野菊花類胡蘿卜素類色素的穩定性研究

申海進，郭巧生，房海靈，李育川

（1.南京農業大學中藥材研究所，江蘇南京210095；2.常州衛生高等職業技術學校藥學組，江蘇常州213000；3.江西省林業科學院，江西南昌330032；4.昆明學院，云南昆明650214）

色澤是食品的一個重要的感官指標[1]，其優劣對食品的可售性和消費者的接受性都會有較大的影響[2]，所以人們常把著色劑添加到食品中以獲得需要的表觀顏色[3]。

王哲(1992-)，男，碩士研究生，主要研究方向為表面增強拉曼散射及其應用. Email:zhewangscience@163.com

類胡蘿卜素就是一種常用色素，屬萜類化合物。植化分析顯示中藥材野菊花Flos Chrysanthemi Indici中存在萜類化合物[4]，且證實是類胡蘿卜素類物質[5-6]。經驗表明色素經從生體中提取出來后，由于脫離了原有的生理環境，可能會發生褪色、褐變、沉淀、降解等變化。本文考察光照強度、溫度、pH、金屬離子、糖、酸及食品添加劑等食品加工過程中常見的影響因素對野菊花中類胡蘿卜素類色素穩定性的影響，以期為其作為色素利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

野菊花（FCI）于2007年10-11月采集于安徽省金寨縣，經南京農業大學郭巧生教授鑒定為菊科（Compositae）植物野菊的頭狀花序，采后的30 min內，105℃殺青3 min，并40℃通風干燥，-20℃密封儲藏備用，臨用前粉碎過100目篩。

1.2 方法

1.2.1 色素的制備

料液比按1/50（g/L），選擇不同溶劑進行野菊花的浸泡提取，室溫12 h后過濾，以相應提取溶劑為空白，續濾液用美國PerkinElmer公司Lambda25紫外-可見分光光度計進行比色，掃描范圍800 nm～200 nm，步長2 nm，并指認選中溶劑的藥材提取液的最大吸收峰為檢測波長。

野菊花樣品以選中溶劑進行提取，提取液合并過濾，40℃旋轉蒸發后再冷凍濃縮即得色素提取物，同時用各種不同溶劑測試提取物的溶解性。

由圖1可知，加入添加劑對初始熔化溫度有明顯降低效果，添加量在2%時，氧化硼和碳酸鈉將初始熔化溫度由1 050 ℃降至700 ℃左右。添加10%氧化硼則降至400 ℃；硼砂對初始熔化溫度降低的影響呈現緩慢降低的趨勢，在添加8%時達到最低溫度590 ℃。碳酸鈉則在10%時達到最低溫度691 ℃。

1.2.2 色素穩定性研究

參照張弘等[7]的方法，色素穩定性以保存率計，以不含色素的溶液為空白，分別測得處理前色素溶液吸光值A0和處理后吸光值A，按下式計算保存率：

村里老人吃飯時會端著飯碗坐在巷子里。曬太陽、乘涼，也是靠著墻根坐在巷子里。從巷子另一頭過來一個人，會站著聊兩句話，如沒急事，就在一邊的木凳上坐下來，慢慢聊。

pH對色素保存率的影響，見圖3。在pH4.0～pH8.0時，溶液有絮狀物形成，對此溶液中加入適量KOH或NaOH后，懸浮物可重新溶解，且隨堿量增加，溶液的越發透明亮黃；在pH8.5～pH10.0時，溶液黃色較對照深。從圖3中可以看出，在pH4.0～pH7.0內，色素保存率變化不大，且集中在較低的層級，說明低pH對色素有減色作用；當pH升到9.0以后保存率大于100.00%，提示高pH有增色作用；說明色素適宜在堿性條件下儲存。

1.2.2.1 光照強度對色素保存率的影響

在自制暗盒內（40 cm×40 cm×40 cm）懸掛功率為9 W的藍色電子節能燈（新世紀牌，雙U型，廣東江門天普照明電器廠），通過黑紙遮擋使燈源功率分別為 4.5、9、13.5、18和 27 W，用德國 Testo公司 545照度計測得光照強度依次為（62±28）、（141±21）、（203±44）、（258±28）、（403±26）lx（所有處理各測暗盒內 5 點，試驗期內連續測定5次，數據為測定結果的平均值）。取濃度為0.05%的色素溶液（60%乙醇配制）密封于玻璃瓶內，置燈下接受照射處理，每隔4 h搖勻樣品溶液并變換接受處理位置，24 h后測定。

利用內部開發的機器學習算法，研究小組將突觸分為37個亞型。值得注意的是，大腦中與高級推理和思維能力相關的區域同樣也包含有最為多樣化的突觸群體，而像腦干這樣的“爬行腦區域”，其突觸亞型則更為整齊劃一。

1.2.2.2 溫度對色素保存率的影響

圖1顯示，在相同處理時間內，色素溶液的保存率與光照度間呈明顯的線性關系（Y=-0.072 8X+94.211，R2=0.883 1），試驗結果表明光照度越大色素光化分解越激烈。

