湖南武陵山區野生陽荷紅色素的理化性質研究

秦玉芝 ，黃 瑋 ，李 堅 ，劉東波 ，，何長征 ，熊興耀 ，

（1.湖南農業大學園藝園林學院，湖南 長沙 410128；2.湖南農業大學東方科技學院，湖南 長沙 410128；3.湖南農業大學國家重點實驗室培育基地，湖南 長沙 410128）

陽荷（Zingiber striolatum Diels），俗稱野姜、猴姜、觀音花、蓮花姜等，屬野生姜科多年生草本植物，營養成份豐富（富含蛋白質、氨基酸、維生素、糖類、有機酸、礦質元素等），是菜用兼藥理保健功能為一體的純天然膳食纖維食品[1]。陽荷的食用器官（花苞）含有豐富的天然紅色素，作為食品添加劑開發前景非常大。試驗以湖南武陵山區野生陽荷為研究材料，研究了pH值、溫度、防腐劑、糖類、氧化還原劑與金屬離子對陽荷紅色素穩定性的影響，旨在為新型天然色素開發及武陵山區野生陽荷資源的綜合利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

湖南武陵山區野生陽荷。將采集到的陽荷花苞，洗凈，瀝干水分，烘干，粉碎，密封保存備用。

1.2 試劑

80%乙醇溶液、0.1mol/L HCl、0.1mol/LNaOH、葡萄糖、果糖、蔗糖、檸檬酸、淀粉、山梨酸鉀、苯甲酸鈉、氨基乙酸、濃鹽酸、NaAc·3H2O、6mol/LHAc、NH4Ac、NH4Cl、15 mol/L氨水、鄰苯二甲酸氫鉀、H2O2溶液、Vc（抗壞血酸）、Fe2（SO4）3、FeSO4·7H2O、KCl、Al2（SO4）3·18H2O、Na2SO4、CuSO4·5H2O、MgSO4·7H2O、Ca（NO3）2·4H2O、ZnSO4·7H2O，藥品均為國產分析純。

1.3 試驗方法

1.3.1 色素提取 參考朱玉昌等[2]的方法，以85%酸性乙醇溶液作為提取劑，料液比為1 g∶180mL，恒溫水浴鍋中50℃恒溫浸提90min，備用。

1.3.2 pH值對陽荷色素穩定性的影響 分別取5 mL 色素提取液，用 pH 值為 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 的緩沖液溶液定容至 50mL，以同 pH值的緩沖溶液作參比測定其A510。

1.3.3 防腐劑對陽荷色素穩定性的影響 取5 mL色素提取液，用不同濃度的防腐劑（檸檬酸，山梨酸鉀，苯甲酸鈉）溶液定容至50 mL，在室溫下分別靜置4 h，以同濃度對應的防腐劑溶液作參比測定其 A510。

1.3.4 糖類對陽荷色素穩定性的影響 取5mL提取液，用不同濃度的糖類（淀粉，蔗糖，果糖，葡萄糖）溶液定容至50 mL，在室溫下分別靜置4 h，以同濃度對應的糖類溶液作參比測定其A510。

1.3.5 陽荷色素的耐氧化耐還原性 取5mL色素提取液，用不同濃度的 H2O2（0、1%、2%、3%、4%、5%、6%）和 Vc溶液（0、0.1、0.2、0.3、0.4 g/100mL）分別定容至50mL，在室溫下分別靜置4 h，以同濃度對應的氧化還原劑溶液作參比測定其A510。

1.3.6 金屬離子對陽荷色素穩定性的影響 取5 mL色素提取液，用不同濃度的金屬離子（Fe3+、Fe2+、K+、Al3+、Na+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Zn2+） 溶液分別定容至50mL，分別靜置4 h，以同濃度對應的金屬離子溶液作參比測定其A510。

2 結果與分析

2.1 pH值對陽荷紅色素穩定性的影響

如圖1所示，在pH值在1～5的范圍內，陽荷紅色素在510 nm處的吸光度直線下降；之后，pH值由5增加到10的過程中，變幅較小。pH值超過10后吸光值繼續下降。隨著pH值的升高，色素顏色由深紅色，逐漸變淡，至pH值為7時，成為紫色，逐漸變黑，pH值13時為綠色。

