全 文 ：木耳菜果实红色素的稳定性研究
张孔海1 , 2 ,夏新奎1
(1.信阳农业高等专科学校 食品科学系 ,河南 信阳 464000
2.西北农林科技大学 食品科学与工程学院 ,陕西 杨凌 712100)
摘要:探讨了木耳菜果实红色素提取液的稳定性和各种添加剂对提取液稳定性的影响 。研究
表明:该色素在一定条件下具有较高的稳定性 ,是一种值得开发应用的新型天然食用色素 。
关键词:木耳菜果实红色素;提取工艺;稳定性
中图分类号:TS264.4 文献标识码:B 文章编号:1000-9973(2008)10-0074-04
Study on stability of basella rubra L .mature fruit red pigment
ZHANG Kong-hai1 , 2 ,XIA Xin-kui1
(1.Dept.of Food Sience , Xinyang Ag ricu Ltural College ,Xinyang 464000 , China;
2.Co lleg e of Food Science and Enginee ring , Northw est A &F Universi ty ,
Yangling 712100 ,China)
Abstract:The stabi li ty of basel l a rubra L .mature fruit red pigment and its inf luencing fac-
to rs fo r food additives w ere investig ated in this paper.The results indicated that the red pig-
ment is g ood stable under certain condi tions.It is a new devel opment and ut ilization of natu-
ral pigment.
Key words:basellarubra L.mature f rui t red pigment;ex traction process;stability
天然的食用色素有特殊的生物活性功能 ,如
花色苷具有抗氧化 、降血脂 、抗肿瘤等作用 ,因此 ,
天然食用色素的研究与开发颇受人们的关
注[ 1-3] 。木耳菜是一种营养保健型的稀特蔬
菜[ 4] ,其果实成熟时呈紫红色 ,多汁液 ,不仅富含
多种氨基酸 ,还含有丰富的红色素 ,该色素色泽鲜
艳 ,着色力强 ,生产成本低廉 ,原料来源丰富 ,安全
无毒 ,是一种值得综合开发的新型天然食用色素。
1 材料与仪器设备
1.1 材料
木耳菜果实系采自信阳农专果蔬基地。
1.2 试剂
蒸馏水 、氢氧化钠 、无水乙醇 、甲醇 、浓盐酸 、
丙酮 、石油醚 、乙酸乙酯等 , 以上均为分析纯 ,
CaCl2 ·H 2O 、FeC13 ·6H 2O 、FeSO 4 ·7H2O 、Zn-
SO 4 ·7H 2O 、CuSO 4 ·5H 2O 、MgSO 4 ·7H 2O 。
1.3 仪器设备
UV-210型紫外-可见分光光度计(日本 ,岛
津)、N-1001型旋转蒸发仪 、TD-电子天平 、SHZ-
D(Ⅲ)循环水式真空泵 、KQ-100VDE 型超声波清
洗仪 、11HS11-4 恒温水浴锅 、721 分光光度计 、
PHS-2型酸度计 、真空干燥箱 、压滤机等 。
2 方法与步骤
2.1 色素粗提物的制备
将一定量的木耳菜成熟鲜果捣碎后浸泡于 3
倍的蒸馏水中 ,pH 调节至 3 ～ 5 , 30 m in后过滤 ,
将滤液减压蒸馏可得色素粗提物———色素胶质 ,
作为试验样品备用。
收稿日期:2008-03-25
作者简介:张孔海(1964-),男 ,河南商城县人 , 副教授 ,西北农林科技大学在职硕士研究生 , 主要研究方向为食品资源
利用与开发。
No.10
Oct.2008
第 10期
2008 年 10月
中 国 调 味 品
CHINA CONDIMENT
2.2 色素水溶液的最大吸收波长的测定
将木耳菜果实红色素溶液取适量稀释 ,以蒸
馏水作参比液 ,在波长为 410 ～ 700 nm 的范围
