香花崖豆藤花瓣色素提取及其穩定性研究

摘要：通過單因素試驗，探討了香花崖豆藤花瓣色素的最佳提取條件，并對色素的穩定性進行了研究。結果表明，香花崖豆藤花瓣色素的最佳提取條件為：乙醇體積分數80%、回流溫度60 ℃、回流時間90 min。香花崖豆藤花瓣色素在較強的酸性環境中（pH值≤5）呈紫紅色，在微酸性環境中（pH值=6）呈淺紅色，在中性及堿性環境中（pH值=7～8）呈暗藍色，在強堿性環境中（pH值≥9）呈暗黃色。香花崖豆藤花瓣色素在自然光照下穩定；還原劑、食品添加劑、葡萄糖、蔗糖、食鹽及金屬離子Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Mg2+、Cu2+、Co2+、Al3+、Pb2+等對香花崖豆藤花瓣色素沒有明顯的影響；KMnO4、Fe2+、Sn2+離子對香花崖豆藤花瓣色素有一定的褪色作用，Fe3+影響色素穩定性。

關鍵詞：香花崖豆藤；花瓣；色素；提取；性質

中圖分類號： R284.2；TS264.4文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）01-0218-03

收稿日期：2013-06-07

基金項目：國家社會科學基金（編號：12XMZ033）。

作者簡介：何可群（1971—），女，云南云龍人，碩士，副教授，主要研究方向為分析化學、藥用植物學。E-mail：hekequn2004@163.com。食用色素是用于食品著色的一種食品添加劑，廣泛應用于食品、醫藥及日化產品等行業。隨著現代醫學的發展，大多數合成色素被證明有不同程度的毒性，加之人們健康意識的提高，合成食用色素的使用逐漸受到限制，而天然食用色素由于安全性高且兼有一定的營養和藥理作用而受到重視[1]。從植物中提取、開發天然食用色素已經成為科技工作者研究的熱點之一。在成功開發的植物色素中，有不少來源于藥用植物，如紫蘇、接骨木果、烏飯樹果、決明子等[2]。香花崖豆藤 （Millettia dielsiana Harms ex Diels ）是豆科崖豆藤屬多年生藤本植物，其藤莖可代雞血藤入藥，別稱山雞血藤、大巴豆、山胡豆，分布在我國華南、西南、華中等地，具有行血補血，通經活絡，強筋骨的功效，主要用于風濕痹痛的治療[3]。已有的研究表明香花崖豆藤的化學成分主要是蕓薹甾醇、豆甾醇、谷甾醇、木栓酮、雞血藤醇、蒲公英賽酮及多種異黃酮類化合物[4-8]。目前國內外還未見有關香花崖豆藤花瓣色素的研究報道，香花崖豆藤花瓣及其酸性乙醇水溶液呈紫紅色，具有開發為天然色素的潛力。為此，本研究對香花崖豆藤花瓣色素的提取條件及穩定性進行研究，以便為香花崖豆藤花瓣色素的進一步開發和利用提供科學依據。

1材料和方法

1.1材料

香花崖豆藤花瓣采自貴州省貴陽市花溪區。

主要試劑與儀器：乙醚、丙酮、乙酸乙酯、無水乙醇、檸檬酸、苯甲酸鈉、EDTA、NaCl、葡萄糖、蔗糖、NaOH、濃HCl、維生素C、Na2SO3、KMnO4、CaCO3、MnSO4·H2O、ZnSO4·7H2O、KCl、NaCl、FeSO4·7H2O、MgSO4、CuSO4·5H2O、SnCl2·2H2O、CoSO4·7H2O、Al2（SO4）3·18H2O、Pb（NO3）2、FeCl3等均為分析純；756PC紫外﹣可見分光光度計（上海舜宇恒平科學儀器有限公司）、METTLERAE240電子分析天平（上海天平儀器廠）、數顯恒溫水浴鍋（常州博遠試驗分析儀器有限公司）、PHS-2F型數字pH計（上海雷磁儀器廠）。

1.2方法

1.2.1香花崖豆藤花瓣色素提取劑的選擇分別稱取0500 g香花崖豆藤花瓣置于25 mL比色管中，依次加入 25 mL 乙醚、乙酸乙酯、丙酮、無水乙醇、60%乙醇水溶液、02%HCl-60%乙醇水溶液、0.2%HCl-無水乙醇、0.2%HCl-丙酮、0.2%HCl- H2O試劑，密塞，室溫下放置24 h，觀察色素提出情況并測定吸光度以便確定色素提取的適宜溶劑。

