全 文 ：武汉植物学研究 2002, 20( 2) : 141～144
Journal of Wuhan Botanical Research
万寿菊食用色素及其稳定性研究
彭子模 刘玉祥 马晓东 吕海英
(新疆师范大学生命与环境科学学院, 乌鲁木齐 830054)
摘 要: 以万寿菊花序为实验材料, 从光、热、pH 值、还原介质、氧化介质、蔗糖、防腐剂、金属离子等对色素稳定性
的影响进行了研究。结果表明: 万寿菊色素的耐光、耐热、耐还原性较差;对氧化剂有一定耐受性;适用 pH 值范围
广; 蔗糖以及金属离子 Na+、K +对色度基本上无影响, 而 Fe2+ 、Sn2+、Zn2+ 对色素溶液颜色的稳定性只有微弱影响;
而 Fe3+ 、Cu2+、Ca 2+ 的加入则改变了色素溶液的颜色, 对色度有一定的影响。
关键词: 万寿菊; 天然食用色素; 稳定性; 鉴别
中图分类号: Q946. 889 文献标识码: A 文章编号: 1000-470X ( 2002) 02-0141-04
The Research of the Edible Pigment of Inflorescence of
Tagetes erecta L. and Its Stability
PENG Zi-M o, LIU Yu-Xiang, MA Xiao-Dong, LU¨ Hai-Ying
( L if e and E nv ironment S cience I nst itut e, X inj iang N or mal Univ ersity , U rumqi 830054, China)
Abstract: The paper is based on a resear ch of the inflorescence of Tagetes erecta L. The experi-
ment studies also include the preliminary study of effects o f lig ht , heat , pH value, r eductant ,
ox ide, sucrose, preservat ive and metal ion on the stability of pigment . It prov es that pigment is
poor in resistance against lig ht , heat and reductant . And it can endure ox ide to some ex tent . T he
pigment can be applied to pH value w idely. It is also found in the experiments that sucro se,
pr eser vative and metal ions such as Na
+、K + do not basically exert negat ive effect on the stability
of the pigment while other ions such as Fe
2+ 、Sn2+ 、Zn2+ have faint ly negat ive ef fects on the chro-
ma , and the increasement of ions such as Cu
2+、Ca2+ have changed the color of so lut ion of pig-
ment and inf luenced on the chroma o f pigment .
Key words : Tagetes er ecta L. ; Natural edible pigment ; Stabil ity ; Dist inguish
食用色素是食品添加剂的重要组成部分,它不
仅应用于食品工业以改善食品色泽,而且还广泛用
于医药、日用化工产品、化妆品和印染工业等的着
色[ 1]。食用色素虽然用量甚微,但在食品的质量评价
中色泽评分约占 45% [ 2, 3] ,具有较大的应用价值。从
植物中开发安全可靠的食用色素, 不仅有可能而且
潜力很大。据统计, 世界上含有色素的植物不少于
2 000多种 [ 4] ,而我国目前使用的只有姜黄、栀子黄、
红花黄、可可色素、菊黄素及叶绿素铜等少数几
