不同金屬離子和還原劑對落葉松松塔原花青素熱穩(wěn)定性影響的研究

張乃珣　郭慶啟　王振宇

摘要[目的]研究落葉松松塔原花青素的熱穩(wěn)定性，建立原花青素變化的動力學(xué)模型。[方法]以落葉松松塔為原料，通過添加幾種食品中常見的金屬離子（Mg2+、Zn2+、Fe2+）和還原劑（NaHSO3），探討了落葉松松塔中原花青素的熱穩(wěn)定性和降解情況。[結(jié)果]Mg2+、Zn2+或Fe2+的存在不利于原花青素的熱穩(wěn)定性，其降解反應(yīng)活化能分別為15.01、27.88、21.60 kJ/mol，反應(yīng)符合一級動力學(xué)模型（R2>0.744 4）；NaHSO3的存在會提高原花青素的熱穩(wěn)定性，反應(yīng)符合一級動力學(xué)模型（R2>0.656 3），其降解活化能為36.36 kJ/mol。并建立起幾種條件下的原花青素的降解動力學(xué)模型，通過驗證表明模型與實測值擬合程度好。[結(jié)論]該研究為落葉松松塔原花青素保質(zhì)期和殘留率的預(yù)測提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞落葉松；松塔；原花青素；熱降解；動力學(xué)

中圖分類號S791.22文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）22-07463-04

落葉松[Larix gmelinii（Rupr.）Kuzen.]是我國東北、內(nèi)蒙古林區(qū)以及華北、西南的高山針葉林的重要組成部分[1]，其原花青素含量很高[2-3]。原花青素是酚類化合物中具有某些特殊分子結(jié)構(gòu)的一類化合物的總稱，在自然界中一般存在于一些谷物、豆類的種子、花和樹皮中[4]。原花青素具有抗氧化[5]、清除自由基[6-7]、抗腫瘤[8-9]、抗誘變[10]等多種生物活性。研究人員對原花青素的穩(wěn)定性研究[11-14]顯示，K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Al3+、Pb2+等金屬離子和還原劑NaHSO3、VC均對原花青素穩(wěn)定性有一定影響。目前國內(nèi)外對原花青素的開發(fā)多以葡萄籽、葡萄皮、馬尾松樹皮、海岸松樹皮為原料，而以落葉松為原料的研究較少。松塔作為松樹的重要產(chǎn)物，具有資源多，使用后不破壞植物本身的生長，有利于保護環(huán)境的優(yōu)點[15]。在此基礎(chǔ)上，該研究著重選取對原花青素影響較大并在食品加工中常見的Mg2+、Zn2+、Fe2+和NaHSO3，探討其對落葉松松塔原花青素熱穩(wěn)定性的影響，建立在不同條件下原花青素變化的動力學(xué)模型，對今后落葉松松塔原花青素在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用具有積極的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑 落葉松松塔：采自哈爾濱市阿城區(qū)亞溝林場。

兒茶素標品：純度98%，購自Sigma公司；所用其他化學(xué)試劑均為化學(xué)純。

1.2 儀器與設(shè)備JSP400A型高速多功能粉碎機（浙江省永康市金穗機械制造廠）；FE20 pH計（FiveEasy公司）；可見光分光光度計（美國LaMotte公司）；DK80型電熱恒溫水槽（上海一恒科技有限公司）；BSA423S精密天平（德國奧多利斯公司）。

1.3研究方法

1.3.1 落葉松松塔原花青素的提取。洗凈落葉松松塔，放入恒溫干燥箱中50 ℃烘干，粉碎，過60目篩。稱取2.00 g樣品粉末，加入50 ml 70%乙醇溶液中，70 ℃條件下浸提10 min，合并2次提取液定容至100 ml[16-18]，測定其pH為5.80。

1.3.2 原花青素含量測定。以兒茶素為標品，采用正丁醇-鹽酸法[19-21]進行原花青素含量的測定。

1.3.3 Mg2+、Zn2+、Fe2+和NaHSO3對原花青素熱穩(wěn)定影響的研究。取40 ml原花青素浸提液 4份，分別加入0.1 mol/L Mg2+、Zn2+、Fe2+各1 ml及0.20 g NaHSO3，各置于50、60、70、80 ℃恒溫水浴中，每24 h取出測定原花青素含量。以不加Mg2+、Zn2+、Fe2+和NaHSO3的原花青素浸提液為空白。重復(fù)5次，以平均值作為試驗結(jié)果。

2化學(xué)動力學(xué)基本原理

2.1 動力學(xué)方程與半衰期化學(xué)動力學(xué)是物理化學(xué)的一個分支，主要是研究化學(xué)反應(yīng)進行的速率和反應(yīng)機理，即主要研究能夠隨時間而變化的非平衡的動態(tài)系統(tǒng)，而時間是一個重要變量[22-23]。