構(gòu)樹果紅色素的理化性質(zhì)研究

馮 昕 劉蘇萌 杜聰聰 劉丹丹 何培新

（鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450002）

構(gòu)樹果紅色素的理化性質(zhì)研究

馮 昕 劉蘇萌 杜聰聰 劉丹丹 何培新

（鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450002）

以新鮮構(gòu)樹果實為原料，采用乙醇浸提法提取紅色素，并研究該紅色素的理化性質(zhì)。結(jié)果表明，構(gòu)樹果紅色素在435 nm處有最大吸收峰，水溶性極好，具有良好的熱穩(wěn)定性，色素在中性及酸性環(huán)境中比較穩(wěn)定，自然散射光條件下穩(wěn)定性良好，除 Fe2＋、Fe3＋、Sn2＋外，對大多數(shù)金屬離子穩(wěn)定，對常用的食品添加劑如葡萄糖和檸檬酸相對穩(wěn)定，山梨酸對色素有護色作用，抗壞血酸對色素具有減色作用。

構(gòu)樹果；色素；性質(zhì)

構(gòu)樹（broussonetia papyrifera）屬桑科桑亞科構(gòu)樹屬，本屬全世界共有5種，分布于亞洲東部及太平洋島嶼；中國有3種：構(gòu)樹、小構(gòu)樹、藤構(gòu)（構(gòu)樹組）［1］，主要分布于黃河流域以南地區(qū)。構(gòu)樹屬各種植物具有廣泛的經(jīng)濟及藥用用途。其中構(gòu)樹的成熟果實為常見的傳統(tǒng)中藥，中醫(yī)認為構(gòu)樹果有補腎、清肝明目、利尿等功效［2］，歷版中國藥典均有收載［3］。

構(gòu)樹聚花果及果實原汁含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如氨基酸、糖類、礦物元素以及其他有利于人體健康的生物活性物質(zhì)［4］，具有抗氧化、美容、健身、緩解疲勞、提高人體免疫力等功能，是開發(fā)保健食品的好原料［5－6］。近年來，國內(nèi)外對天然色素的植物資源進行過較為廣泛的研究，但鮮見有關(guān)構(gòu)樹果紅色素的報道。構(gòu)樹果實色澤鮮紅，也是天然色素的良好來源，是開發(fā)保健食品和提取植物色素的良好原料。本試驗采用構(gòu)樹果提取紅色素，研究該色素的理化性質(zhì)，為開發(fā)利用這一天然色素提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

新鮮構(gòu)樹果實：采自鄭州市金水區(qū)文雅新世界小區(qū)公園；

乙醇、甲醇、乙酸、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、葡萄糖、檸檬酸、山梨酸和抗壞血酸等：均為分析純試劑；

電子天平：FA2004型，上海恒平科學(xué)儀器有限公司；

電熱恒溫水浴鍋：HH－S28S型，金壇市大地自動化儀器廠；

紫外可見分光光度計：721型，上海棱光技術(shù)有眼公司；

酸度計：PHS－3C型，金壇市精達儀器制造廠；

電熱鼓風(fēng)干燥箱：101C－3型，上海實驗儀器有限公司；

離心機：KDC－1044，利大創(chuàng)新股份有限公司中佳分公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 色素的制備 取洗凈的鮮果100 g，瀝干水，放入容器中，稍加攪拌，加入75%乙醇200 m L 60℃水浴加熱浸取45 min，得到桔紅色溶液，過濾，濾液進行減壓蒸餾，回收乙醇，待要干時，取出，放入60℃烘箱中烘干，得到紅色粉狀固體備用［7］。

1.2.2 理化性質(zhì)的考察

（1）吸收光譜的測定：取一定量的色素，用去離子水溶解，配成0.01%濃度的水溶液。色素液用可見分光光度計在400～560 nm波長范圍測其吸光度，確定其最大吸收波長。

（2）溶解性：用水及常用有機溶劑溶解色素，觀察其溶解性。

（3）p H值對色素的影響：取適量色素的水溶液，室溫下用稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)酸堿度并用蒸餾水定容，用數(shù)字酸度計測定其p H，放置1 h后，觀察并記錄溶液顏色變化情況。

