物质的特
征吸收峰，通过实验发现，这可能是矢车菊 -3-葡萄糖
苷氧化物的前提物，即可能为原花青素，此原花青素
在酸性条件下降解为矢车菊色素，在 510～520nm的吸
收峰为矢车菊的特征吸收峰，本实验扫描发现，矢车
菊 -3-葡萄糖苷的最大吸收峰为 515nm，这与其他资料的
报道相吻合。
3.3 光对色素稳定性的影响
220250 300 350 400 450 500 550 600 650
波长(nm)
2.00
-1.75
-1.50
-1.25
-1.00
-0.75
-0.50
-0.25
0.00
A
图1 火棘色素的光谱图
Fig.1 The Spectrum of Pyracantha fortunena pigment
0 1 2 3 4 5 6
光强8000Lux 0.679 0.678 0.678 0.677 0.675 0.674 0.676
室内散光 0.679 0.680 0.681 0.680 0.682 0.679 0.678
红光 0.679 0.679 0.678 0.679 0.679 0.674 0.675
黑暗 0.679 0.677 0.677 0.675 0.668 0.678 0.670
表1 光对色素稳定性的影响
Table 1 The influence of light on the Pyracantha fortunena
pigment
由表 1可以看出，在 pH 3时，水溶性的火棘色素
对光不敏感，把新制的火棘色素溶液在室内散光处存放
6 个月后，其颜色变化不明显。
3.4 温度对色素稳定性的影响
温度(℃) 20 30 40 50 60 70 80 90 100
A 0.554 0.529 0.524 0.535 0.517 0.499 0.440 0.438 0.358
表2 温度对火棘色素稳定性的影响
Table 2 The influence of temperature on the Pyracantha
fortunena pigment
由表 2可以看出，矢车菊色素苷在温度低于 90℃稳
定性较好，随着温度升高至 100℃稳定性下降，当在 100
℃加热 1h后色素的保留率为 60%左右。
3.5 pH对色素稳定性的影响
由表 3可以看出，火棘色素的稳定性受 pH的影响
pH 3 4 5 6 7 8
0 0.433 0.160 0.087 0.096 0.246 0.298
3 0.427 0.140 0.089 0.085 0.210 0.315
6 0.439 0.152 0.101 0.100 0.211 0.375
9 0.432 0.143 0.082 0.091 0.194 0.388
24 0.362 0.162 0.091 0.108 0.213 0.449
颜色 亮红色 淡粉红色 微黄褐色 淡黄褐色 黄褐色 褐色
表3 pH对色素稳定性影响
Table 3 The influence of pH on the Pyracantha fortunena
pigment
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非常大，这与水溶性的火棘色素本身为花青素类有关，
火棘色素在 pH3～4时比较稳定，随着 pH 的升高，其
颜色发生明显的变化，由亮红色转变为黄褐色。
3.6 常见的金属离子对色素稳定性的影响
时间(h) K+ Na+ Fe3+ Ca2+ Mg2+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ CK
0 0.481 0.490 0.305 0.484 0.445 0.450 0.281 0.438 0.463
1 0.452 0.482 0.285 0.421 0.484 0.457 0.256 0.435 0.477
24 0.491 0.552 0.231 0.468 0.484 0.444 0.254 0.448 0.462
表4 金属离子对火棘色素稳定性的影响
Table 4 The influence of minerals on the Pyracantha fortunena
pigment
表 4反映了火棘色素中加入不同的金属离子后，溶
液吸光度的变化，火棘色素中加入不同的金属离子，其
稳定性不同，K +、Na +、Mg 2+、Zn 2 +、Ca 2 +对火棘色
素基本上无影响，实际应用中加入食盐不会引起火棘色
的变化；F 2+引起火棘色素的损失较小，而 Cu 2+、Fe 3 +
可引起较大的损失，所以在实际提取和使用火棘色素时
应避免与含铁和铜的材料接触。
3.7 常见的防腐剂对色素稳定性影响
时间(h) CK 苯甲酸钠 山梨酸钾
0 0.510 0.498 0.478
2 0.496 0.492 0.474
4 0.503 0.492 0.472
6 0.498 0.492 0.471
8 0.499 0.493 0.472
10 0.499 0.491 0.472
表5 防腐剂对火棘色素的影响
Table 5 The influence of preservative on the Pyracantha
fortunena pigment
由表 5可以看出，苯甲酸钠和山梨酸钾对火棘色素
的稳定性几乎没有影响，他们可以在食品中同时使用。
3.8 碳水化合物对色素稳定性的影响
CK 5% 10% 15% 20%
葡萄糖 0.631 0.633 0.638 0.689 0.720
蔗糖 0.631 0.635 0.647 0.725 0.780
可溶性淀粉 0.631 0.654 0.678 0.876 0.921
表6 碳水化合物对色素的影响
Table 6 The influence of carbohydrates on the Pyracantha
fortunena pigment
由表 6 可以看出，葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉可
以略微的增强火棘色素的稳定性，既是火棘色素在含糖
溶液中很稳定，这可能是这些碳水化合物与矢车菊形成
了较稳定的络合物。
4 结 论
通过以上实验发现，天然火棘色素颜色鲜亮，在
溶液酸度为 pH3左右时对光较稳定，在温度低于 90℃火
棘色素基本上是稳定的，此外大多数的金属离子对其无
影响，但是对 Cu 2 +、Fe 3 +较敏感。此外防腐剂对火棘
色素的稳定性影响不显著，而碳水化合物可以增强火棘
色素的稳定性。
参考文献：
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信 息
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