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蓝靛果忍冬天然色素提取及稳定性的研究



全 文 :蓝靛果忍冬 (Lonicera caerulea L. var.enulis
Turcz et Herd),又名蓝靛果、黑瞎子果,属忍冬科
忍冬属多年生落叶灌木,浆果暗蓝色,有白粉,椭
圆或长圆形。可生食,又可提取色素,还可酿酒、做
饮料和果酱。
蓝靛果天然色素外观呈紫色粉末,易溶于水、
乙醇等极性溶剂,其颜色随 pH 值不同而改变,抗
氧和光性能较差。
收稿日期:2013-05-20
作者简介:姜晓坤(1976-),女,实验师,硕士,从事食品科学实验
教学与研究。
对于蓝靛果这一宝贵的野生资源, 国内外的
研究大部分集中在栽培和繁育上,近年略有蓝靛
果天然色素的研究, 但主要集中在蓝靛果花青素
的分离鉴定上。本文对蓝靛果色素的提取及其稳
定性进行初步探讨, 为蓝靛果色素的开发利用提
供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
蓝靛果果实(采自吉林省汪清县阜兴镇)、水、
盐酸水溶液、无水乙醇、无水氯化钠、无水氯化钙、
氯化铁、氯化铜、氢氧化钠、亚硫酸钠、蔗糖、过氧
文章编号:1003-8701(2013)05-0089-04
蓝靛果忍冬天然色素提取及稳定性的研究
姜晓坤 1,范杰英 2,索 蔷 1
(1.吉林农业科技学院,吉林 吉林 132101;2.吉林省农业科学院,长春 130033)
摘 要:采用溶剂提取法,对蓝靛果忍冬天然色素的提取进行研究,并对影响其稳定性的因素进行了分
析。以乙醇浓度、提取温度、提取时间、提取 pH 值为研究对象进行单因素试验和正交试验,同时研究光照、蔗
糖、氧化还原剂、金属离子对色素稳定性的影响。结果表明:最佳提取工艺条件是乙醇浓度 60%,60℃,60
min,pH 值2。随着蔗糖量的增加,吸光度也逐渐增加,色素对氧化还原剂稳定性较差,金属离子 Fe3+、Ca2+、Cu2+
对色素的影响较为稳定,Na+对色素的影响比较显著。
关键词:蓝靛果忍冬;色素;提取;稳定性
中图分类号:Q946.83+9 文献标识码:A
Studies on Extraction and Stability of Natural Pigment from Lonicera
caerulea L. var. enulis Turcz et Herd
JIANG Xiao-kun1, FAN Jie-ying2, SUO Qiang1
(1.Jilin Agricultural Science and Technology College, Jilin132101;
2.Jilin Academy of Agricultural Sciences, Changchun130033,China)
Abstract: ThestudywasontheextractionofnaturalpigmentfromLon cera caeruleaL.var.enulisTurcz
etHerdbysolventextractionmethod.Factorsinfluencingstabilityofnaturalpigmentwereanalyzed.Thefac-
torsofEthanolconcentration,temperature,time,andpHvaluewerechoseninsingle-factortestandorthogo-
nal experiment. Furthermore, factors which influenced natural pigments stability were analyzed, such as
light,sucrose,reductant-oxidantandmetalion.Theresultsshowedthattheoptimumconditionsofextraction
wereethanolconcentration60%,temperature60℃,time60min,pHvalu of2.Astheamountofsucrosein-
creased absorbance values were also gradually increased. The pigments stability was sensitive to reduc-
tant-oxidant.TheeffectofmetalionsFe3+, Ca2+, Cu2+ th stabilityofpigmentwasnotsignificant,buteffect
ofNa+wasmoresignificant.
Keywords: Lonicera edulis L. var. enulis Turcz et Herd; Pigment; Extract; Stability
吉林农业科学 2013,38(5):89-92 Journal of Jilin Agricultural Sciences
DOI:10.16423/j.cnki.1003-8701.2013.05.001
化氢溶液(30%)。
1.2 试验仪器
723 可见分光光度计,上海精密科学仪器有
限公司;FA2104 电子天平,上海舜宇恒平科学仪
器有限公司;电热恒温鼓风干燥箱,上海精宏实验
设备有限公司;HH-4 数显恒温水浴锅,常州国华
电器有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 工艺流程
蓝靛果冻样→研磨→加浸提液提取→滤液→
溶于水→制成色素水溶液→浓缩→冻干→色素粉
末。
1.3.2 蓝靛果冻样的解冻和研磨
将蓝靛果冻样从冰箱中取出,在常温下解冻,
将电热恒温鼓风干燥箱温度调至 90℃,干燥时间
为4 min,干燥后用研钵研磨成粉末状。