内 ,用 752 型分光光度计在不同波长范围内的吸
光值 ,最大吸光值所对应的波长即为最大吸收波
长。并用 Excel的图表功能作图 。
2.3 色素的光稳定性试验
分别进行自然光和日光直接照射对稳定性的
影响实验:量取 0.5%的色素水溶液于 50 mL 的
光照比色管中 ,置于室内自然光中 ,放置 20 d ,分
别在当天 、第 3天 、第 5天 、第 8天 、第 10天 、第15
天 、第 20天 ,定时取样 ,在波长540 nm 处比色 ,记
录吸光值并计算色素残存率 ,每个处理三个重复 ,
另外 ,取 50 mL 0.5%的色素水溶液放在阳光下
直接照射 7 h(11:00 ～ 18:00 ,室温 25 ℃),分别于
0 ,2 , 5 ,7 h测其吸光度 。
2.4 色素的热稳定性试验
取两份 0.5%色素溶液 50 mL ,分别置于恒
温水浴锅中在不同温度下并保温 1 h和 2 h后冷
却至室温 ,测其吸光值 ,并计算色素残存率。另吸
取 2份 0.5%色素溶液 50 mL 于容量瓶中 ,分别
为室温下和冰箱中冷藏保存。在不同天数观察其
颜色变化并记录 。
2.5 金属离子对色素稳定性的影响
分别用 CaCl2 · H2O 、FeCl3 ·6H 2O 、FeSO4
·7H2O 、ZnSO 4 ·7H 2O 、CuSO 4 ·5H2O 、MgSO4
·7H2O 配制含有不同浓度于 0.5%的色素溶液
中 ,仔细观察实验各金属离子对色素的影响情况。
在一定时间内测定其吸光度 ,并计算其残存率。
同时作加入稳定剂后的对比试验。
2.6 添加剂对色素稳定性的影响
分别加入氧化剂过氧化氢 、Vc 、还原剂亚硫
酸钠 、防腐剂苯甲酸 、甜味剂蔗糖等添加剂于浓度
为 0.5%的色素溶液中 ,观察各类添加剂对色素
稳定性的影响情况 ,定时比色并记录实验结果。
同时做加入稳定剂的对照实验 。
3 结果与分析
3.1 色素水溶液的最大吸收波长的确定
结果表明 ,该色素在波长 540 nm 处有最大
吸光值 ,见图 1。
图 1 木耳菜果实红色素的最大吸收波长
3.2 色素的光照稳定性
量取 0.5%的色素水溶液于 50 mL 的光照比
色管中 ,置于室内自然光中 ,放置 20 d ,分别在第
1天 、第 3天 、第 5天 、第 8天 、第 10天 、第 15天 、
第 20天 ,定时取样 ,在波长 540 nm 处比色 ,记录
吸光值并计算色素残存率 ,每个处理三个重复 ,结
果如表 1。
表 1 自然光对色素(0.4%水溶液)稳定性影响
放置时间(d) 0 3 5 8 10 15 20
吸光值 0.487 0.487 0.486 0.486 0.485 0.480 0.456
残存率 100 100 99.8 99.8 99.6 98.5 93.6
另外 ,取 50 mL 0.5%的色素水溶液放在阳
光下直接照射 7 h(11∶00 ～ 18∶00 ,室温25 ℃),
分别于 0 ,2 , 5 ,7 h测其吸光度 ,见表 2 。
表 2 日光对色素稳定性的影响
照射时间(h) 0 2 5 7
吸光值 0.487 0.487 0.486 0.481
残留率(%) 100 100 99.8 98.8
由表 2可看出 ,自然光对该色素溶液的稳定
性影响较小 。实验中 ,在 20 d的时间内 ,试液吸
光值从 0.487降至 0.456 ,残存率 93.6%;加入稳
定剂后则可明显延缓色变 ,提高稳定性 ,在 20 d
时间内色素液的吸光值从 0.486 下降至 0.479 ,
残存率达 98.6%,稳定效果显著 。而在日光直接
照射下 , 吸光度降低较不明显 , 7 h 褐变率仅为
1.2%。结果表明 ,此色素对自然光与日光稳定性
较好 。
3.3 色素的热稳定性
3.3.1 高温对色素稳定性影响
75第 10期 食品添加剂 木耳菜果实红色素的稳定性研究
表 3 色素的热稳定性实验
处理
温度(℃)
20 40 60 80 90 100
保温 1h后的吸光值 0.490 0.488 0.478 0.423 0.355 0.225
保温 2h后的吸光值 0.490 0.490 0.488 0.401 0.315 0.178
