紫色甘薯茎叶色素的提取及稳定研究.doc

紫色甘薯茎叶色素的提取及稳定性的研究摘要:以紫色甘薯茎叶为原料，探讨紫色甘薯茎叶色素提取的最佳工艺条件，并对其稳定性进行分析 研究，结果表明:用体积分数为95%乙醇80mL，在500恒温下浸取30h，提取效率较好。pH对色素的色泽 影响明显，在酸性条件下色泽稳定，适宜低温储藏;光照加快色素分解，宜在黑暗处保藏;金属离子ci+、 MgZ+、ZnZ+、CUZ+、Na+对色素稳定性几乎没影响， Fe3+使色素的吸光度值明显减少，溶液的颜色逐渐变成 深黄色，sd+使溶液的颜色逐渐加深，吸光度值变大;因此在甘薯茎叶的加工和使用过程中要避免与Sn4+、 Fe3+接触。煎糖、山梨酸饵和维生素C对色素的稳定性影响较小。关键词: 紫色甘薯;紫色素;吸光度，稳定性中图分类号: TS202.3文献标识码:A文章编号: 106 - 251 ( 201 ) 03 - 0079 - 05The study of the extraction and stabilty of sweet potato leaf pigmentsAbstract: Te paper explores pule sweet potato pigent extacton. Optimum conditions and stailt were studied. Te best extractng condtions were: 95% etanol at 500 for 30h. pH ha a major inuence: te pigment wa more stale under acidic conditons and ve可sensitive to the lght Caz +、Mg2+、ZnZ+、CUZ+、N a + had no efect on te pigent stailt while Fe3+ ad Sn4+ oaused the pigent color to chage.Key word: lea of sweet potato; pule pigent absorbency; stailit甘薯茎叶的营养丰富，含有多种维生素和矿 物质，其中胡萝卡素和钙的含量更高，甘薯叶中 的胡萝卡素含量为胡萝卡的4. 8倍，具有补虚益 气、健脾强肾、益肺生津、抗癌、美容等生理功 效2，并且高紫品种的甘薯茎叶含有天然食用色 素，可以代替人工合成色素可用于食品及化妆 品着色，安全性很高，含花色素甘薯茎叶是一个 值得开发的自然资源，提高红薯茎叶经济价值， 带动红薯产区经济发展，提高食品的安全性具有 重要的经济价值和现实意义。1材料与方法1.1材料与设备材料:新鲜紫乞甘薯茎叶(吉林农业科技学 院植物系实验品种)。试剂:盐酸、氢氧化锅、无水乙醇、煎糖、 山梨酸饵、维生素C、民O2、亚硫酸销等均为分 析纯或食用级O仪器: UV - 3150型紫外可见光近红外分光光度计(上海菁华科技仪器有限公司)， 721型分 光光度计(上海市实验仪器总厂)， HH - 6数显 电热恒温水浴锅(常州国华电器有限公司) ，粉 碎机(上海市实验仪器总厂)， DLR离心机(上 海市实验仪器总厂)。1.2方法1 2.1紫色甘薯茎叶红色素的提取1 2J 工艺流程: 挑选新鲜的紫色甘薯茎叶切碎研磨浸 提离心(去除固形物)减压浓缩真空干燥 凝固型成品以新鲜的紫色甘薯茎叶为原料，经切碎、研 磨后，取5g研磨物与60mL 95%的乙醇混合，在 50c， pH为7，提取24h。将浸提液用布氏漏斗 过滤、离心分离后、去除固形物。1 2.1. 1提取剂用量的测定4J取5g研磨物分 别与20mL、40mL、60mL、80mL、100mL95%的 乙醇混合，在50c， pH为7，提取24h。将浸提 液用布氏漏斗过滤、离心分离后，将提取液在 510nm处测定其吸光度。1 2.1.2提取时间的测定3 J取5g研磨物与 80mL95%的乙醇混合，相同的试样混合成5份; 在50c， pH为7，分别提取12h、18h、24人 30h、36h。将浸提液用布氏漏斗过滤、离心分离 后、将提取液在510nm处测定其吸光度。