1.3.3 测定吸光度
在520 nm波长下测定吸光度。选择吸光度值
最大的为最佳溶剂,根据单因素的数据选择最佳
的提取条件,绘制正交试验分析表。稳定性试验中
通过测定吸光度,考察对稳定性的影响。
1.3.4 浸提液的选择
依溶剂极性不同分为水、盐酸水溶液、无水乙
醇、乙醇 + 盐酸、甲醇 5 种溶液,准确称取样品 5
份,每份 1.000 g,分别加入 100 mL 三角瓶中(以
下同),依次加入 30 mL溶剂,每 30 min 振荡 1
次,浸提1 h,过滤,定容至 50 mL,然后用 723 分
光光度计测定吸光度,选择吸光度值最大的溶剂
作为浸提液。
1.3.5 单因素试验
1.3.5.1 浓度
5 份样品中,分别加入 30 mL20%、40%、
60%、80%、100%的浸提液,在 60℃下静置 45
min,pH值为2。分别测定吸光度。
1.3.5.2 温度
5 份样品中,分别加入 30 mL60%的浸提液,
放置在 20℃、40℃、60℃、80℃、100℃的温度下
45 min,pH值为2。测定吸光度。
1.3.5.3 时间
5份样品中,分别加入 30 mL60%的浸提液,
试验温度为 60℃,pH 值为 2。放置 15 min、30
min、45 min、60 min、75 min,测定吸光度。
1.3.5.4 pH值
5份样品中,分别加入 30 mL60%的浸提液,
试验温度为 60℃,时间为 45 min,用 0.2 mol/L 盐
酸溶液调制 pH 值,分别调制成 pH=1、pH=2、
pH=3、pH=4、pH=5的溶液,测定吸光度。
1.3.6 正交试验分析
根据单因素试验结果,绘制 L9(34)的正交试验
分析表。
1.3.7 稳定性的研究
1.3.7.1 光照对稳定性的影响
取两份提取好的样品,分别放在阳光直射、避
光条件下,测定不同时间样品的吸光度。
1.3.7.2 蔗糖对稳定性的影响
5 份样品中,分别加入 0.500 g、1.000 g、
1.500 g、2.000 g、2.500 g的固体蔗糖,各加入 30
mL60%的浸提液,试验温度为 60℃,时间为 45
min,测定吸光度。
1.3.7.3 氧化剂还原剂对稳定性的影响
取 10 份样品,各加入 30 mL60%的浸提液,
再分别加入 10 mL 20%、30%、40%、50%、60%的
过氧化氢和亚硫酸钠溶液,试验温度为 60℃,时
间为45 min,分别测定10份样品的吸光度。
1.3.7.4 金属离子对稳定性的影响
取 4 份样品,各加入 30 mL60%的浸提液,再
分别加入 10 mL 1mol/L 的 NaCl、FeCl3、CuCl2、
CaCl2溶液,试验温度为 60℃,时间为 45 min,测
定吸光度。
2 结果与分析
2.1 浸提液的选择
按照 1.3.4 的方法,分别测出其吸光度,结果
见表1。
由表 1 可知,5 种溶液的吸光度值大小顺序
为:无水乙醇>甲醇>盐酸 + 乙醇>盐酸水溶
>水,以无水乙醇溶液作为浸提液。
2.2 单因素试验结果
2.2.1 不同提取浓度的试验结果
按照 1.3.5.1 的方法,分别测出其吸光度,结
果如图1所示。
由图 1 可知,蓝靛果在浸提液浓度为 60%时
吸光度最大,继续提高浸提液的浓度,吸光度逐渐
降低。所以浸提液浓度60%为最佳提取浓度。
2.2.2 不同提取温度的试验结果
按照 1.3.5.2 的方法,分别测出其吸光度,结
表 1 不同浸提液的吸光度值
溶剂 水 盐酸水溶液 无水乙醇 盐酸+乙醇 甲醇
吸光度 0.302 0.324 0.567 0.331 0.475
90 38卷吉 林 农 业 科 学
2.2.3 不同提取时间的试验结果
按照 1.3.5.3 的方法,分别测出其吸光度,结
果如图3所示。
由图3可知,提取时间在45min时,吸光度值
最高,以后随着时间的延长,吸光度值几乎趋于平
稳。所以提取蓝靛果色素的最佳时间为45min。
2.2.4 不同提取 pH值的试验结果
按照 1.3.5.4 的方法,分别测出其吸光度,结
果如图4所示。
蓝靛果色素偏酸性,所以用酸性提取稳定,由
图4可以看出,pH值在 3 的时候,色素的提取效
果最好,吸光度值最高,所以由此可以确定蓝靛果
色素提取的最佳pH值为3。
2.3 正交试验分析
在单因素试验的基础上选择提取浓度、提取
温度、提取时间、提取 pH 值进行正交试验,选用
L9(34)正交因素水平表。结果见表2。
由表3可知,影响蓝靛果色素的因素中,提取
温度>提取浓度>提取时间>提取 pH 值。最优
的提取条件是A2B2C3D1,即提取的最佳条件为:乙
醇浓度为 60%、提取温度为 60℃、提取时间为 60
min、提取pH值为2。
表 2 L9(34)正交因素水平
水平
因素
A B C D
乙醇浓度(%) 提取温度(℃) 提取时间(min) 提取pH值
1 40% 40℃ 30min 2
2 60% 60℃ 45min 3
3 80% 80℃ 60min 4
表 3 蓝靛果色素提取的正交试验分析
试验号 A浓度(%) B温度(℃) C时间(min) D提取 pH值 吸光度A
1 1 1 1 1 0.453
2 1 2 2 2 0.478
3 1 3 3 3 0.461
4 2 1 2 3 0.471
5 2 2 3 1 0.545
6 2 3 1 2 0.425
7 3 1 3 2 0.432
8 3 2 1 3 0.449
9 3 3 2 1 0.410
K1 1.392 1.356 1.327 1.408
K2 1.441 1.472 1.359 1.335
K3 1.291 1.296 1.438 1.381
k1 0.464 0.452 0.442 0.469
k2 0.480 0.491 0.453 0.445
k3 0.430 0.432 0.479 0.460
R 0.050 0.059 0.037 0.024