1.2.2.3 pH對色素保存率的影響

用60%乙醇配制0.05 mol/L的檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液（pH 4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5 和 7.0）和 Tris-HCl緩沖液（pH 7.5、8.0、8.5、9.0、9.5 和 10.0），緩沖液pH用瑞士Mettler Toledo公司Delta 320 pH計驗證，使各緩沖液中色素濃度為0.05%，室溫放置24 h后測定。

1.2.2.4 金屬離子對色素保存率的影響

不同的應用場景其復雜程度以及碰撞模擬量均是不同的，針對本文的研究對象，如若用一般的包圍盒，其精確度不符合要求，不能準確地描述對象，基于這點，考慮針對混合層次包圍盒[6]的改進。

以60%乙醇配制不同濃度的離子溶液，使各溶液中色素濃度為0.1%，4℃冰箱放置24 h后測定。

1.2.2.5 糖和酸對色素保存率的影響

Nonier M.F.等[10]指出類胡蘿卜素的色澤取決于存在于分子結構中的共軛雙鍵系統。光對類胡蘿卜素有兩種作用效應，一是形成順反雙鍵，使電磁波譜藍移2 nm～10 nm；二是加速類胡蘿卜素鏈的氧化，載色體降解斷裂，光譜向紫外區漂移，并且失去顏色。本試驗中色素溶液中的主要呈色物質為類胡蘿卜素[5-6]，試驗現象表現為褪色，符合第二種效應。光強對色素保存率的影響，見圖1。

2.2.4 金屬離子對色素保存率的影響

用60%乙醇配制不同濃度的防腐劑（山梨酸鉀）、氧化劑（H2O2）、還原劑（亞硫酸鈉）、抗氧化劑（VC）等的溶液，使各溶液中色素濃度為0.05%，4℃冰箱放置24 h后測定。

2 結果與分析

2.1 色素的提取與制備

不同溶劑的野菊花提取液在480 nm～400 nm內均有3個峰，從表1中各溶劑下提取液的吸光值可知，丙酮/石油醚=1/1、甲醇/二氯甲烷=1/1、甲醇/乙酸乙酯/石油醚=1/1/1、甲醇/丙酮=1/1、三氯甲烷、二氯甲烷、正己烷/丙酮/乙醇=2/1/1、乙醚等溶劑的提取效果較好。過往研究中乙醚也是從植物組織中提取類胡蘿卜素的慣用溶劑[8-9]，綜合考慮溶劑的安全性及脫溶的方便性等因素，本試驗選乙醚為提取溶劑，據掃描結果可知乙醚提取液的3個特征峰值波長為412、436和468 nm。

表1 不同溶劑野菊花提取液在特征波長處的吸光值Table 1 Absorbance of FCI extracts using different solvents at characteristic bands

乙醚提取物（即類胡蘿卜素類色素）為深黃色膏狀油樹脂，在石油醚和正己烷中，部分溶解并有絮狀沉淀，溶液呈晶瑩的黃色；在三氯甲烷和二氯甲烷中完全溶解呈黃紅色；溶于乙醚，稀溶液為亮黃色，濃溶液呈深黃色；溶于丙酮呈不透明的黃色；在乙酸乙酯中，稀溶液呈黃色，濃度加大后逐漸轉為不透明的黃色，同時產生懸浮物。

腦動靜脈畸形多見于皮質和白質交界處，呈錐形，基底部面向腦皮質，尖端指向白質深部或直達側腦室壁；有1支或多支增粗的供血動脈，引流靜脈多擴張、扭曲、含鮮紅的動脈血；畸形血管團之間雜有變性的腦組織，鄰近腦實質常有腦萎縮，甚至缺血性壞死[10-12]。既往研究報道，在腦動靜脈畸形的治療中，可用可脫性球囊或α-氰基丙烯酸異丁醋栓塞血管，但存在操作難度大、不利于控制出血、對人體有一定的毒性等缺點[13-15]。

2.2 色素保存率研究

2.2.1 光強對色素保存率的影響

用60%乙醇配制不同濃度糖和酸溶液，使各溶液中色素濃度為0.05%，4℃冰箱放置24 h后測定。

圖1 光強對色素保存率的影響Fig.1 Effect of light quantity on preservation rate of pigment

用60%乙醇配制濃度為0.05%的色素溶液，置0、20、40、60、80、100 ℃水浴進行避光熱處理，考慮實際食品加工中熱處理操作一般不超過1 h，本試驗確定處理時間為1 h。處理結束后立即置4℃冰箱降溫20 min，定容后測定。

2.2.2 溫度對色素保存率的影響

溫度對色素保存率的影響，見圖2。

圖2 溫度對色素保存率的影響Fig.2 Effect of temperature on preservation rate of pigment

從圖2可知隨著溫度的升高色素保存率呈現出明顯的上升趨勢，處理溫度從0℃升至100℃時，色素的保存率從99.50%增加至113.91%，80℃以后變化逐漸趨緩。溫度試驗的結果表明，色素的耐熱性較強。