（4）熱穩(wěn)定性：取一定量0.01%的色素液，分別在20，40，60，80，100℃條件下水浴熱解60 min，測定其吸光度并觀察顏色變化情況。

（5）色素的耐光性：將一定量0.01%的色素液分別在陽光照射、室溫自然光、室溫暗藏條件下放置0，5，10，20，30 d，以4℃冰箱避光存放的色素水溶液作對照，分別測定其吸光度并觀察其顏色變化。按式（1）計算色素保留率R，比較色素液在陽光照射、室溫散光、室溫暗藏下色素保存情況。

（6）金屬離子對色素的影響：往0.01%色素液中分別加入500 mg／L的 Na＋、K＋、Mg2＋、Zn2＋、Mn2＋、Al3＋、Ca2＋、Fe2＋和Fe3＋，以不加金屬離子的色素液作為對照，觀察溶液顏色的變化情況。

（7）常用食品添加劑對色素穩(wěn)定性的影響：分別配制含有不同濃度葡萄糖、檸檬酸、山梨酸和抗壞血酸的色素提取液，常溫下避光靜置1 h，測定最大吸收波長下的吸光度［8］。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收光譜的測定

構(gòu)樹果紅色素的吸收光譜見圖1。

圖1 構(gòu)樹果紅色素的吸收光譜Figure 1 Absorption spectra of the broussonetia papyrifera fruit pigment

由圖1可知，此色素在波長435 nm處有最大吸收峰。

2.2 溶解性

取一定量的色素，分別加入水、甲醇、乙醇、乙酸、丙酮、乙酸乙酯、乙醚進行溶解性試驗。結(jié)果表明，此色素極易溶于水和稀乙醇，都得到桔紅色的溶液，說明色素為水和醇溶性色素。能溶于乙酸、甲醇，在乙酸乙酯、丙酮、乙醚等弱極性溶劑中幾乎不溶。從溶解性方面看，構(gòu)樹果色素符合花色苷類色素特性。

2.3 p H對色素的影響

不同p H條件下溶液顏色變化情況結(jié)果見表1。

表1 p H對色素的影響Table 1 The colore of the broussonetia papyrifera fruit pigment under different p H

由表1可知，構(gòu)樹果色素在p H＜5時為色澤明亮的桔紅色，p H 6～8時變淺，p H＞8時，顏色變?yōu)辄S色，并逐漸加深，到p H 12顏色呈棕褐色。說明該色素在酸性環(huán)境中較為穩(wěn)定。

2.4 熱穩(wěn)定性

分別在不同溫度下水浴熱解60 min，測定其吸光度并觀察顏色變化情況，結(jié)果見圖2。

圖2 構(gòu)樹果色素的熱穩(wěn)定性Figure 2 Effect of temperatureon stability of the broussonetia papyrifera fruit pigment

由圖2可知，該色素水溶液對溫度非常穩(wěn)定，在100℃恒溫處理60 min的情況下吸光度變化很小，色素溶液顏色基本保持不變。

2.5 色素的耐光性

光照條件對色素保留率的影響見圖3。

圖3 不同條件下色素的耐光性Figure 3 Effect of light on stability of the pigment

由圖3可知，陽光照射組色素含量下降最快，放置30 d，色素液由桔紅色變?yōu)榈S色。室溫自然光和室溫暗藏組色素保存曲線幾乎相同，放置30 d后，顏色仍為桔紅色，說明自然散射光條件下色素穩(wěn)定性較好。同時放于4℃冰箱的色素液30 d后，顏色仍為桔紅色。因此，構(gòu)樹果色素在保存過程中應(yīng)避免強光照射或光線直射，最好低溫避光保存。

2.6 金屬離子對色素的影響

金屬離子對色素的影響見表2。

表2 金屬離子對色素的影響Table 2 Effect of metalion on stability of the pigment

由表2可知，含F(xiàn)e2＋和Fe3＋色素溶液顏色加深并褐化，加入Sn2＋的溶液則由桔紅色轉(zhuǎn)為深紅色，其它金屬離子的加入溶液顏色未出現(xiàn)明顯變化，說明色素對這些離子是很穩(wěn)定的。由于Fe2＋、Fe3＋對色素的色澤影響比較大，故制備色素過程中不宜用鐵設(shè)備。

