當歸藤紅色素穩(wěn)定性研究

管海波，黃忠京，銀小玲，覃江克，梁敏，羅艷，楊瑞云，*

（1.藥用資源化學與藥物分子工程教育部重點實驗室，廣西師范大學化學化工學院，廣西 桂林 541004；2.廣西民族大學化學與生態(tài)工程學院，廣西 南寧 530006；3.廣西醫(yī)科大學藥學院，廣西 南寧 530021）

食用色素作為目前食品添加劑的一個重要組成部分，通常分為合成色素和天然色素兩大類。現代醫(yī)學試驗證明，長期和過量使用合成色素對人體健康有一定的危害，部分合成色素還具有致癌、致毒、致畸、致瀉等作用[1-2]。而天然色素以其色香誘人、無毒無害、色調自然、口感甘純，同時具有生理保健等優(yōu)點，日益受到人們的青睞[3]。因此，尋找和開發(fā)更多的天然色素資源已成為食品工業(yè)的發(fā)展趨勢。

當歸藤（Embelia parviflora Wall.）系紫金牛科酸藤子屬植物，主要分布在廣西、廣東、云南等地[4]。當歸藤的根與藤供藥用，用于治療月經不調、閉經、白帶、萎黃病、不孕癥等婦科疾病，有當歸的作用，因此得名。此外亦用于貧血、跌打損傷、骨折等癥狀[5-6]。廣西民間流傳有“誰人懂得篩其蔃，不愁不生養(yǎng)”之說。當歸藤提取物呈鮮紅色，是一種較為理想的天然紅色素來源。本文以廣西產當歸藤為主要原料，對該色素的穩(wěn)定性進行研究，為食品工業(yè)開發(fā)和利用當歸藤紅色素資源提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

當歸藤2009年7月購于桂林藥材市場，晾干，粉碎。

無水乙醇、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、苯甲酸鈉、Na2SO3等均為市售分析純。

1.2 儀器與設備

CARY-100紫外可見分光光度計：美國Varian公司；R-1001型旋轉蒸發(fā)儀：鄭州長城科工貿有限公司；BS/BT124S型電子天平：北京賽多利斯天平有限公司；HH-S型恒溫水浴鍋：鞏義市予華儀器有限責任公司；PHS-3C酸度計：上海雷磁儀器廠；醫(yī)用紫外燈：長沙燈具廠。

1.3 方法

1.3.1 當歸藤紅色素的提取

稱取一定量的當歸藤，自然風干，粉碎后用70%乙醇按料液比 1∶25（g/mL）在 70 ℃下浸提 140 min，減壓濃縮，即得到當歸藤紅色素粗品。

1.3.2 當歸藤紅色素的光譜特性

取一定量的色素粗品用70%乙醇稀釋一定倍數，室溫下用紫外可見分光光度計在波長200 nm～600 nm范圍內進行光譜掃描，最大吸收峰為440 nm，從而確定440 nm波長為測試波長。

1.3.3 pH對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

用70%乙醇配制一定體積的色素溶液，以5 mol/L HCl和2mol/L NaOH溶液調節(jié)色素溶液的pH分別為1、3、5、7、9、11。3 h 后在波長 440 nm 處測定其吸光度。

1.3.4 糖對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

用 50%乙醇配制成質量濃度分別為 2、4、6、8、10 mg/mL的葡萄糖、蔗糖、麥芽糖溶液。取2 mL色素液于10 mL具塞比色管中，用不同濃度的葡萄糖、蔗糖、麥芽糖溶液定容至刻度，搖勻，室溫下放置5 h，以不加甜味劑的色素溶液作對照，測定色素溶液在440 nm處的吸光值，并目測其顏色變化情況。

1.3.5 光照對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

取一定體積的色素溶液，分別置于室內暗處、室內自然光下、40 W的紫外燈和室外太陽光下，每隔一段時間（0、2、4、6、8 h）后取樣，測其在 440 nm 波長下的吸光度變化。

