北冬蟲夏草色素的提取與穩(wěn)定性

左銀虎，趙怡紅

（常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院制藥系，江蘇常州213164）

北冬蟲夏草色素的提取與穩(wěn)定性

左銀虎，趙怡紅

（常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院制藥系，江蘇常州213164）

研究北冬蟲夏草色素提取方法及色素的理化性質(zhì)，結(jié)果表明，北冬蟲夏草色素易溶于80%乙醇溶劑，最大吸收波長 448 nm，堿性條件有較強(qiáng)的增色作用。對熱、光、氧化還原劑、Zn2+、Ca2+、Cu2+、Mg2+穩(wěn)定，F(xiàn)e3+、Al3+可使其褪色。

北冬蟲夏草；色素；提取；穩(wěn)定性

Abstract:The conditions for pigment extraction in the Cordyceps militaris were studied,and the factors on the stability of the pigment were tested.The result reveals that 80%alcohol is a suitable extraction solvent.The maximum absorption wavelength of this pigmen is 448 nm.Basic conditions can enhance it colour.The pigment is stable for temperature,light,redox reagents and Zn2+,Ca2+,Cu2+,Mg2+.It fades with Fe3+,Al3+.Conditions.

Key words：Cordyceps militaris；pigment;extraction;stability

天然色素主要存在于動植物及部分微生物中。從化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為卟林類、異戊二烯衍生物、多酚類等。北冬蟲夏草又名蛹蟲草[C.militarisc(L).Link]，屬子囊菌亞門、核菌綱、球殼目、麥角菌科、蟲草屬。對抗腫瘤、降血脂、增強(qiáng)免疫力等方面都有強(qiáng)功效[1]。采用固體發(fā)酵人工培養(yǎng)的北冬蟲夏草子實(shí)體具有金黃的色澤，是其重要的生理功效成分之一[2]。目前已開發(fā)出了多種蟲草藥品及保健食品[3],在加工過程中經(jīng)常涉及其色素的變化，加工工藝決定了產(chǎn)品的色澤、外觀，加工中溫度、酸堿、氧化還原劑都可能使蟲草產(chǎn)品失去原有的色澤，退色或褐變。對蟲草色素的研究鮮見報(bào)道。文章旨在考察蟲草色素的性質(zhì)及穩(wěn)定性，為北冬蟲夏草的加工提供有益的參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑、儀器

1.1.1 材料

來自常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)化系生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室固體發(fā)酵培養(yǎng)的蟲草子實(shí)體。

1.1.2 試劑

無水乙醇、甲醇、乙醚、乙酸乙酯、抗壞血酸、雙氧水、FeCl3、FeSO4、KCl、ZnSO4、CaCl2、CuSO4、AlCl3、MgCl2等均為分析純。

1.1.3 儀器

754型紫外可見分光光度計(jì)：上海菁華科技儀器有限公司；pHS-2C精密酸度計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司；分析天平；水浴鍋；超聲振蕩器。

1.2 方法

利用浸提法提取北冬蟲夏草天然植物色素,流程為：蟲草原料→清洗→干燥→粉碎→溶劑浸提→過濾→色素溶液。

1.2.1 色素提取劑的選擇

稱取0.5g粉碎的北冬蟲夏草干粉,分別置于250mL具塞錐形瓶中，加入50 mL不同極性的溶劑中（水、30%乙醇、50%乙醇、80%乙醇、甲醇、乙醚、乙酸乙酯）,于室溫下超聲振蕩提取40 min,觀察提取液顏色，在波長448 nm處測定吸光度。

1.2.2 繪制吸收光譜

取上述提取液經(jīng)適當(dāng)稀釋后用0.5 cm吸收池，蒸餾水為參比，于380 nm～700 nm波長范圍內(nèi)進(jìn)行掃描測定吸光度，繪制吸收光譜。

1.2.3 pH值對色素穩(wěn)定性的影響

取5mL色素提取液加水稀釋至20mL，用0.2mol/L HCl溶液和0.2 mol/LNaOH溶液調(diào)節(jié)酸堿度,用酸度計(jì)測定pH值(或用精密pH試紙測定pH值)定容至25 mL,在448 nm波長測量溶液吸光度。

1.2.4 溫度對色素穩(wěn)定性的影響

取色素提取液稀釋后分別于不同溫度的恒溫水浴中加熱30 min,然后冷卻到室溫測定其吸光度。

1.2.5 光照對色素穩(wěn)定性的影響

取色素提取液10 mL于25 mL比色管中,在日光下照射一定時間后用蒸餾水稀釋到刻度，觀察顏色變化，在448 nm波長處測其吸光度。

1.2.6 氧化還原劑對色素的影響

各取5 mL 5%的色素溶液,分別加入不同量的H2O2或抗壞血酸溶液,稀釋至一定體積，放置15 min后在448 nm波長處測定其吸光度。

1.2.7 金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響

取色素提取溶液稀釋后,分別加入濃度為0.4%的Fe2+、Fe3+、K+、Zn2+、Ca2+、Cu2+、Al3+、Mg2+等金屬離子，以蒸餾水為參比,在448 nm波長處測其吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 色素的提取