2.7 常用食品添加劑對色素穩(wěn)定性的影響

常用食品添加劑對色素穩(wěn)定性的影響見表3和表4。由表3可知，隨著葡萄糖濃度增加，吸光度值有所增加，顏色無明顯變化，而隨著檸檬酸濃度的增加色素溶液吸光度值有所減小，但減小幅度不大。說明色素對葡萄糖和檸檬酸相對穩(wěn)定。

表3 葡萄糖、檸檬酸對色素穩(wěn)定性的影響Table 3 Effect of glucose and citric acid on stability of the pigment

由表4可知，隨著山梨酸濃度增加，吸光度值有所增加，顏色無明顯變化，說明山梨酸對色素有保護作用，隨濃度的增加護色作用更加明顯。抗壞血酸對色素具有明顯減色作用，這主要是由于抗壞血酸可以和O2協(xié)同作用促進花色苷降解，且隨濃度的增加減色作用更加明顯。

表4 山梨酸、抗壞血酸對色素穩(wěn)定性的影響Table 4 Effect of sorbicacid and vc on stability of the pigment

3 結(jié)論

構(gòu)樹果紅色素在波長435 nm處有最大吸收峰，水溶性極好，具有良好的熱穩(wěn)定性；色素在中性及酸性環(huán)境中較為穩(wěn)定，并呈現(xiàn)悅目的桔紅色；自然散射光條件下色素穩(wěn)定性較好，構(gòu)樹果色素在保存過程中應(yīng)避免強光照射或光線直射，最好低溫避光保存。構(gòu)樹果色素對絕大多數(shù)金屬離子都是穩(wěn)定的；對常用的食品添加劑如葡萄糖和檸檬酸相對穩(wěn)定，山梨酸有護色作用，抗壞血酸對色素具有減色作用。結(jié)果表明構(gòu)樹果紅色素穩(wěn)定性良好，是優(yōu)良的天然色素資源，在食品工業(yè)中具有較好的應(yīng)用前景，值得進一步研究和開發(fā)。

1 張秀實，吳征鎰，曹子余.中國植物志［M］.北京：科學(xué)出版社，1998：23.

2 張秋玉，李遠發(fā)，梁芳.構(gòu)樹資源研究利用現(xiàn)狀及其展望［J］.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，40（2）：217～218.

3 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典［M］.2000版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：275.

4 林文群，陳忠，李萍.構(gòu)樹聚花果及其果實原汁營養(yǎng)成分的研究［J］.天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，2001，18（3）：45～47.

5 胡俊達.構(gòu)樹的開發(fā)利用價值及河北省的發(fā)展前景［J］.河北林業(yè)科技，2008，10（5）：100～101.

6 李黨法.構(gòu)樹的培育與開發(fā)利用［J］.中國林副特產(chǎn)，2007（1）：49～50.

7 羅中杰.構(gòu)樹果紅色素的提取及其理化性質(zhì)的研究［J］.應(yīng)用化工，2005，34（2）：131～132.

8 肖仔君，鐘瑞敏，許曉春.三華李果渣食用色素提取及其穩(wěn)定性研究［J］.食品與機械，2010，26（2）：27～32.

Studies on the physical and chemical properties ofbroussonetia papyriferafruit pigment

FENG Xin LIU Su－men DU Cong－cong LIU Dan－danHE Pei－xin

（College of Food and Biology Engineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou，Henan450002，China）

With freshbroussonetia papyriferafruit as raw materials，through ethanol extract red pigment，and to study physical and chemical properties of the red pigment.The results showed that the red pigment ofbroussonetia papyriferamaximum absorption at 435 nm peak，excellent water－soluble，has good thermal stability of the pigment in the neutral and acidic environment of relatively stable，the stability of the natural scattering of light conditions well，in addition to Fe2＋，F(xiàn)e3＋，Sn2＋，the majority of metal ions on the stability of the commonly used food additives such as glucose and citric acid is relatively stable，sorbic acid protect the color of the pigment，the pigment has a subtractive effect of ascorbic acid.

broussonetia papyriferafruit；pigment；properties

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.03.010

中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程重要方向項目（編號：KSCXZYW－N－46－02－04）；河 南 省 教 育 廳 科 技 攻 關(guān) 項 目 （編 號：2011B550012）

馮昕（1977－），女，鄭州輕工業(yè)學(xué)院講師，碩士。E－mail：fengxin66＠126.com

何培新

2011－03－10