种[ 5, 6] ,很多品种有待进一步研究开发。我们发现万
寿菊( Tagetes er ecta L. )在深秋开花,有橙、黄 2种,
该植物花期较长, 花朵繁茂,并具有平肝清热、祛风
化痰等多种药理功效 [ 7]。因此,是一种很有开发利用
价值的黄色色素资源。
菊黄素的主要化学成分为黄酮类大金鸡菊查尔
酮甙,大花金鸡菊噢口弄甙及其甙元大花金鸡菊查尔
酮、大花金鸡菊噢口弄为主的混合物; 而万寿菊色素
虽同属于黄酮类色素,但由于其在 A 环和 B 环上的
取代基种类、数量的不同, 吡喃环上取代基数量、饱
和程度、开闭环等的不同,就形成了各种不同型式结
收稿日期: 2001-05-25,修回日期: 2001-11-16。
作者简介:彭子模( 1939- ) ,男,教授,硕士生导师。主要从事植物次级代谢产物植物色素的开发与利用研究,发表论文 70余篇。
构的黄酮类化合物。据文献报道现已知的黄酮化合
物已达 1 670多个,其中色素近 400种之多 [ 8]。万寿
菊色素具体是属于哪一类型,至今还尚未见到报道,
而对在新疆生态环境下生长的万寿菊色素及其开发
与利用的研究,目前更未见到有关数据。鉴于对黄酮
类物质在医药上的特殊功能,为此,我们对其进行了
初步研究。
1 供试材料
本实验所用材料为菊科万寿菊属的万寿菊花
序。万寿菊花序采自新疆师范大学校园内的黄色栽
培品种,采后置于室温下自然阴干备用。
2 方法
2. 1 万寿菊色素溶液的制备
选取物料、溶剂配比、提取时间、提取温度 4因
子作为万寿菊黄色色素的显著因子,按正交法设计
了一组择优试验。最后确定采用3次浸提法,按固液
比 1∶10 加入 75%乙醇溶液, 室温 ( 30℃)下浸提
8 h,真空抽滤, 3次滤液合并备用(暗处低温贮存)。
2. 2 色素的鉴定
色素的吸收光谱测定:取色素溶液 5 mL,测其
在 330～700 nm 处的吸收光谱。
色素的特殊显色反应: 有盐酸-镁粉反应、中性
醋酸铅沉淀反应、三氯化铁显色反应。在 3支试管中
分别放入 10 mL 色素溶液。在一管中加入少许镁
粉,振荡后,再加3滴盐酸,观察其颜色变化。在另一
管中再取 10 mL 色素溶液,逐滴加入新配制的饱和
中性醋酸铅溶液, 观察其颜色变化。在第三管中取
10 mL 色素溶液,加入 1%三氯化铁 1～2滴, 振荡
后观察其颜色变化。
色素的稳定性试验:温度对色素稳定性的影响
的测定——取色素溶液, 加热至 40℃、60℃、80℃
1 h,待冷却后, 测其消光值。光对色素稳定性的影
响的测定——取色素溶液分别放置在室外自然光和
室内自然光下, 放置 12 d, 每隔 3 d 测定 1次消光
值。pH 值对色素稳定性的影响的测定——采用柠
檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液作为色素 pH 稳定性实
验的缓冲液, 分别量取 1 mL 色素与 9 mL 不同 pH
值缓冲液充分混合,配制成不同 pH 值的色素溶液。
同时设对照组放置 1 h,记录最大消光值; 氧化剂对
色素稳定性的影响的测定——以 H2O 2 做为氧化
剂, 配制成不同浓度的 H2O2 色素溶液, 室温放置
1 h,测其最大消光值; 还原剂对色素稳定性的影响
的测定——以亚硫酸钠做为还原剂,配制成不同浓
度的亚硫酸钠色素溶液, 测定其消光值;蔗糖对色素
稳定性的影响的测定——配制 2%～10%不同浓度
等量蔗糖色素溶液,记录其消光值; 防腐剂对色素
稳定性的影响的测定——苯钾酸钠是食品工业中常
用防腐添加剂,因此, 以苯钾酸钠为例, 配制含苯钾
酸钠分别为 0. 05%、0. 1%、0. 2%的色素溶液, 记录
其消光值; 不同金属离子对色素稳定性的影响的测
定——用三氯化铁( FeCl3 )、氯化锌( ZnCl2)、硫酸镁
( M gSO 4 7H2O )、氯化 钾、氯化钠、硫 酸亚 铁
( FeSO47H2O)、硫酸铜( CuSO 45H 2O)、氯化钙、二
氯化锡( SnCl22H2O)分别配成 50×10- 3 ( mol / L )
的金属离子的万寿菊色素溶液,测其消光值。
3 结果与分析
3. 1 万寿菊黄色素的定性鉴定
万寿菊的吸收光谱结果如图 1所示。
图 1 万寿菊色素吸收光谱
Fig . 1 T he spectrum o f absorption of
pigment of Tagetes er ecta L .