圖1 pH值對陽荷紅色素穩定性的影響

2.2 防腐劑對陽荷紅色素穩定性的影響

0.4 g/100mL以內的山梨酸鉀、苯甲酸鈉對陽荷紅色素影響不大。添加檸檬酸對陽荷紅色素有一定增色效應（圖2）。

圖2 防腐劑對陽荷紅色素穩定性的影響

2.3 糖類對陽荷紅色素穩定性的影響

如圖3所示，0.4 g/100mL以內的淀粉、蔗糖與葡萄糖對陽荷紅色素的穩定性沒有影響。

圖3 糖類對陽荷紅色素穩定性的影響

2.4 陽荷紅色素的耐氧化耐還原性分析

如圖4所示，試驗條件下H2O2對陽荷紅色素影響不大。當添加的Vc濃度超過0.1 g/100mL時具有小幅增色效應（圖5）。

圖4 H2O2對陽荷紅色素穩定性的影響

2.5 金屬離子對陽荷紅色素穩定性的影響

如圖6所示，不同濃度處理下靜置4 h后，體系中添加0.06 g/100mL以內的金屬離子K+、Na+對陽荷紅色素沒有產生明顯影響。體系中的Al3+使陽荷紅色素A510值增大，并與添加濃度正相關。添加0.02 g/100mL 的 Fe3+、Fe2+、Ca2+、Cu2+和 0.04 g/100mL的Mg2+、Zn2+能使色素增色，但在此基礎上小幅提高濃度，不再繼續增色。

圖5 Vc對陽荷紅色素穩定性的影響

圖6 金屬離子對陽荷紅色素穩定性的影響

3 討論與結論

色素的呈色與其結構有著密切的關系，結構的形式與變化內在決定著物質的呈色與變色。當色素加入食品中，由于受到加工、酸、堿、鹽、光、熱、氧化等作用，使其結構發生變化，比如破壞原有共軛體系，改變共軛雙鍵的數目，形成或損失助色團等情況，就會導致物質吸收光的波長發生變化，如在可見區域移動呈現出顏色變化[3-7]。

試驗結果表明：（1）pH值對陽荷色素的理化性質影響較大，隨著體系pH值的增加，陽荷紅色素由深紅色逐漸變淡，pH值超過7后，變為紫色、黑色直至綠色。陽荷紅色素在酸性條件下較穩定。（2）糖類對陽荷色素穩定性基本沒有影響。防腐劑檸檬酸影響陽荷紅色素穩定性，其增色效應與濃度呈正相關，山梨酸鉀和苯甲酸鈉的影響較小。在試驗設定的H2O2濃度范圍內陽荷紅色素的穩定性較好，體系中添加Vc使陽荷色素增色，與添加濃度具有正相關性。（3）金屬離子 Fe3+、Fe2+、Ca2+、Al3+對陽荷紅色素影響較大，Mg2+、Al3+、Cu2+次之，對陽荷紅色素具有增色效應。K+、Na+的添加對陽荷紅色素沒有影響。

[1] 中國科學院云南植物研究所.云南植物志[M].昆明：科技出版社，1997.

[2] 朱玉昌，周大寨，彭 輝.陽荷紅色素的提取及穩定性研究[J].食品科學.2008，29（80）：293-297.

[3] 項 斌，高建榮.天然色素[M].化學工業出版社，2004.

[4] 陳仕學.梵凈山野生陽荷紅色素的提取及理化性質研究[J].山地農業生物學報，2010，29（5）：432-439.

[5] 張 琳，祖元剛，王春麗，等.食品添加劑對紅甜菜色素穩定性的食品添加劑對紅甜菜色素穩定性的影響[J].食品工業科技，2011，（7）：346-348.

[6] 周國海，于華忠，余志勇.朝天椒中辣椒紅色素穩定性的研究[J].食品科技，2007，32（2）：170-174.

[7] 趙慧芳，李維林，王小敏，等.食品添加劑和金屬離子對黑莓色素穩定性的影響[J].食品研究與開發，2009，（11）：13-18.