1.2.2香花崖豆藤花瓣色素的提取參照文獻[9-18]中的方法，精確稱取香花崖豆藤花瓣1.000 g，按固液比1 ∶30加入一定體積分數（20%、40%、60%、80%、99.5%）的0.2%HCl-乙醇水溶液，在一定溫度（30、50、60、80、90 ℃）的水浴中回流提取一定時間（30、60、90、120、150 min）。冷卻后過濾，用蒸餾水定容至50mL，搖勻備用。取適量上述色素提取液，以香花崖豆藤花瓣0.2%HCl-60%乙醇水提取液（pH值≈2）的最大吸收波長530 nm為測定波長，測定吸光度，以吸光度作為衡量色素提取率的評價指標。

1.2.3香花崖豆藤花瓣色素的穩定性檢測參照文獻[9-18]中的方法。

1.2.3.1酸度對香花崖豆藤花瓣色素穩定性的影響精確量取最佳條件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液25.00 mL，共11份，分別調節pH值為1～11，用相應pH值的蒸餾水定容至50 mL，觀察色素提取液的顏色并用紫外-可見分光光度計在400～650 nm波長處掃描。

1.2.3.2氧化劑、還原劑及防腐劑對香花崖豆藤花瓣色素穩定性的影響精確量取最佳條件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液25.00 mL，共15份，分為3組（每組5份），各組分別加入200 mg/L 的KMnO4、Na2SO3及苯甲酸鈉溶液0.500、100、1.50、2.00、2.50 mL，用蒸餾水定容至50 mL，搖勻，靜置2 h，在530 nm波長處測定吸光度。

1.2.3.3食品添加劑對香花崖豆藤花瓣色素穩定性的影響精確量取最佳條件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液2500 mL，共15份，分為3組（每組5份），各組分別加入100 g/L的維生素C、EDTA、檸檬酸溶液0.500、1.00、1.50、200、2.50 mL，用蒸餾水定容至50 mL，搖勻，靜置2 h，在 530 nm 波長處測定吸光度。

1.2.3.4葡萄糖、食鹽及蔗糖對香花崖豆藤花瓣色素穩定性的影響精確量取最佳條件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液25.00 mL，共15份，分為3組（每組5份），各組分別加入0.500、1.00、1.50、2.00、2.50 g葡萄糖、食鹽及蔗糖，用蒸餾水定容至50 mL，搖勻，靜置2 h，在530 nm波長處測定吸光度。

1.2.3.5金屬離子對香花崖豆藤花瓣色素穩定性的影響精確量取最佳條件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液 25.00 mL，共13份，分別加入pH值為2、金屬離子質量濃度為 500 mg/L 的Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Cu2+、Sn2+、Co2+、Al3+、Pb2+等溶液10.00 mL，以 pH值=2 的水溶液定容至50 mL，搖勻，分別在0、24、48、72 h時，測定530 nm處的吸光度。

2結果與分析

2.1香花崖豆藤花瓣色素的最佳提取條件

2.1.1香花崖豆藤花瓣色素提取劑的選擇由表1可知香花崖豆藤花瓣色素易溶于酸性乙醇水溶液中。

表1香花崖豆藤花瓣色素色素溶解性

溶劑1顏色1吸光度（D）乙醚1無色1乙酸乙酯1無色1丙酮1無色1無水乙醇1無色160%乙醇1無色10.2%HCl-60%乙醇1紫紅色10.9330.2%HCl-無水乙醇1紫紅色10.6450.2%HCl-丙酮1淺紅色10.1320.2%HCl-H2O1紫紅色10.752

2.1.2乙醇體積分數對香花崖豆藤花瓣色素提取率的影響在水浴溫度60 ℃、提取時間60 min的條件下，研究乙醇體積分數對香花崖豆藤花瓣色素提取率的影響。由圖1可知，隨著乙醇體積分數的增加，香花崖豆藤花瓣色素提取液吸光度先增加后減小，當乙醇體積分數為80%時，色素提取液吸光度最大。這可能是由于乙醇體積分數過高對色素造成了迫害使得吸光度降低[9]，因此，乙醇體積分數以80%為佳。

2.1.3提取時間對香花崖豆藤花瓣色素提取率的影響在乙醇體積分數80%、水浴溫度60 ℃的條件下，研究提取時間對香花崖豆藤花瓣色素提取率的影響。由圖2可知，隨著回流提取時間的增加，香花崖豆藤花瓣色素提取液吸光度逐漸增加，當回流提取時間超過90 min后，色素提取液吸光度明顯下降，因此提取時間選90 min為佳。

2.1.4提取溫度對香花崖豆藤花瓣色素提取率的影響在乙醇體積分數80%、提取時間90 min的條件下，研究提取溫度對香花崖豆藤花瓣色素提取率的影響。由圖3可知，隨著回流提取溫度的升高，香花崖豆藤花瓣色素提取液吸光度逐漸增加，但溫度超過60 ℃后吸光度減小，提取溫度以60 ℃為佳。