1.3.6 金屬離子對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

取8 mL色素溶液9份，分別加入2 mL濃度為1 mg/mL 的 Mg2+、K+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Cu2+、Zn2+、Na+、Pb2+溶液，對照組加入2 mL蒸餾水，混合均勻，靜置2 h后，測定在440 nm波長下的吸光度。并觀察顏色變化情況。

1.3.7 氧化劑對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

以H2O2作為氧化劑，配制成濃度分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%的H2O2溶液。取當歸藤色素提取液各5 mL，分別加入不同濃度的H2O2溶液1 mL，對照組中加入1 mL蒸餾水，再用70%乙醇稀釋至10mL，室溫下放置3h后，于440nm下測其吸光度，并目測其顏色變化情況。

1.3.8 還原劑對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

以Na2SO3作為還原劑，配制成濃度分別為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL 的 Na2SO3溶液。取當歸藤色素提取液各5 mL，分別加入不同濃度的Na2SO3溶液1 mL，對照組中加入1 mL蒸餾水，再用70%乙醇稀釋至10 mL，室溫下放置3 h后，于440 nm下測其吸光度，并目測其顏色變化情況。

1.3.9 溫度對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

取等量色素溶液8份，分別置于30（室溫）、40、50、60、70、80、90、100 ℃的恒溫水浴中。1.5 h 后，在440 nm波長下分別測定吸光值，并目測其顏色變化情況。

1.3.10 防腐劑對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

以苯甲酸鈉作為防腐劑，分別配制濃度為0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%的苯甲酸鈉色素溶液，室溫下放置2 h、4 h后，在440 nm波長下分別測定其吸光度，并目測其顏色變化情況。

2 結果與分析

2.1 pH對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

不同pH對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見表1。

表1 pH對紅色素穩(wěn)定性的影響Table 1 Effects of pH values on the stability of red pigment

由表1可知，隨著pH的增加，當歸藤色素的紅色逐漸加深。在酸性條件下較穩(wěn)定，且色澤明亮，而在堿性條件下不穩(wěn)定，其原因可能是堿性條件改變了色素中發(fā)色基團的結構。因此當歸藤紅色素的開發(fā)利用過程中，必須注意pH值的影響。

2.2 糖對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

糖對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見表2。

表2 糖對紅色素穩(wěn)定性的影響Table 2 Effects of sugar on the stability of red pigment

由表2可知，隨著葡萄糖濃度的增加，吸光度值有所下降，但變化幅度很小，并且目測色素溶液顏色也基本保持不變，說明在此濃度范圍內，葡萄糖對當歸藤色素的穩(wěn)定性影響不大；蔗糖濃度在2 mg/mL～8 mg/mL，當歸藤色素溶液的吸光值隨著蔗糖濃度的增加而緩慢增大，當蔗糖濃度達到10 mg/mL時當歸藤色素溶液的吸光度值變化較大，可能是高濃度的蔗糖使色素溶液體系發(fā)生了改變，因此在低濃度范圍內蔗糖對當歸藤色素具有一定的護色作用；隨著麥芽糖濃度的增加當歸藤色素溶液的吸光值變化不明顯，顏色也基本無變化，說明在一定濃度范圍內麥芽糖對當歸藤色素無不良影響。

2.3 光對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

不同光照條件對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見圖1。

圖1 光對紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.1 Effects of different time of light on the stability of red pigment

由圖1可知，在室內黑暗處和室內自然光下，色素色調及吸光度幾乎沒有變化，表明室內暗處和室內自然光對該色素的色澤和穩(wěn)定性均無明顯影響；紫外光照射下，吸光度隨著時間延長先增大后減小，但總體變化幅度不大，因此，在該色素的制備過程中，可以用紫外光短時間內進行殺菌；室外太陽光下，色調及吸光度變化較顯著，隨著太陽光照射時間的延長，色素溶液吸光度值顯著增大，色素溶液顏色由紅色變?yōu)槌壬⑶页霈F渾濁現象，表明太陽光對色素穩(wěn)定性有顯著影響，所以在使用和儲備該色素時，應盡量避免強光照射。

