不同光照条件下香蕉皮中黄色素的提取

不同光照条件下香蕉皮中黄色素的提取

香蕉是香蕉科的一种典型的热带耕作。香蕉具有丰富的营养成分,是人们喜爱的热带水果。我国香蕉产量居世界前列,但人们只食用其果肉,占香蕉全果重量35%~41%的香蕉皮则随意丢弃,既污染环境又浪费资源。对香蕉皮资源的开发利用还比较少,目前香蕉皮主要用于制备果胶、多功能膳食纤维、饲料添加剂。除此之外,香蕉皮还有一定的药用价值和美容功效。就感观评定而言,香蕉皮成熟期主要呈现黄色,随着科学技术的发展和人类对健康的重视,合成色素被天然色素完全取代是大势所趋。然而天然色素最大的一个缺点是色泽的稳定性差,在食品加工及流通过程中易受到外界条件如光照、温度、pH值等多方面因素的影响,且天然色素提取工艺的不同,亦影响到色素的色泽稳定和提取率。因此,如何提高天然色素的稳定性是利用香蕉黄色素的关键。笔者从大量废弃的香蕉皮中提取天然黄色素,研究其稳定性情况,以期为天然黄色素的开发和利用及香蕉皮废弃资源的利用提供一定的理论依据。1材料和方法1.1试验材料及药品以无任何机械损伤和病害的海南芝麻香蕉为试验材料。药品均为常规分析纯试剂。仪器:HH-4型恒温水浴锅,DK-98-1型可见分光光度计,FA2004N型分析天平。1.2香蕉的制备按下列步骤提取香蕉皮黄色素:新鲜黄色香蕉清洗干净→取皮→除去附着于香蕉皮内层中软的部分→切碎至约0.5cm×0.5cm小块→浸提→浓缩。1.2.1提取过程中颜色的测定取2g通过前处理的香蕉皮,分别用水、95%乙醇、乙酸乙酯、乙醚、丙酮溶解,定容至50ml,30℃提取30min,观察颜色变化情况。1.2.2香蕉皮黄色素最佳吸收波长的确定以提取剂为空白对照,取2g香蕉皮用提取剂定容至50ml,再稀释5倍,以此稀释液测定吸光值,确定香蕉皮黄色素最佳吸收波长。同时以此稀释色素溶液进行稳定性试验。1.2.3不同光照条件下香蕉皮色素提取液中混悬液的稳定性测定将等量的提取液分装于试管中,分别置于室内黑暗、光照2种条件下,30℃,在不同时间分别对香蕉皮色素提取液在最大吸收波长处测定吸光值,并计算残存率。1.2.4ph值对香蕉皮色素稳定性的影响将提取液分成若干等份,分别用磷酸缓冲液调成不同pH值的色素溶液,分别对香蕉皮色素提取液在最大吸收波长处测定吸光值,并记录颜色变化情况。1.2.5香蕉皮色素的提取将等量的提取液分装于试管中,分别置于30、40、50、60、70、80、90℃的恒温水浴锅中放置1h,然后冷却至30℃,分别对香蕉皮色素提取液在最大吸收波长处测定吸光值,并计算残存率。1.2.6香蕉皮色素残留率测定将NaHSO3和H2O2分别配制成浓度0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mol/L的溶液,取等量的提取液分别加入等量的NaHSO3和H2O2溶液混合,30℃条件下放置1h,分别对香蕉皮色素提取液在最大吸收波长处测定吸光值,并计算残存率。1.2.7金属离子测定香蕉皮色素吸收率的方法分别配制浓度0.01mol/L的Fe3+、Ba2+、Zn2+、Mn2+、Mg2+溶液,取等量的提取液分别加入等量的金属溶液中,静置1h,分别对香蕉皮色素提取液在最大吸收波长处测定吸光值。1.3残留率及处理前后某溶液最大吸光度采用下面的公式进行色素残存率的计算。色素残存率=处理后某溶液最大吸光度未处理对照组最大吸光度×100%=处理后某溶液最大吸光度未处理对照组最大吸光度×100%(1)2结果与分析2.1醇、丙酮和丙酮溶剂试验结果表明,香蕉皮黄色素在乙酸乙酯、水、95%乙醇、乙醚和丙酮中的溶解性分别为微溶、易溶与速溶,在这几种溶剂中黄色素由浅变深。由此可见,香蕉皮黄色素在乙醚和丙酮中溶解性好,因此试验选择丙酮作为提取剂。2.2黄色素吸收波长的确定由图1可见,在波长为410到440nm处,随波长增加,吸光度逐渐增加,在440nm处达到了最高点,之后,随着吸收波长的增加,吸光度开始下降,因此,试验确定香蕉皮黄色素最佳吸收波长为440nm,将此波长作为以后试验的测定波长。2.3不同光照条件下残压情况的变化由表1可见,在黑暗条件下,香蕉皮黄色素的稳定性很好,48h时残存率还可以达到90.4%;而在光照条件下,12h时其残存率已经降到47.0%,在36h时基本失去颜色。因此,香蕉皮黄色素在黑暗条件下比较稳定。2.4ph值对橘黄色的影响由表2可见,pH值影响色素的稳定性,pH值在5.0~7.0时色素稳定性较好,同时,随着pH值的增加,色素的颜色逐渐变为橘黄色,当pH值达到10.0时,色素提取液出现了混浊现象;而随着pH值的降低,色素的颜色逐渐变为淡褐色。这可能是由于香蕉皮黄色素中所含的鞣花酸类物质,在酸性和碱性介质中发生了成盐反应,从而引起色泽的明显变化。因此该色素在中性和偏酸性条件下比较稳定,宜在中性和偏酸性条件下使用。2.5黄色素的热稳定性由表3可见,当温度在30~70℃时,色素的稳定性较好,但当温度达到90℃时,其残存率迅速下降,因此,黄色素具有一定的耐热性,在添加香蕉皮黄色素的食品加工中,处理温度不宜过高,低于70℃为最好,以免食品变色,但应满足巴氏杀菌对食品灭菌的要求。2.6黄色素的还原性由表4可见,H2O2浓度低于0.3mol/L,NaHSO3浓度低于0.4mol/L的情况下,香蕉皮黄色素具有一定的耐氧化性和耐还原性,超过此浓度,氧化剂和还原剂对黄色素都具有一定的消色作用。因此,在食品着色时,要注意添加剂的添加种类。2.7黄色素的染色由表5可见,Zn2+、Mn2+、Mg2+对香蕉皮黄色素影响较小,而Ba2+、Fe3+对香蕉皮黄色素具有增色作用,可能是由于香蕉皮中黄色素中的鞣花酸多元酚与Ba2+、Fe3+产生络合作用,使色素颜色发生变化,因此,在使用此黄色素进行着色时,应避免使用铁器,这与大多数黄色素研究结果一致。3不同光照条件对样品残留率的影响试验结果表明,香蕉皮黄色素在乙醚和丙酮中溶解性最好,香蕉皮黄色素最大吸收波长为440nm。影响香蕉皮黄色素稳定性的因素较多,光照的影响较大,12h时残存率降低了一半左右,用此色素着色的产