由表 3可知 ,温度对色素稳定性的影响较显
著。如温度为 60 ℃时降解率 2.4%,而 80 ℃和
100 ℃时则分别降解到 13.7%和 54.1%,随温度
的递增 ,色素的残存率也逐步递减 。可见 ,该色素
80 ℃左右较稳定 , 90 ℃以上则热稳定性能较差 。
3.3.2 低温冷藏对稳定性的影响
表 4 低温对色素稳定性的影响效果
色素溶液
放置时间
(d)
1 3 5 10 15 20 30 40 50 60
常温下
颜色
变化
紫红紫红紫红紫红紫红紫红紫红深红淡红 土黄
0～ 4 ℃下
颜色 紫红紫红紫红紫红紫红紫红紫红紫红紫红 紫红
表 4表明 ,木耳菜果实红色素适宜在低温下
使用和保存。实验中色素水溶液在冰箱中保存 2
个多月仍不发生色变 ,也无霉菌产生;而其色素水
溶液常温下放置 1 个月后观察颜色没有变化 ,
50 d后有黑色沉淀 ,溶液呈橘黄色※土黄。
3.4 金属离子对色素稳定性的影响
表 5 金属离子对色素稳定性的影响试验
离子 浓度(m oL/ L) 吸光值
Ca
2+
40×10-4 0.467
20×10-4 0.469
10×10-4 0.478
5×10-4 0.490
0.000 0.496
Fe
3+
5.00×10-4 0.325
2.50×10-4 0.348
1.25×10-4 0.381
0.625×10-4 0.442
0.000 0.488
Fe2+ 50×10-4 0.437
25×10-4 0.442
10×10-4 0.466
5×10-4 0.485
0.000 0.488
离子 浓度(moL/ L) 吸光值
Zn2+ 40×10-4 0.508
20×10-4 0.491
10×10-4 0.495
5×10-4 0.509
0.000 0.512
Cu2+ 5.00×10-4 0.383
2.50×10-4 0.418
1.25×10-4 0.426
0.625×10-4 0.464
0.000 0.493
Mg2+ 40×10-4 0.502
20×10-4 0.487
10×10-4 0.495
5×10-4 0.481
0.000 0.498
注:①色素浓度为 0.5%;②一定时间是指 2 h。
结果表明 ,各金属离子对色素色泽无明显不
良影响 , 溶液基本仍为原来的紫红色 , 但加入
Fe
3+ 、Fe2+ 、Cu2+对吸光度略有影响 ,反映在吸光
值的降低上 ,其中 Fe3+和 Cu2+相对较大一点;加
入稳定剂后 ,可明显提高色素溶液对 Fe3+的稳定
性 ,对 Fe2+稳定性提高不明显 ,不会提高对 Cu2+
的稳定性 。
3.5 添加剂对色素稳定性的影响
3.5.1 氧化剂对色素稳定性的影响
表 6 H2 02 对色素稳定性的影响
处 理
吸 光 值
浓度 mol/ L)
0 0.01 0.05 0.10 0.20
对照 1 h 0.536 0.525 0.527 0.495 0.463
加稳定剂 1 h 0.536 0.535 0.529 0.523 0.515
对照 3 h 0.536 0.517 0.448 0.436 0.402
加稳定剂 3 h 0.536 0.535 0.532 0.506 0.495
对照 6 h 0.536 0.488 0.426 0.317 0.295
加稳定剂 6 h 0.536 0.534 0.530 0.510 0.483
结果表明 ,氧化剂对色素稳定性的影响较大 ,
随着氧化剂(H 2O 2)浓度的升高和被氧化时间的
延长 ,色素液的色泽依然为红色 ,但吸光值明显降
低 ,说明此色素易被氧化 。加入稳定剂(以抗氧化
剂为主)后 ,可有效改善色素稳定性 ,吸光值明显
提高 ,抗氧化效果较为显著。
3.5.2 还原剂对色素稳定性的影响
76 总第 356期 中 国 调 味 品
取两份色素溶液 , 一份做对照 , 一份加入
Na2SO 3 试剂 ,观察色素溶液的变化情况 ,定时比
色 ,记录最大吸光度值。
表 7 Na2 SO3 对色素稳定性的影响实验
处 理
吸 光 值
浓度 mol/ L)
0 0.05 0.1 0.5 0.1
对照 1 h 0.496 0.490 0.475 0.483 0.410