    




果如图2所示。
由图 2 可知,提取温度 60℃时蓝靛果色素的
吸光度最大,超过 60℃,色素吸光度值逐渐下降,
所以提取蓝靛果色素的最佳温度为60℃。







    




图 1 不同提取浓度的试验结果 图 2 不同提取温度的试验结果







    




图 3 不同提取时间的试验结果






    




图 4 不同提取 pH 值的试验结果
5期 91姜晓坤等:蓝靛果忍冬天然色素提取及稳定性的研究
2.4.2 蔗糖对稳定性的影响
由表5 可知,蓝靛果色素提取中,随着蔗糖量
的增加,吸光度也逐渐增加,但是增加的幅度并不
明显。
2.4.3 氧化剂还原剂对稳定性的影响
由表6 可知,随着过氧化氢溶液浓度的增加,
吸光度会逐渐下降。
由表 7 可知,极低浓度的亚硫酸钠对色素的
稳定性有增强作用,稍高浓度则引起色素的转白,
导致色素的抗还原性较差。
2.4.4 金属离子对稳定性的影响
由表 8 可知,Fe3+、Ca2+、Cu2+对蓝靛果色素
的影响较为稳定,相对比较 Na+对蓝靛果色素的
影响比较显著。
3 结 论
3.1通过正交试验得出最佳提取工艺条件为:浓
度60%,温度60℃,时间60 min,最佳pH值2。
3.2色素的稳定性试验表明:有光和无光条件下
色素的吸光度值都会逐渐下降,随着蔗糖量的增
加,吸光度值也逐渐增加,色素对氧化还原剂稳定
性较差,金属离子对色素的稳定性影响为:Fe3+、
Ca2+、Cu2+对色素的影响较为稳定,相对比较 Na+
对色素的影响比较显著。
参考文献:
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表 5 蔗糖对稳定性的影响
加入蔗糖量(g) 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500
吸光度值 0.550 0.554 0.558 0.560 0.563
表 6 过氧化氢对稳定性的影响
过氧化氢浓度 20% 30% 40% 50% 60%
吸光度值 0.554 0.520 0.491 0.472 0.469
表 7 亚硫酸钠对稳定性的影响
亚硫酸钠浓度 20% 30% 40% 50% 60%
吸光度值 0.572 0.553 0.525 0.492 .467
表 8 金属离子对蓝靛果色素稳定性的影响
金属离子 Na+ Fe3+ Ca2+ Cu2+
吸光度值 0.505 0.545 0.552 0.556
表 4 光照对稳定性的影响
第一天 第二天 第三天 第四天 第五天 第六天 第七天
阳光直射 0.528 0.520 0.504 0.467 0.439 0.432 0.427
避光 0.532 0.525 0.522 0.516 0.512 0.508 0.495
2.4 蓝靛果色素提取稳定性的研究
2.4.1 光照对稳定性的影响
由表4 可知,蓝靛果色素提取中,有光和无光
的情况下色素的吸光度值都会逐渐下降,两组试
验中,阳光直射的一组,吸光度值会偏小,避光的
一组试验中,吸光度值变化较小。
92 38卷吉 林 农 业 科 学
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