愛麗思蜜糖金桔皮色素的提取工藝及穩(wěn)定性研究

賈淑珍

（河北省中醫(yī)院，河北 石家莊 050011）

愛麗思蜜糖金桔是杭州眾匯科技開發(fā)有限公司科研人員在品種自然變異的基礎(chǔ)上，應(yīng)用多元雜交技術(shù)和植物組織細(xì)胞優(yōu)化處理等特殊技術(shù)手段而繁育成功的新品種，與原種的生物學(xué)特性比較已發(fā)生了較大的良性變異，主要生物學(xué)指標(biāo)大大優(yōu)于普通金桔和其他桔類品種，具有糖度高、糖性黏度低等特點(diǎn)，以及清熱降火、生津止渴、理氣解郁、化痰等食療保健效果。近年來，隨著人們生活水平的提高和健康環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，回歸自然的天然食品、化妝品備受消費(fèi)者青睞，天然色素的應(yīng)用和開發(fā)越來越受到關(guān)注和重視。筆者對(duì)愛麗思蜜糖金桔皮色素的提取條件及其穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，旨在為其開發(fā)和利用提供理論依據(jù)。

1 儀器與試藥

SP－2102UV型紫外分光光度計(jì)（上海光譜儀器廠）；HH－S型恒溫水浴鍋（江蘇醫(yī)療儀器廠）；PH－3C型數(shù)字酸度計(jì)（杭州東星儀器設(shè)備廠）。愛麗思蜜糖金桔（市售，取皮晾干）；95％乙醇、無水乙醇、丙酮、鹽酸、氫氧化鈉、H2O2和Na2SO3等均為分析純。

2 方法和結(jié)果

2.1 提取方法

取愛麗思蜜糖金桔，按以下提取工藝流程提取桔皮色素：原料→預(yù)處理→浸提→過濾→色素溶液→減壓濃縮→色素膠質(zhì)。2.2 吸收光譜測定

取桔皮色素溶液，用pH分別為4，7，10的溶液稀釋到相同倍數(shù)，用1 cm比色皿，以蒸餾水為空白，采用紫外分光光度計(jì)測定其吸光度值。以波長為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)繪制桔皮色素的吸收光譜，見圖1。可見，pH＜7時(shí)，桔皮色素在450 nm波長處有最大吸收波峰；pH＞7時(shí)，色素吸收光譜發(fā)生變化，吸收波峰向長波方向移動(dòng)。因此，在測定桔皮色素穩(wěn)定性時(shí)，以450 nm波長處的吸光度變化為依據(jù)。

圖1 愛麗思蜜糖金桔皮色素的吸收光譜圖

2.3 提取工藝優(yōu)選

2.3.1 因素水平確定

由于桔皮色素提取工藝的影響因素較多，而每一因素又有不同的水平，因此采用正交法設(shè)計(jì)試驗(yàn)。在本試驗(yàn)中，有4個(gè)影響因素，即預(yù)處理方法（因素A）、浸提時(shí)間（因素B）、浸提溫度（因素C）和提取介質(zhì)（因素D），其中預(yù)處理方法是1個(gè)水平，其他因素都是4個(gè)水平，故在提取溫度的3個(gè)水平各重復(fù)1次，使每個(gè)因素都保持在4個(gè)水平，以便可用L16（44）正交表設(shè)計(jì)試驗(yàn)。因素水平表見表1。

表1 提取工藝正交試驗(yàn)因素水平表

2.3.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表1的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，按提取工藝流程進(jìn)行16組提取工藝研究，每組取樣量為1 g，以1∶25（質(zhì)量體積比）加入提取介質(zhì)，濾液稀釋到相同的倍數(shù)，用紫外分光光度計(jì)在450 nm波長處測定吸光度，以吸光度為考察指標(biāo)進(jìn)行極差分析。結(jié)果見表2。可見，各因素的影響大小順序是C＞B＞A＞D，最佳組合A1B4C4D4，即以丙酮為浸提劑，50℃提取80min最好，但丙酮揮發(fā)有毒，對(duì)人體健康不利，而水的提取效率明顯很低，不理想。因此，選乙醇為提取介質(zhì)，提取溫度50℃，提取時(shí)間60min。

表2 提取工藝正交試驗(yàn)結(jié)果

2.3.3 最佳浸提劑體積分?jǐn)?shù)確定

稱取8份相同質(zhì)量的桔皮研碎，用8種不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇提取，以料液比1∶10（質(zhì)量體積比）投料，在其他條件（50℃，60min）相同的情況下提取，將得到的濾液在450 nm波長處分別測吸光度值。結(jié)果見表3。可見，無水乙醇（體積分?jǐn)?shù)100％）為最佳浸提劑。考慮到經(jīng)濟(jì)原因，也可用70％的乙醇作浸提劑，效果也行。