加稳定剂 1 h 0.495 0.495 0.490 0.477 0.468
对照 3 h 0.496 0.474 0.456 0.475 0.451
加稳定剂 3 h 0.495 0.493 0.482 0.473 0.456
对照 6 h 0.495 0.452 0.428 0.396 0.397
加稳定剂 6 h 0.498 0.494 0.485 0.465 0.439
表 7说明 ,还原剂对色素稳定性有一定的影
响 ,当 N a2SO 3 浓度增大 、作用时间延长时 ,吸光
值有所下降;加入稳定剂后 ,可提高色素的稳定
性 ,但效果不是十分明显 。
3.5.3 防腐剂对色素的影响
表 8 防腐剂苯甲酸对色素稳定性的影响
(常温 、色素浓度为 0.5%)
处 理
吸 光 值
设置时间 h)
2 8 24 72 144
对照 0.781 0.778 0.735 0.625 0.456
+0.001M 苯甲酸 0.769 0.750 0.747 0.682 0.546
+0.005M 苯甲酸 0.784 0.783 0.774 0.695 0.587
+0.01M 苯甲酸 0.773 0.774 0.756 0.658 0.519
加
稳
定
剂
+0.001M 苯甲酸 0.788 0.781 0.772 0.698 0.613
+0.005M 苯甲酸 0.789 0.776 0.760 0.708 0.616
+0.01M 苯甲酸 0.802 0.782 0.754 0.695 0.567
另外分别取 3 份 0.5%的色素溶液 ,一份对
照 ,另两份分别加入 0.005 mo l/L 苯甲酸和
0.005 mol/ L苯甲酸钠 ,放置 40 d ,观察实验效
果。
表 9 苯甲酸和苯甲酸钠对色素稳定性的影响观察
处 理
颜色变化 时 间 d)
20 25 30 40
对照 紫红 、清澈 紫红 、清澈 红 、较浑浊浅红 、浑浊
+0.005M 苯甲酸 紫红 、清澈 紫红 、清澈 深红 、清澈深红 、较清澈
+0.005M 苯甲酸钠 紫红 、清澈 紫红 、清澈 深红 、清澈深红 、较清澈
表 8与表 9说明 ,加入防腐剂苯甲酸或苯甲
酸钠可提高色素溶液的残存率 ,加入稳定剂后再
添加苯甲酸或苯甲酸钠对色素溶液的稳定性可起
到一定的保护作用 ,但效果不是特别明显。
3.5.4 蔗糖对色素稳定性的影响
表 10 蔗糖对色素稳定性的影响
处 理
吸 光 值
蔗糖 %)
0 2 4 6 8 10
对照 2 h 0.714 0.703 0.705 0.684 0.677 0.675
对照 8 h 0.711 0.691 0.683 0.679 0.662 0.653
加稳定剂 2 h 0.730 0.722 0.706 0.687 0.690 0.674
加稳定剂 8 h 0.731 0.718 0.705 0.663 0.671 0.659
由表 10 可见 ,当蔗糖浓度增加时 ,色素吸光
度略呈下降趋势 ,但幅度极小 ,时间由 2 h 放置至
8 h ,色素吸光度也略有所降低 ,表明蔗糖对色素
稳定性影响不大 ,略有不利影响。加入稳定剂 ,对
提高色素对蔗糖的稳定性帮助甚微 。
4 结论
木耳菜果实红色素的最大吸收峰出现在
540 nm处 ,其最大吸收波长为 540 nm;此色素溶
于水以及含水的溶剂中 ,最适宜在弱或微酸性条
件下(pH 4 ～ 6)使用;金属离子大多数对色素稳
定性无明显不良影响 ,个别如 Fe3+ 、Fe2+ 、Cu2+对
吸光度稍有影响 , Fe3+的影响略大;色素的光 、热
稳定性较好;氧化剂会加速色素的降解 ,还原剂对
色素的降解有一定程度的促进作用 。防腐剂可以
适当延缓色变 。蔗糖对色素稳定性无影响。
由于该色素的主要成分类黄酮花色苷化合
物 ,色素耐光性较好 ,用隔光容器贮存常温下保存
即可 ,若在 0 ～ 4 ℃下保藏效果更佳 ,保值期更长。
木耳菜果实红色素着色力强 ,与其他天然色
素相比 ,其耐热性与耐光性较好 ,是一种值得开发
的新型色素。
参考文献:
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77第 10期 食品添加剂 木耳菜果实红色素的稳定性研究