从图 1可见: 该色素的吸收光谱峰所对应的波
长在 350 nm 左右,该值与黄酮类色素带 I 的( 304～
350 nm 之间)有相似点[ 8] ,因此,可以初步认为该色
素可能为黄酮类色素。
色素的特殊显色反应结果见表 1。
表 1 万寿菊色素的特殊显色反应( 3 次平均值)
T able 1 The special display of pigment of T ag etes
er ecta L . ( T he aver age value o f three experim ents)
试剂
Reagent
色素溶液
Pigment
solut ion
乙酸铅溶液
Acet ic
lead
镁粉+ 盐酸
Magnesium+
Hydrochloric
acid
FeCl3
颜色
Color
深褐
Puce
黄褐
Snuf f
color
溶液变红
Red
黄褐
Snuf f
color
沉淀
Precipitat ion
大量沉淀
Abundant
precipitat ion
沉淀
Precipitation
气泡
Air bubble
大量气泡
Air bubble
142 武 汉 植 物 学 研 究 第 20 卷
从表 1可见:该色素呈现出黄酮类特异显色的
特征[ 9] , 进一步推断出其为黄酮类天然色素。
温度对色素稳定性的影响结果见表 2。
从表 2可见,该色素溶液的消光值是随温度增
加而下降,表明该色素对温度敏感,在储藏与使用时
尽量保持较低温度。
表 2 温度对万寿菊色素稳定性影响( 3 次平均值)
T able 2 T he effect s o f tempera tur e on t he stabilit y
o f pigment o f Tag etes er ecta L . ( T he aver age
value of thr ee exper iments)
项目
Item
温 度 Temperat ur e
室 温
Room
temperature
40℃ 60℃ 80℃
时间( h)
T ime
1 1 1 1
消光值
Ex tinction va lue
0. 878 0. 536 0. 382 0. 118
光对色素稳定性的影响结果见表 3。
从表 3中, 我们可以看出万寿菊色素溶液对光
极为敏感,其消光值随光照时间的增长而降低。在室
外消光值的速率比室内降低得更快。
pH 值对色素稳定性影响结果见表 4。
表 3 光对万寿菊色素稳定性的影响( 3 次平均值)
T able 3 The effects of lig ht on t he stabilit y o f
pigment of T ag etes er ecta L . ( T he aver age value
of t hr ee exper iments)
消光值
Ex tinction value
光照天数 Illumination day
3 6 9 12
消光值(室内)
Ex tinction value
( indoo r )
0. 684 0. 369 0. 284 0. 158
消光值(室外)
Ex tinction value
( outdoor )
0. 073 0. 041 0. 039 0. 038
表 4 pH 值对万寿菊色素稳定性的影响( 3 次平均值)
T able 4 The effects of pH value on the stability of pigment of T agetes er ecta L .
( The average value of thr ee exper iments)
项目
Item
pH 值 pH value
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
颜色
Color
黄
Yellow
黄
Yellow
黄
Yellow
黄
Yellow
黄
Yellow
黄
Yellow
黄
Yellow
橙黄
Orange-
yellow
橙黄
Orange-
yellow
橙黄
Orange-
yellow
橙黄
Orange-
yellow
橙黄
Orange-
yellow
消光值
Ex tinct ion
value
1. 593 1. 565 1. 115 1. 076 1. 046 0. 967 0. 899 0. 863 0. 829 0. 732 0. 715 0. 668
从表 4中我们可以看出万寿菊色素适用 pH 范
围较广, 在 pH 7以下基本上仍为黄色; 在 pH 8以
上才变为橙黄色。
氧化剂对色素稳定性影响结果见表 5。
从表 5可以看出, 加入氧化剂后,色素溶液的消
光值略有下降,说明其对氧化剂不敏感。
还原剂对色素稳定性影响结果见表 6。
表 5 H2O2对万寿菊色素稳定性的影响( 3 次平均值)
T able 5 The effects of H2O 2 on the stability of
pigment of T ag etes er ecta L . ( T he aver age value
of t hr ee exper iments)
H2O2( % ) 0 0. 5 1 1. 5 2
消光值
Extinct ion value
0. 878 0. 770 0. 763 0.732 0. 770
表 6 Na2SO 3对万寿菊色素稳定性的影响 ( 3 次平均值)
T able 6 The effects o f Na 2SO 3 on t he stability o f pigment o f Tagetes erecta L .