表3 不同體積分?jǐn)?shù)乙醇時(shí)桔皮色素的吸光度

2.4 穩(wěn)定性影響因素考察

2.4.1 溶液pH

表4 溶液pH對(duì)桔皮色素穩(wěn)定性的影響

用鹽酸、氫氧化鈉溶液配置成pH為1－14的桔皮色素溶液，在450 nm波長處測定其吸光度并觀察顏色變化。結(jié)果見表4。可見桔皮色素溶液的吸光度隨pH變化而變化，呈酸性時(shí)吸光度變化不大，呈堿性時(shí)吸光度隨pH增大而增大且溶液顏色逐漸加深。經(jīng)檢索資料發(fā)現(xiàn)，橙皮色素在堿性條件下可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成查爾酮而使顏色加深。

2.4.2 溫度

取桔皮色素乙醇溶液稀釋，在室溫及50℃、70℃、90℃條件下加熱3h，在450 nm波長處測定其吸光度。結(jié)果見圖2。可見，溫度對(duì)桔皮色素穩(wěn)定性的影響較小。

圖2 不同溫度下桔皮色素的吸收光譜

2.4.3 光照強(qiáng)度

取等量的桔皮色素溶液，在容量瓶中稀釋，分別置散射光、暗處、直射光處放置不同時(shí)間，在450 nm波長處測定其吸光度。結(jié)果見表5。可見，在暗處和散射光下放置，溶液吸光度變化不大，顏色沒有改變；在直射光下放置，溶液顏色變淺，吸光度變化大。因此，強(qiáng)光照射對(duì)桔皮色素的穩(wěn)定性有影響。

表5 光照對(duì)桔皮色素穩(wěn)定性的影響

表6 氧化劑還原劑對(duì)桔皮色素穩(wěn)定性的影響

2.4.4 氧化劑及還原劑

用1％H2O2，1％Na2SO3，1％維生素C溶液稀釋桔皮色素溶液至相同的濃度，另外以蒸餾水稀釋作對(duì)照，測定450 nm波長處吸光度。結(jié)果見表6。可見，還原劑維生素C、Na2SO3對(duì)桔皮色素的穩(wěn)定性基本無影響，氧化劑H2O2則有明顯影響，說明桔皮色素耐氧化性差、耐還原性好。

2.4.5 金屬離子

取等量桔皮色素溶液，加入50mL容量瓶中，加入0.05mol/L的FeCl3，F(xiàn)eSO4，AlCl3，MgCl2，CaCl2，CuSO4，ZnCl2溶液，另以蒸餾水稀釋作對(duì)照，定容后，在室溫下放置不同時(shí)間，于450 nm波長處測定其吸光度并觀察其顏色變化。結(jié)果見表7。可見，F(xiàn)e3+及Cu2+對(duì)桔皮色素的穩(wěn)定性有一定影響，其他離子則無影響。

2.4.6 部分食品添加劑

取等量的桔皮色素溶液，置50mL容量瓶中，分別加入10％的NaCl（食鹽）、蔗糖、葡萄糖溶液，另以蒸餾水稀釋為對(duì)照，定容后，在450 nm波長處測定其吸光度。結(jié)果見圖3。可見，NaCl、蔗糖、葡萄糖溶液對(duì)桔皮色素的穩(wěn)定性無影響。

3 討論

從愛麗思蜜糖金桔加工廢棄物桔皮中提取天然色，工藝簡單，成本低廉，正交試驗(yàn)結(jié)果表明，以70％的乙醇為浸提劑，在50℃下浸提60min，效果較好。

表7 金屬離子對(duì)桔皮色素穩(wěn)定性的影響

圖3 部分食品添加劑對(duì)桔皮色素穩(wěn)定性的影響

提取的桔皮色素溶液在可見光區(qū)的最大吸收波長為450 nm，但在強(qiáng)堿性條件下吸收峰向長波方向移動(dòng)，吸收光譜發(fā)生改變。該色素在酸性條件下穩(wěn)定，在堿性條件下可生成查爾酮而使溶液顏色加深；熱穩(wěn)定性較好，光穩(wěn)定性差，耐還原性較好，耐氧化性較差；在研究的7種金屬離子中，F(xiàn)e3+及Cu2+對(duì)色素穩(wěn)定性有影響，其他金屬離子則無影響；部分食品添加劑對(duì)色素穩(wěn)定性無影響。

天然愛麗思蜜糖金桔皮色素具有一種使人愉快的香味，無毒，著色效果好，還具有保健作用，既可應(yīng)用于脂質(zhì)食品，也可應(yīng)用于食品飲料，發(fā)展前景廣闊，是值得開發(fā)和利用的天然色素資源。

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