2.2香花崖豆藤花瓣色素的穩定性

2.2.1酸度對香花崖豆藤花瓣色素穩定性的影響表2的試驗結果說明酸度對香花崖豆藤花瓣色素的影響較大，在較強的酸性環境中色素呈現鮮艷的紫紅色，此時色素提取液的最大吸收峰為530 nm左右；當酸度下降到pH值=6時，色素提取液變為淺紅色；當酸度下降到pH值=7～8時，色素提取

表2酸度對香花崖豆藤花瓣色素的影響

pH值1λmax（nm）1顏色1.015251紫紅2.015301紫紅3.015301紫紅4.015301紫紅5.015301紫紅6.015301紫紅7.015901暗藍8.015901暗藍9.01—1暗黃10.01—1暗黃11.01—1暗黃

液變為暗藍色，最大吸收峰紅移到590 nm附近。說明香花崖豆藤花瓣色素對pH值具有依賴性[17]，適于在酸性環境中使用。

2.2.2氧化劑、還原劑及防腐劑對香花崖豆藤花瓣色素穩定性的影響由圖4可知，隨著加入的KMnO4質量濃度的增大，香花崖豆藤花瓣色素提取液吸光度逐漸減小，但色素提取液顏色沒有明顯變化，說明氧化劑對香花崖豆藤花瓣色素有一定影響，而苯甲酸鈉及Na2SO3對色素吸光度及顏色基本沒有影響。

2.2.3食品添加劑對香花崖豆藤花瓣色素穩定性的影響由圖5可知，隨著維生素C、檸檬酸及EDTA質量濃度的增大，色素提取液顏色及吸光度沒有明顯變化，說明食品添加劑對香花崖豆藤花瓣色素沒有明顯影響。

2.2.4葡萄糖、食鹽及蔗糖對香花崖豆藤花瓣色素穩定性的影響由圖6可知，葡萄糖、蔗糖對香花崖豆藤花瓣色素顏色及吸光度沒有明顯影響。

2.2.5自然光及金屬離子對香花崖豆藤色素穩定性的影響由圖7可知，沒有添加金屬離子的色素溶液（對照）在自然光下放置 72 h 后吸光度沒有明顯下降，顏色沒有明顯改變，說明香花崖豆藤花瓣色素對自然光穩定；加入金屬離子后香花崖豆藤花瓣色素吸光度較對照溶液的吸光度有一定程度的減小，在自然光下放置72 h后吸光度沒有明顯下降，顏色沒有明顯改變，說明Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Mg2+、Cu2+、Co2+、Al3+、Pb2+等離子對香花崖豆藤花瓣色素沒有較大的影響；添加Fe2+離子后色素吸光度較對照有所下降，顏色變淺；而添加Sn2+離子后色素吸光度較對照有所下降，顏色變為紫紅色，說明Fe2+、Sn2+離子對香花崖豆藤花瓣色素穩定性有一定的影響；而加入Fe3+離子的溶液顏色立即變為暗黃色，說明Fe3+影響香花崖豆藤花瓣色素的穩定性。這可能是由于Sn2+、Fe2+及Fe3+與色素形成金屬絡合物的原故[17]。

3結論和討論

香花崖豆藤在我國南方地區資源豐富，也是民間常用藥，但迄今為止，其資源還未得到有效的開發利用。本研究首次對香花崖豆藤花瓣色素的提取條件及其穩定性進行研究，結果表明香花崖豆藤花瓣色素最佳提取條件為：乙醇體積分數80%、提取溫度60 ℃、提取時間90 min。香花崖豆藤花瓣色素在自然光照下放置72 h后顏色及吸光度沒有明顯變化，說明色素對自然光穩定；色素提取液在強酸性環境中呈現鮮艷的紫紅色，在微酸近中性環境中呈淺紅色，在堿性環境中呈現暗藍色，這說明香花崖豆藤花瓣色素對酸度具有依賴性；氧化劑對香花崖豆藤花瓣色素穩定性有輕微的影響，而還原劑、防腐劑、食品添加劑、食鹽、蔗糖及葡萄糖等對香花崖豆藤花瓣色素顏色沒有明顯影響，說明色素對它們的耐受力強；金屬離子Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Mg2+、Cu2+、Co2+、Al3+、Pb2+等對香花崖豆藤花瓣色素沒有明顯的影響；Fe2+、Sn2+離子對香花崖豆藤花瓣色素有一定的褪色作用，而Fe3+會使色素顏色變為暗黃色而影響色素穩定性。試驗表明香花崖豆藤花瓣色素對常用食品添加劑以及金屬離子等都有較強的耐受力，作為食用色素開發具有一定的價值。研究結果為香花崖豆藤花瓣色素的開發及利用提供了一定的科學依據。

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