野菊花類胡蘿卜素類色素的穩(wěn)定性研究

申海進(jìn)，郭巧生，房海靈，李育川

（1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材研究所，江蘇南京210095；2.常州衛(wèi)生高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校藥學(xué)組，江蘇常州213000；3.江西省林業(yè)科學(xué)院，江西南昌330032；4.昆明學(xué)院，云南昆明650214）

色澤是食品的一個(gè)重要的感官指標(biāo)[1]，其優(yōu)劣對(duì)食品的可售性和消費(fèi)者的接受性都會(huì)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?yàn)楸砻嬖鰪?qiáng)拉曼散射及其應(yīng)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(shí)是類胡蘿卜素類物質(zhì)[5-6]。經(jīng)驗(yàn)表明色素經(jīng)從生體中提取出來后，由于脫離了原有的生理環(huán)境，可能會(huì)發(fā)生褪色、褐變、沉淀、降解等變化。本文考察光照強(qiáng)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(duì)野菊花中類胡蘿卜素類色素穩(wěn)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(jīng)南京農(nóng)業(yè)大學(xué)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(nèi)，105℃殺青3 min，并40℃通風(fēng)干燥，-20℃密封儲(chǔ)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(jìn)行野菊花的浸泡提取，室溫12 h后過濾，以相應(yīng)提取溶劑為空白，續(xù)濾液用美國(guó)PerkinElmer公司Lambda25紫外-可見分光光度計(jì)進(jìn)行比色，掃描范圍800 nm～200 nm，步長(zhǎng)2 nm，并指認(rèn)選中溶劑的藥材提取液的最大吸收峰為檢測(cè)波長(zhǎng)。

野菊花樣品以選中溶劑進(jìn)行提取，提取液合并過濾，40℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后再冷凍濃縮即得色素提取物，同時(shí)用各種不同溶劑測(cè)試提取物的溶解性。

由圖1可知，加入添加劑對(duì)初始熔化溫度有明顯降低效果，添加量在2%時(shí)，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(duì)初始熔化溫度降低的影響呈現(xiàn)緩慢降低的趨勢(shì)，在添加8%時(shí)達(dá)到最低溫度590 ℃。碳酸鈉則在10%時(shí)達(dá)到最低溫度691 ℃。

1.2.2 色素穩(wěn)定性研究

參照張弘等[7]的方法，色素穩(wěn)定性以保存率計(jì)，以不含色素的溶液為空白，分別測(cè)得處理前色素溶液吸光值A(chǔ)0和處理后吸光值A(chǔ)，按下式計(jì)算保存率：

村里老人吃飯時(shí)會(huì)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(gè)人，會(huì)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(duì)色素保存率的影響，見圖3。在pH4.0～pH8.0時(shí)，溶液有絮狀物形成，對(duì)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(fā)透明亮黃；在pH8.5～pH10.0時(shí)，溶液黃色較對(duì)照深。從圖3中可以看出，在pH4.0～pH7.0內(nèi)，色素保存率變化不大，且集中在較低的層級(jí)，說明低pH對(duì)色素有減色作用；當(dāng)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(chǔ)存。

1.2.2.1 光照強(qiáng)度對(duì)色素保存率的影響

在自制暗盒內(nèi)（40 cm×40 cm×40 cm）懸掛功率為9 W的藍(lán)色電子節(jié)能燈（新世紀(jì)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(guó) Testo公司 545照度計(jì)測(cè)得光照強(qiáng)度依次為（62±28）、（141±21）、（203±44）、（258±28）、（403±26）lx（所有處理各測(cè)暗盒內(nèi) 5 點(diǎn)，試驗(yàn)期內(nèi)連續(xù)測(cè)定5次，數(shù)據(jù)為測(cè)定結(jié)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?jī)?nèi)，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(cè)定。

利用內(nèi)部開發(fā)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，研究小組將突觸分為37個(gè)亞型。值得注意的是，大腦中與高級(jí)推理和思維能力相關(guān)的區(qū)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(qū)域”，其突觸亞型則更為整齊劃一。

1.2.2.2 溫度對(duì)色素保存率的影響

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

1.2.2.3 pH對(duì)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(jì)驗(yàn)證，使各緩沖液中色素濃度為0.05%，室溫放置24 h后測(cè)定。

1.2.2.4 金屬離子對(duì)色素保存率的影響

不同的應(yīng)用場(chǎng)景其復(fù)雜程度以及碰撞模擬量均是不同的，針對(duì)本文的研究對(duì)象，如若用一般的包圍盒，其精確度不符合要求，不能準(zhǔn)確地描述對(duì)象，基于這點(diǎn)，考慮針對(duì)混合層次包圍盒[6]的改進(jìn)。

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(cè)定。

1.2.2.5 糖和酸對(duì)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(jié)構(gòu)中的共軛雙鍵系統(tǒng)。光對(duì)類胡蘿卜素有兩種作用效應(yīng)，一是形成順反雙鍵，使電磁波譜藍(lán)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(qū)漂移，并且失去顏色。本試驗(yàn)中色素溶液中的主要呈色物質(zhì)為類胡蘿卜素[5-6]，試驗(yàn)現(xiàn)象表現(xiàn)為褪色，符合第二種效應(yīng)。光強(qiáng)對(duì)色素保存率的影響，見圖1。

2.2.4 金屬離子對(duì)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(cè)定。

2 結(jié)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(nèi)均有3個(gè)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(yàn)選乙醚為提取溶劑，據(jù)掃描結(jié)果可知乙醚提取液的3個(gè)特征峰值波長(zhǎng)為412、436和468 nm。