1.2.1.3提取温度的测定4J取5g研磨物与 60mL95%的乙醇混合，在不同的温度10c、 30c、50c、70c、90c下进行恒温加热劫，然 后在510nm处的吸光度。1.2.2光对色素稳定性的影响 将紫色素溶液分成3份，分别置于自然光、 日光灯和黑暗处放置28d，每间隔4d取样测定其 吸光度。1 2. 3对酸碱的稳定性 取一定量的色素提取液，分装于6支试管中， 然后用盐酸和氢氧化纳调节其pH分别为0、2、 4、6、8、10，放置一段时间，每隔一段时间测其 吸光度。1 2. 4氧化剂、还原剂对色素稳定性的影响 分别以H202和亚硫酸纳为氧化剂、还原剂，配 制不同浓度H202和亚硫酸铀的等量色素溶液，于室 温下避光处放置Ih每隔一定时间测其吸光度。1.2.5常用食品添加剂对色素稳定性的影响56J 分别配制含有不同浓度拧橡酸、原糖、苯甲 酸销或维生素C的5%的色素提取液(pH = 3) ， 室温避光保存，每隔一定时间在510nm处测吸光 度。1 2. 6金属离子对色素稳定性的影响7J 取一定量的色素提取液，分装于7支试管中， 然后分别向其中添加不同浓度的的金属离子，放 置一定时间后，测其吸光度。2结果与讨论2.1 色素的吸收光谱制备的色素溶液，用紫外可见分光光度计于 200 700nm下进行光谱扫描，得色素的吸收光 谱，见图1。图1紫色素吸收光谱图Fig. 1 Absorption specra featue of purple pigent图1可以看出，随着波长的增加，色素的吸 光虔逐渐增大，最大吸收峰值为510nm，然后又 逐渐减少。2.2最佳提取条件的确定 本试验根据影响色素提取的条件，建立三因 素三水平正交试验。根据各试验条件下提取液的 吸光度的大小为依据，确定最佳提取条件。表1因素水平表Table 1 Facors and levels of orthogona tet因 素水平 提取时间( h) 提取剂用量(m) 提取温度( ) A B C1 18 40 302 24 60 503 30 80 70表2正交试验结果Table 2 The result of orhogonal test试验号 A B C A510nm 1 1 1 0.6821 2 2 0.6913 1 3 3 0.6804 2 1 2 0.5305 2 2 3 0.5126 2 3 1 0.4907 3 1 3 0.4938 3 2 1 0; 6689 3 3 2 0.695 K1 0.684 0.568 0.555K2 0.51 0.624 0.633K3 0.619 0.621 0.562R 0. 173 0.056 0.078由表2可知:四个因素对色素提取的影ACB，即提取时间的影响最大，温度其次，提取 剂用量影响相对较小。根据正交试验结果最佳提取条件为A1B2C2， 因为这个组合不在9次实验当中，所以补充做实 验A1B2C2，然后与最好的3号进行比较，实验结 果如表3所示，最佳工艺条件为提取时间为30人 提取剂的用量为80mL，提取温度为50。表3验证实验结果分析Tab 3 Aaysi of the ver句， tet reut提取时间 提取剂用量 提取温度 吸光度序号 (h) (ml) () A510nm A B C 930 80 50 O. 69510 18 60 50 0.6272.2 色素溶液的光稳定性 紫色素的光稳定性分析结果如图2。图2光对色素稳定性的影响Fig. 2 Efec of suigt on the stbity of purle pigent图2可知，甘薯茎叶紫色素在不同光照下， 放置28d，吸光度均下降，但下降的程度不同， 百元灯照射下降幅度最大溶液的颜色在8d后发 生明显变化，由紫红色最终变成浅红色，自然光 的影响居中， 16d后颜色才发生变化，而黑暗处 放置则相对稳定说明该色素在黑暗条件下的稳 定性明显高于自然光和日光照射。2.3色素溶液的热稳定性分析 取20mL色素溶液分成5份，分别置于不同 温度下的恒温水浴锅中保温，每隔30min取样一 次，冷却后，在510nm处测定吸光值。 