( The average value of thr ee exper iments)
Na2SO3 的浓度( mo l/ L )
Na2SO 3 concentra tion
0 6. 25×10- 3 12. 5×10- 3 25×10- 3 50×10- 3
消光值
Ex tinction value
0. 878 0. 444 0. 442 0. 432 0. 406
从表 6可看出在色素溶液中加入还原剂后,其
消光值急剧下降, 说明还原剂对其稳定性影响较大。
因此,在保存与使用时尽量避免还原剂类物质。
蔗糖对色素的影响结果见表 7。
从表 7可见, 在 2%～10%的各种等差溶液的
蔗糖色素溶液中,消光值变化较小,表明其在含有蔗
糖的食品中可以添加。
防腐剂对色素稳定性影响结果见表 8。
143 第 2 期 彭子模等: 万寿菊食用色素及其稳定性研究
表 7 蔗糖对万寿菊色素的稳定性影响( 3 次平均值)
T able 7 T he effects o f cane sugar on the stabilit y o f
pigment o f Tagetes erecta L . ( T he
average value of thr ee exper iments)
项目
It em
蔗糖( % ) Cane sugar concentr ation
0 2 4 6 8 10
时间( h )
T ime
2 2 2 2 2 2
消光值
Ext inct ion value
0. 410 0. 399 0. 396 0. 394 0. 392 0. 390
表 8 防腐剂对万寿菊色素稳定性的影响( 3 次平均值)
T able 8 The effects of antiseptic on the st ability o f
pigment of T ag etes er ecta L . ( T he aver age value
of t hr ee exper iments)
项目
Item
苯甲酸钠( % ) Sodium benzoate
0 0. 05 0. 1 0. 2
时间( h)
T ime
1 1 1 1
消光值
Ex tinction value
0. 940 0. 843 0. 798 0. 623
表 9 不同金属离子对万寿菊色素稳定性的影响( 3次平均值 )
T able 9 The effects o f var ious ions on the st ability o f pigment o f Tagetes erecta L .
( The average value of thr ee exper iments)
项目
It em
金属离子( 50×10- 3m ol/ L ) M etal ion concentrat ion
Na+ K + Fe2+ Ca2+ Sn2+ Mg2+ Cu2+ Fe3+ Zn2+
消光值
Extinct ion value
0. 863 0. 860 1. 270 0. 662 0. 827 0. 725 0. 5
无法测出
- 0. 541
颜色
Co lo r
黄
Yellow
黄
Yellow
黄绿
Kelly
浅黄绿
L ight
kelly
土黄
Khaki
浅蓝绿
L ight
cy an
蓝绿
Cyan
黄褐
Snuff
color
浅黄
Buff
从表 8可见,溶液中添加防腐剂后其消光值随
浓度增大而减小,表明防腐剂对色 素溶液有一定影
响。因此,在保存与使用该色素时,应尽量避免与苯
甲酸钠一起合用。
金属离子对色素稳定性影响结果如表 9。
从表 9可知: Na+、K + 对色素溶液颜色的稳定
性无不良影响,而 Fe2+、Sn2+、Zn2+ 对色素溶液颜色
的稳定性影响不大; Fe3+、Cu2+、Ca2+的加入则改变
了色素溶液的颜色。因此,在万寿菊色素的保存和使
用过程中,要避免与 Fe2+、Cu2+ 、Ca2+、Mg 2+ 这些离
子接触为宜。
4 结论
( 1) 万寿菊花色素属于黄酮类色素。
( 2) 万寿菊花色素对氧化剂有一定耐受性, 适
用 pH 范围广, 蔗糖以及金属离子 Na+ 、K + 对色素
溶液无不良影响, 而 Fe2+ 、Sn2+、Zn2+ 对色素溶液颜
色的稳定性影响不大。
( 3) 万寿菊黄色素的耐光性、耐热性、耐还原性
较差, 金属离子 Fe3+ 、Cu2+、Ca2+ 、Mg2+ 则对色素有
不良影响,在保存和使用时应尽量避免与其接触。
( 4) 据有关资料介绍, 该植物的花、叶可入药,
有消热、化痰、补血通经、去瘀生新等功效。因此, 该
色素有食药兼用的功能性色素的特点。
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