紫色甘薯茎叶色素的提取及稳定性研究

1、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，宜在黑喑处保藏;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屮要避免与sn4+、fe3+接触。煎糖、 山梨酸饵和维生素c对色素的

2、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% eta

3、nol 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

4、甘薯茎叶的营养丰富，含有多种维生素和矿物质，其屮胡萝卡素和钙的含 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:新鲜紫乞廿薯茎叶（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02、 亚硫酸销等均为分析纯或食用级0仪

5、器：uv3150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），hh6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紫色廿薯茎叶红色素的提取1 2j工艺流程：挑选新鲜的紫色廿薯茎叶一切碎一研磨一浸提一离心（去除固形 物）一减压浓缩一真空干燥一凝固型成品以新鲜的紫色廿薯茎叶为原料，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

6、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51

7、0nm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 23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。 12.4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

8、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200700nm下进行光谱扫描, 得色素的吸收光谱，见图lo波长(nm )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，色素的吸一光虔逐渐增大，最大吸收峰 值为510nm,然后又 逐渐减少。2.2最佳提取

9、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水平因素提取时间(h)提取剂用量(m)提取温度(')abc118403022460503308070表2正交试验结果table 2 the result of orhogonal test试验号abca510nm1110.6821220.69131330.68042120.53052230.51262310.49073130.49383210; 668933

10、20.695k10.6840.5680.555k20.510.6240.633k30.6190.6210.562r0. 1730.0560.078由表2可知:四个因素对色素提取的影a>c>b,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°co表3验证实验结果分析tab 3 aaysi of the ver 句， tet reut序号提取时

11、间(h)a提取剂用量(ml)b提取温度(°c)c吸光度a510nm93080500. 695101860500. 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20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 牛明显变化, 由紫红色最终变成浅红色，自然光 的影响居中，16d后颜色才发牛变化，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

12、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、1000 ,随温度升高，吸光值逐渐减少, 说明色素在低温下不容易发牛分解;但在每种温度下随着存放时间越长，色素 的吸光度基木略减小，只有1000时，随着温度的逐渐增大，吸光度略有增力口, 说明色素在1000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

13、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 efcc t of pll on the st bity of puplc pig ent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0。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。女 1 t t 12» *'图5过氧化氢对色素稳定性的影晌fig.5 efect of oxdant on the stbi 句

14、,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。i vt* k i«l | 4k91 vw i k> f i一 +l l«ri ml1.<uii»mi1 m4it a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

15、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:较低浓度的维牛素c对紫色素 吸光度影响不大，但随维牛素c 添加量的增加和时间的延长，色素吸光度增大，说明维牛素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的tm7 ktwlhi! km lbe flumify d*pqpe320 m30 ml0 mlpm

16、qoq<lmlcl m2a也a in0 2mdlomfta m30 h53a”amo ro0 tl&ama mhimaa师o.kmdo*awo wo ma23zq.l»d02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；因此在廿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

17、来越 受到食品和化妆品行业的青睐03.1时间、用量和温度本实验紫色廿薯茎叶中的色素，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曰光照射。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°c；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曰光照射。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+对色素稳定性儿乎没影响，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; 因此在廿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仃2) 291 -29