表1 不同溶劑野菊花提取液在特征波長(zhǎng)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(zhuǎn)為不透明的黃色，同時(shí)產(chǎn)生懸浮物。

腦動(dòng)靜脈畸形多見于皮質(zhì)和白質(zhì)交界處，呈錐形，基底部面向腦皮質(zhì)，尖端指向白質(zhì)深部或直達(dá)側(cè)腦室壁；有1支或多支增粗的供血?jiǎng)用}，引流靜脈多擴(kuò)張、扭曲、含鮮紅的動(dòng)脈血；畸形血管團(tuán)之間雜有變性的腦組織，鄰近腦實(shí)質(zhì)常有腦萎縮，甚至缺血性壞死[10-12]。既往研究報(bào)道，在腦動(dòng)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(duì)人體有一定的毒性等缺點(diǎn)[13-15]。

2.2 色素保存率研究

2.2.1 光強(qiáng)對(duì)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(cè)定。

圖1 光強(qiáng)對(duì)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(jìn)行避光熱處理，考慮實(shí)際食品加工中熱處理操作一般不超過1 h，本試驗(yàn)確定處理時(shí)間為1 h。處理結(jié)束后立即置4℃冰箱降溫20 min，定容后測(cè)定。

2.2.2 溫度對(duì)色素保存率的影響

溫度對(duì)色素保存率的影響，見圖2。

圖2 溫度對(duì)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(xiàn)出明顯的上升趨勢(shì)，處理溫度從0℃升至100℃時(shí)，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(yàn)的結(jié)果表明，色素的耐熱性較強(qiáng)。

應(yīng)急應(yīng)對(duì)方面，就云南省最近一次破壞性地震——2014年 “8.03”魯?shù)镸S6.5級(jí)地震情況來看，云南發(fā)生破壞性地震災(zāi)害時(shí)，存在的問題主要有以下這些。

2.2.3 pH對(duì)色素保存率的影響

圖3 pH對(duì)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(gè)特征波長(zhǎng)下吸光值的平均值，3重復(fù)。

1.2.2.6 食品添加劑對(duì)色素保存率的影響

金屬離子對(duì)色素保存率的影響見表2。

表2 金屬離子對(duì)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(fā)生了變化，說明對(duì)這幾種離子對(duì)色素不穩(wěn)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(qiáng)，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(duì)色素保存率的影響

為了進(jìn)一步做好巡測(cè)部署工作，確保測(cè)驗(yàn)精度，我們對(duì)該站非汛期徑流特性進(jìn)行了分析計(jì)算，旨在分析該站在非汛期精簡(jiǎn)測(cè)次的情況下，對(duì)比其徑流量的誤差情況。我們選取豐、平、枯水年三個(gè)年份，分別為2008、2006、2002 年，時(shí)間段為非汛期 1—5、10—12月，采用原年份實(shí)測(cè)流量，分別選取每月一次、兩次、三次實(shí)測(cè)流量，采用連實(shí)測(cè)流量法算出相應(yīng)的非汛期徑流量，同年鑒的徑流量相比較，對(duì)比結(jié)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(fēng)，然后輪到遲羽陪著“功夫熊貓”飛。他們倆剛飛起來我就領(lǐng)悟了“只有熊貓”的精髓。胖子快要嚇成一個(gè)精神病，自始至終氣運(yùn)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(dòng)，尖叫了五分鐘就迅速落地了——確切地說是墜地。

糖對(duì)色素保存率的影響，見表3。從表3糖對(duì)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(xù)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(shì)，且都在糖濃度為0.15%時(shí)有最大值，說明生產(chǎn)中保持適當(dāng)?shù)奶菨舛仁怯欣谏乇３值摹?/p>

Mini-CEX考核框架模式充分發(fā)揮了護(hù)生的主體作用，護(hù)生必須主動(dòng)查閱相關(guān)資料，設(shè)計(jì)評(píng)估方法及患者可能出現(xiàn)的癥狀和體征，以此激發(fā)護(hù)生積極思考、主動(dòng)探索的興趣，充分調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。有92%的護(hù)生認(rèn)為該模式提高了溝通與交流能力，83%的護(hù)生認(rèn)為促進(jìn)了師生間的溝通和交流。因此，Mini-CEX考核框架模式能夠指導(dǎo)護(hù)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)與人交流和相處，更為日后進(jìn)入臨床與患者溝通打下了基礎(chǔ)。

“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(dòng)全權(quán)由我負(fù)責(zé)，你可別多話啊。”

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

酸對(duì)色素保存率的影響，見表4。

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

從表4酸對(duì)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(jié)果則與之相反。在測(cè)定范圍內(nèi)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(duì)色素保存率的影響

食品添加劑對(duì)色素保存率的影響結(jié)果見表5。

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

表5中結(jié)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(chǎn)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(shì)，這可能是由于部分類胡蘿卜素在低H2O2濃度下發(fā)生了異構(gòu)使吸光值升高；而高濃度時(shí)，過量氧化劑的存在導(dǎo)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(xiàn)出一個(gè)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(jié)論

Collera-Zuniga O.等[11]認(rèn)為類胡蘿卜素在其原有天然環(huán)境中表現(xiàn)較穩(wěn)定，而當(dāng)被分離、純化或溶于有機(jī)溶劑時(shí)，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(xiàn)為褪色；遇金屬離子易形成絮狀物，表現(xiàn)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(duì)其進(jìn)行分子修飾。

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