通過不同提取劑下的提取效果比較，結(jié)果顯示見表1。

不同極性的提取劑效果差異很大，蟲草色素不溶于乙醚、乙酸乙酯等非極性溶劑,易溶于甲醇、乙醇、水等極性溶劑。比較3種極性溶劑的提取效果，水的吸光度最大，但是出現(xiàn)渾濁,表明在提取色素的同時連同蛋白質(zhì)、糖類等水溶性大分子一起提出。甲醇乙醇的提取效果比較后選擇80%乙醇作為提取劑。

2.2 蟲草色素的吸收光譜

取適量的蟲草色素稀釋液在波長380 nm～700 nm范圍內(nèi)進(jìn)行掃描測定吸光度,其吸收光譜曲線如圖1所示。

表1 浸提溶劑對色素的提取效果Table 1 Effects of different extractants on extraction of pigment

圖1 蟲草色素吸收光譜Fig.1 Ultraviolet spectra of pigment in Cordyceps militaris

由圖1可見蟲草色素最大吸收峰的波長為448nm。與其所表現(xiàn)的黃色呈互補(bǔ)關(guān)系。

2.3 光照對色素的影響

隨著光照時間的增加,色素吸光度稍有下降的趨勢見圖2。

圖2 光照對色素的影響Fig.2 Effect of light on stability of pigment in Cordyceps militaris

10 h以內(nèi)色素顏色變化不明顯,說明色素在短時光照條件下較為穩(wěn)定。

2.4 溫度對色素的影響

在50℃～100℃的恒溫水浴中加熱30 min,色素顏色未發(fā)生變化見圖3。

圖3 溫度對色素的影響Fig.3 Effect of tempriture on stability of pigment in Cordyceps militaris

通過吸光度測定顯示溫度高于85℃，吸光度略有降低（圖3）,結(jié)果并不明顯。該色素對溫度比較穩(wěn)定。

2.5 pH值對色素穩(wěn)定性的影響[4]

酸度對色素穩(wěn)定性的影響見表2。

表2 pH對色素穩(wěn)定性影響Table 2 Color of pigment of Cordyceps militaris with different pH

由表2可知,蟲草色素在各種不同的pH條件下均為黃色，沒有隨著酸度的變化改變顏色。酸性條件下顏色呈現(xiàn)淺黃色,并且出現(xiàn)混濁。隨著pH值的增大,色素液顏色逐漸加深，至pH為9以上變?yōu)榱咙S色,表明堿性條件對色素有增色作用。在已調(diào)至酸性的色素溶液中加入堿液調(diào)高pH后混濁的溶液變清，并且顏色加深轉(zhuǎn)回黃色。

2.6 氧化還原劑對色素的影響

H2O2及抗壞血酸溶液對色素穩(wěn)定性影響見圖4。

圖4 氧化還原劑的影響Fig.4 Effect of H2O2and VCon stability of pigment in Cordyceps militaris

不同量的H2O2或抗壞血酸溶液使吸光度略有下降趨勢，但溶液顏色變化不明顯,說明氧化劑和還原劑濃度在50 g/L以下對色素的穩(wěn)定性基本無影響。

2.7 金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響

金屬離子對色素穩(wěn)定性影響結(jié)果見圖5。

圖 5 Fe3+、Al3+離子的影響Fig.5 Effects of Fe3+Al3+different concentration on stability of pigment in Cordyceps militaris

試驗(yàn)表明濃度為 0.4%的 Fe2+、Fe3+、K+、Zn2+、Ca2+、Cu2+、Al3+、Mg2+金屬離子中,除 Fe3+、Al3+對色素有較大影響外,其余離子對該色素的穩(wěn)定性影響不大。對Fe3+、Al3+以不同濃度的加入量作了進(jìn)一步試驗(yàn),結(jié)果顯示隨著離子濃度增加，褪色作用顯著。并且Al3+的影響比Fe3+更加顯著。因此建議在進(jìn)行北冬蟲夏草加工時盡量避免接觸鐵、鋁等器皿。

3 小結(jié)

北冬蟲夏草色素是水溶性色素，可用80%乙醇提取,對光和溫度較穩(wěn)定，在酸性條件下褪色,堿性溶液中有增色作用。最大吸收波長為448 nm,在VC和H2O2溶液中能穩(wěn)定存在。金屬離子Fe3+、Al3+會使其褪色，這些特點(diǎn)與多酚類色素性質(zhì)相同，其準(zhǔn)確的化學(xué)結(jié)構(gòu)還須進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

[1]吳畏,高新華,崔星明,等.北冬蟲夏草(Cordyceps militaris)的研究應(yīng)用概況[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2000,16(增刊)：99-104

[2]王尊生,顧宇翔,周麗,等.冬蟲夏草(Cordyceps sinensis)菌絲體固體發(fā)酵粉化學(xué)成分的分析[J].然產(chǎn)物研究與開發(fā),2005(13)：331-336

[3]王霞,劉廣偉，楊秀英，等.北冬蟲夏草飲料的研制[J].農(nóng)產(chǎn)品加工·學(xué)刊,2006(2)：43-45

[4]王艷穎,蔣本國.金鐘花葉片色素的提取及穩(wěn)定性研究[J].大連民族學(xué)院學(xué)報(bào),2007,1(36)：47－65

Study on Extraction and Stability of Pigment in the Cordyceps Militaris

ZUO Yin-hu,ZHAO Yi-hong
（Department of Pharmaceutical Technology Changzhou Institute of Engineering Technology,Changzhou 213164,Jiangsu,China）

2009-09-22

左銀虎（1962—），男（漢），高級實(shí)驗(yàn)師，本科，研究方向：食品分析。