由图3可知:色素溶液在500、700、 lOOO ，随温度升高，吸光值逐渐减少，说明色素 在低温下不容易发生分解;但在每种温度下随着 存放时间越长，色素的吸光度基本略减小，只有 lOOO时，随着温度的逐渐增大，吸光度略有增 加，说明色素在lOOO时，有物质发生降解，产 生新的物质。图3温度对色素稳定性的影晌Fig. 3 Efec of temperature on the stbit of purple pigent2.4 pH对色素稳定性影晌的分析 pH对色素稳定性的影响见图40图4 pH对色素稳性的影响Fig. 4 Efect of pH on the stbity of puple pigent由图4可知:该色素溶液的吸光度随pH的 增大而减少;在弱酸和中性范围内色素的吸光度 变化不大，在碱性条件下，吸光度迅速减少。因 而色素适应于弱酸性和中性食品中着色，在生产 中尽量避免强碱环境O。2.5氧化剂、还原剂对色素稳定性影晌分析 氧化剂、还原剂对紫色素稳定性的影响见图 5、图6。图5过氧化氢对色素稳定性的影晌Fig. 5 Efect of oxdant on the stbi句， of the puple pigent由图6可知:当加入不同浓度的亚硫酸销时，随着浓度的增加，色素吸光度值略有下降，最终 趋于稳定;随着放置时间的延长，吸光度变化不 大。说明不同浓度的亚硫酸锅放置不同的时间都 对紫色素起保护作用。2.6 食品添加剂对色素稳定性影响的分析 食品添加剂对紫色素稳定性的影响见表4、 表5、表6。由表3可知:随蕉糖浓度的增加和时间的延 长，会使色素的吸光度值略有增加，颜色逐渐变 深，说明煎糖具有护色作用。 由表4可知:添加山梨酸锦的紫色素溶液， 随浓度的增加和时间的延长，吸光度略有增大， 说明山梨酸锦的添加及其浓度变化对色素稳定性影响不大，并且略有增色效果。 由表5可知:较低浓度的维生素C对紫色素 吸光度影响不大，但随维生素C添加量的增加和 时间的延长，色素吸光度增大，说明维生素C对 色素稳定性具有一定保护作用。2.7部分金属离子对色素稳定性影响分析表7不同金属离子对色素稳定性的Table 7 Efec of dferent metl ion on the sbity of the purple pigment由表6可知:不同浓度的CaZ+、MgZ+、 ZnZCUZ+、Na+的吸光度变化不大，影响较小; Sn4Fe3 +使色素的吸光度值明显发生变化，对 色素稳定性影响最大。Sn4+使溶液的颜色逐渐加 深，吸光度值变大; Fe3 +使色素的吸光度值明显 减少，溶液的颜色逐渐变成深黄色;因此在甘薯 茎叶的加工和使用过程中要避免与Sn4+、Fe3+接 触。3结论合成色素由于安全性问题已逐渐受到限制， 甚至被禁用。天然色素越来越受到食品和化妆品 行业的青睐O3.1时间、用量和温度本实验紫色甘薯茎叶中的色素，提取时间的 影响最大，温度其次，提取剂的影响最小。最佳 工艺条件为最佳工艺条件为提取时间为30h，提 取剂的用量为80mL提取温度为500 0 3.2稳定性该色素的热稳定性较差适宜在低温和弱酸 性和中性条件下储存，温度不要超过700 ;甘薯 茎叶紫色素耐光性较差，而黑暗处放置则相对稳 定，说明该色素在黑暗条件下的稳定性明显高于 自然光和日光照射。3.2稳定性 该色素的热稳定性较差，适宜在低温和弱碱性和中性条件下储存，温度不要超过70；甘薯茎叶紫色素耐光性较差，而黑暗处放置则相对稳定，说明该色素在黑暗条件下的稳定性明显高于自然光和日光照射。3.3金属离子蕉糖、山梨酸饵和维生素C对色素的稳定性 影响较小，并且有保护作用;强氧化剂HzOz对色 素具有较强的破坏作用，而高浓度的还原剂亚硫 酸销对色素却有保护作用; Caz+、MgZ+、Zn2+、 CUZNa+对色素稳定性几乎没影响， Fe3 +使色 素的吸光度值明显减少， Sn4+使溶液的颜色逐渐 加深，吸光度值变大;因此在甘薯茎叶的加工和 使用过程中要避免与Sn4+、Fe3+接触。参考文献: 1 刘振华，丁卓平，董洛文.辣椒中红色素的提取工艺研究 .食品科学， 2006 (12) 291 - 294. 2吴纬南，等.红薯茎叶提取物抗氧化物