2.4 金屬離子對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

金屬離子對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見表3。

表3 金屬離子對紅色素穩(wěn)定性的影響Table 3 Effects of metallic ions on the stability of red pigment

從表3可知，金屬離子對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響不盡相同。K+、Ca2+、Na+、從吸光度值和顏色上看差異均不明顯，說明這3種金屬離子對當歸藤紅色素穩(wěn)定性無不良影響。Zn2+使色素變成淡黃色，且吸光值顯著降低，說明Zn2+對當歸藤紅色素具有降解作用。Mg2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響較大：Mg2+使色素變成淡黃色，并伴有淡黃色懸浮物；Fe3+使色素變成棕褐色，同時吸光值急劇升高；Al3+使色素變成淡黃色，且生成白色絮狀懸浮物；Cu2+使色素變成黃褐色，生成黃褐色絮狀懸浮物的同時，吸光值也急劇升高；Pb2+使色素變成淺褐色，并產生淺褐色絮狀懸浮物；其原因是由于這些金屬離子與色素發(fā)生了反應，生成不溶性的鹽，因此該色素在生產和應用中，應盡量避免與這些金屬容器相接觸。

2.5 氧化劑對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

H2O2對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見表4。

由表4可知，H2O2濃度在0.1%～0.5%時當歸藤色素溶液的吸光度逐漸增大，當H2O2濃度超過0.6%時當歸藤色素溶液吸光度逐漸降低，但總體上看吸光度變化幅度不大，并且目測色素溶液顏色也基本保持不變，維持在一個較穩(wěn)定的水平上。因此當歸藤紅色素在低濃度的氧化劑中穩(wěn)定性較好，具有一定的抗氧化性。

表4 H2O2對紅色素穩(wěn)定性的影響Table 4 Effects of hydrogen peroxide on the stability of red pigment

2.6 還原劑對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

Na2SO3對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見表5。

表5 Na2SO3對紅色素穩(wěn)定性的影響Table 5 Effects of sodium sulfite on the stability of red pigment

由表5可知，隨著Na2SO3溶液濃度的增大，色素溶液的吸光度增大，在0.2 mg/mL～1.0 mg/mL濃度范圍內吸光度變化幅度不顯著，顏色由暗紅色變?yōu)榧t色，說明Na2SO3溶液對當歸藤色素穩(wěn)定性影響不大，同時也說明此色素具有一定的抗還原性，并且在一定程度上Na2SO3溶液對色素有增色作用。

2.7 溫度對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

溫度對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見圖2。

圖2 溫度對紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.2 Effects of temperature on the stability of red pigment

由圖2可知，隨著溫度的升高，當歸藤紅色素溶液的吸光度增大。當溫度在70℃以下，溶液的顏色和吸光度變化不大，說明當歸藤紅色素在低溫下較為穩(wěn)定；當溫度超過80℃時，色素溶液的吸光度變化幅度較大，并且伴有混濁現象產生，這說明高溫對當歸藤紅色素穩(wěn)定性有一定的影響，因此在生產和應用中應避免高溫處理。

2.8 防腐劑對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響

苯甲酸鈉對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響見圖3。

圖3 苯甲酸鈉對紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.3 Effects of sodium benzoate on the stability of red pigment

由圖3可以看出，2 h和4 h后的吸光度值變化均不顯著，色素色調也無明顯變化，說明防腐劑對當歸藤紅色素穩(wěn)定性基本沒有影響，可以添加作為色素防腐使用。

3 結論

通過以上研究表明，當歸藤紅色素在酸性條件下較穩(wěn)定，具有一定的抗氧化、抗還原性及耐熱性。食品工業(yè)中常用的4種食品添加劑，葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、苯甲酸鈉對該色素無明顯影響。而太陽光對色素穩(wěn)定性有顯著影響，應盡量避免強光照射。金屬離子K+、Ca2+、Na+對當歸藤紅色素穩(wěn)定性無不良影響，但Mg2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+對當歸藤紅色素穩(wěn)定性的影響較大。因此，在當歸藤紅色素的開發(fā)利用過程中應盡量避免這些因素的干擾。

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