應急應對方面，就云南省最近一次破壞性地震——2014年 “8.03”魯甸MS6.5級地震情況來看，云南發生破壞性地震災害時，存在的問題主要有以下這些。

2.2.3 pH對色素保存率的影響

圖3 pH對色素保存率的影響Fig.3 Effect of pH value on preservation rate of pigment

式中吸光值為3個特征波長下吸光值的平均值，3重復。

1.2.2.6 食品添加劑對色素保存率的影響

金屬離子對色素保存率的影響見表2。

表2 金屬離子對色素保存率的影響Table 2 Effect of metal ions on preservation rate of pigment

除Fe3+外的其它各離子的色素溶液中都有絮狀物形成，形成速度為 Ca2+＞Zn2+＞K+＞Na+＞Mn2+＞Fe2+＞Cu2+＞Al3+，且隨離子濃度的加大沉淀形成速度和形成量也提高，分析可能是色素與金屬離子形成了螯合物。Fe2+、Fe3+和Cu2+加入后色素溶液的顏色立即發生了變化，說明對這幾種離子對色素不穩定。Ca2+有減色作用，但隨濃度升高減色效果變小。其余離子有增色作用，Na+和Zn2+增色效果隨離子濃度升高而加強，但K+、Mn2+和Al3+隨濃度加大增色效果反而下降。

2.2.5 糖和酸對色素保存率的影響

為了進一步做好巡測部署工作，確保測驗精度，我們對該站非汛期徑流特性進行了分析計算，旨在分析該站在非汛期精簡測次的情況下，對比其徑流量的誤差情況。我們選取豐、平、枯水年三個年份，分別為2008、2006、2002 年，時間段為非汛期 1—5、10—12月，采用原年份實測流量，分別選取每月一次、兩次、三次實測流量，采用連實測流量法算出相應的非汛期徑流量，同年鑒的徑流量相比較，對比結果詳見表6。

那天我也飛了一把，帥氣的男教練帶著我在天上兜了差不多二十分鐘的風，然后輪到遲羽陪著“功夫熊貓”飛。他們倆剛飛起來我就領悟了“只有熊貓”的精髓。胖子快要嚇成一個精神病，自始至終氣運丹田地“啊啊啊啊”尖叫，我們只看到空中一坨巨大的肉在不停地瘋狂抖動，尖叫了五分鐘就迅速落地了——確切地說是墜地。

糖對色素保存率的影響，見表3。從表3糖對色素保存率的影響可知，除麥芽糖處理的色素溶液的保存率隨糖濃度的升高而持續升高外，其余三糖處理的色素保存率均呈先上升后下降的趨勢，且都在糖濃度為0.15%時有最大值，說明生產中保持適當的糖濃度是有利于色素保持的。

Mini-CEX考核框架模式充分發揮了護生的主體作用，護生必須主動查閱相關資料，設計評估方法及患者可能出現的癥狀和體征，以此激發護生積極思考、主動探索的興趣，充分調動其學習積極性和主動性。有92%的護生認為該模式提高了溝通與交流能力，83%的護生認為促進了師生間的溝通和交流。因此，Mini-CEX考核框架模式能夠指導護生學會學習、學會與人交流和相處，更為日后進入臨床與患者溝通打下了基礎。

“小王啊，這次我也是下了血本，要是這次翻不了身，我就要提前去見無量天尊了，”老道用沉重的聲音說道。“這次的行動全權由我負責，你可別多話啊。”

表3 糖對色素保存率的影響Table 3 Effect of sugar on preservation rate of pigment

酸對色素保存率的影響，見表4。

表4 酸對色素保存率的影響Table 4 Effect of acids on preservation rate of pigment

從表4酸對色素保存率的影響可知，草酸、磷酸、酒石酸、檸檬酸處理的色素溶液呈乳黃色，有懸浮物形成。單寧酸處理下的色素溶液的保存率隨酸濃度的升高反而下降，醋酸處理結果則與之相反。在測定范圍內硼酸處理的色素溶液的保存率變化不大。

2.2.6 食品添加劑對色素保存率的影響

食品添加劑對色素保存率的影響結果見表5。

表5 食品添加劑對色素保存率的影響Table 5 Effect of food additives on preservation rate of pigment

表5中結果顯示，色素保存率隨防腐劑和還原劑濃度的升高而升高，但還原劑溶液中有懸浮物產生。隨著氧化劑濃度的升高，色素保存率呈先上升再下降的趨勢，這可能是由于部分類胡蘿卜素在低H2O2濃度下發生了異構使吸光值升高；而高濃度時，過量氧化劑的存在導致類胡蘿卜素氧化分解。隨著抗氧化劑濃度的升高，色素保存率也呈現出一個先上升再下降的過程，這可能是由于VC濃度提高后溶液酸性增加造成的。

3 結論

Collera-Zuniga O.等[11]認為類胡蘿卜素在其原有天然環境中表現較穩定，而當被分離、純化或溶于有機溶劑時，就變得異常的脆弱。本文中，野菊花類胡蘿卜素類色素受pH的影響較大，表現為褪色；遇金屬離子易形成絮狀物，表現為變色或褪色；其余因素均影響不大或有增色作用；說明在影響較大的情況下使用該色素，必須要先對其進行分子修飾。

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