梔子藍(lán)色素的穩(wěn)定性研究

羅義發(fā)，田妍基，周三女，劉麗清，潘 斌，施滿容

（寧德職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建福安 355000）

梔子藍(lán)色素（Gardenia blue pigment）是以茜草科植物山梔子的果實（常稱梔子）為原料，經(jīng)過微生物發(fā)酵或酶的作用制得的天然食用色素，是梔子中京尼平苷經(jīng)水解生成京尼平，然后與氨基酸反應(yīng)生成藍(lán)色素[1]。由于性能穩(wěn)定、食用安全，我國于1989年將其列入許可使用的食品添加劑新品種。因其產(chǎn)生獨特的藍(lán)色調(diào)，并且具有物化性質(zhì)穩(wěn)定、著色力好、無毒等優(yōu)點，因而成為目前國際上流行的天然食品添加劑，廣泛用于食品、果酒、飲料、醫(yī)藥、日用化工、化妝品等領(lǐng)域[2]。特別是在配制酒的生產(chǎn)中，梔子藍(lán)是石榴紅等復(fù)配色素中不可缺的成分。陳峰等人[3]對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性進(jìn)行了較為全面的研究，結(jié)果表明，梔子藍(lán)色素具有良好的穩(wěn)定性。但室外自然光、檸檬酸對梔子藍(lán)色素有一定的影響，氧化劑、金屬離子（Fe3+，Al3+）對梔子藍(lán)色素有較大影響。徐尤智等人[4]研究20種氨基酸與京尼平的呈色反應(yīng)及部分反應(yīng)產(chǎn)物的穩(wěn)定性。20種氨基酸與京尼平反應(yīng)后生成的梔子藍(lán)色素最大吸收波長大都在590～600 nm，其中賴氨酸色價E1%1cm最高達(dá)180，其次是精氨酸和甘氨酸，脯氨酸呈色效果最差；通過穩(wěn)定性試驗結(jié)果表明，太陽光和日光燈照射對3種梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性影響較小，紫外線影響稍大。賴氨酸與京尼平反應(yīng)生成的梔子藍(lán)色素固體粉末低溫穩(wěn)定性好，高溫下穩(wěn)定性下降。賴氨酸、精氨酸和甘氨酸與京尼平反應(yīng)生成的梔子藍(lán)色素色價高、穩(wěn)定性好，有較好的應(yīng)用價值。

1 材料和方法

1.1 材料

（1）梔子藍(lán)色素：梔子苷經(jīng)β-葡萄糖苷酶水解后與甘氨酸反應(yīng)生成，經(jīng)大孔吸附樹脂分離純化后得到。

（2） 試劑：KCl，Na2SO4，NaCl，NH4Cl，AlCl3·6H2O， FeSO4·7H2O， MgCl2， BaCl2·2H2O， CaCl2，CuSO4，F(xiàn)eCl3·6H2O，NaHCO3，檸檬酸鈉，均為分析純，汕頭市西隴化工廠提供。

（3）儀器：HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋，廣東深圳國華電器有限公司產(chǎn)品；UV-1700型藥物分光光度計（帶UVProbe工作站軟件），島津公司產(chǎn)品；PHS-3C型精密pH計，上海分析儀器廠產(chǎn)品；Sartorious BS 210S型電子天平，Sartorious公司產(chǎn)品。

1.2 方法

影響梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的因素有光、溫度、酸堿度、金屬離子、食品添加劑等，試驗分別對各個影響因素進(jìn)行單因素考查。

1.2.1 光對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

用濃度相同的梔子藍(lán)溶液進(jìn)行2組對比試驗，一組放置于避光處，一組放置于室內(nèi)自然光照射，每隔5 d測定2組的OD595值，由梔子藍(lán)溶液OD595值的變化判斷光對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響。

1.2.2 溫度對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

將濃度相同的梔子藍(lán)溶液分別放置于100，80，40，20，4，-8℃下，2 h后取樣測定其吸光度，由梔子藍(lán)溶液OD595值的變化判斷不同溫度對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響。

1.2.3 pH值對梔子藍(lán)色素的穩(wěn)定性影響

用不同pH值的緩沖液配制相同濃度的梔子藍(lán)溶液，pH值為2～9，每隔5 d測定，由梔子藍(lán)溶液OD595值的變化判斷pH值對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響。

1.2.4 金屬離子對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

在濃度相同的梔子藍(lán)溶液中加入相同摩爾質(zhì)量的下列金屬鹽：KCl，Na2SO4，NaCl，NH4Cl，AlCl3·6H2O， FeSO4·7H2O， MgCl2， BaCl2·2H2O， CaCl2，CuSO4，F(xiàn)eCl3·6H2O，每隔5 d測定，由梔子藍(lán)溶液OD595值的變化判斷金屬離子對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響。

1.2.5 食品添加劑對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

在濃度相同的梔子藍(lán)溶液中加入不同質(zhì)量（0，1%，2%，3%，4%，5%，6%） 的氯化鈉、檸檬酸鈉、碳酸氫鈉等常用食品添加劑，每隔5 d測定各試驗組的梔子藍(lán)溶液的OD595值，由梔子藍(lán)溶液OD595值的變化判斷不同食品添加劑對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 光對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

根據(jù)試驗方法1.2.1，每隔5 d測定置于光照及暗處的梔子藍(lán)溶液的OD595值。

光對梔子藍(lán)色素的影響見圖1。

圖1 光對梔子藍(lán)色素的影響

相對于避光放置，在自然光下放置的梔子藍(lán)溶液在經(jīng)一段時間后OD595值稍微變小，而溶液的顏色幾乎沒有多大變化。說明光照對梔子藍(lán)色素的影響很小。

2.2 溫度對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

根據(jù)試驗方法1.2.2，將梔子藍(lán)溶液分別于不同溫度下恒溫放置，2 h后測定溶液的OD595值。

溫度對梔子藍(lán)色素的影響見圖2。

圖2 溫度對梔子藍(lán)色素的影響

放置在100，80，40，4，-8℃中的梔子藍(lán)溶液其OD595值與放置在20℃條件下比較，在40℃時OD595值有所上升，可能是殘留的京尼平和氨基酸反應(yīng)導(dǎo)致梔子藍(lán)色素有所增加；放置在80℃以上，OD595值有所下降，因此較高的溫度對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性有一定的影響，低于室溫下放置對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性沒有影響。

2.3 pH值對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

根據(jù)試驗方法1.2.3，配制相同濃度pH值2～9的梔子藍(lán)溶液，然后每隔5 d測定其OD595值。

pH值對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響見圖3。

圖3 pH值對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

在靜置的過程中，pH值從2到8的試樣顏色是淺藍(lán)色，而pH值9的試樣顏色稍深。放置5 d時，各pH值條件下OD595值沒有變化；10 d時觀察到pH值9的試樣顏色變?yōu)樽霞t色；在25 d時，pH值從2到8的試樣中均出現(xiàn)沉淀，而pH值9的試樣管中無沉淀，pH值2～5的梔子藍(lán)溶液OD595值變化并不大，pH值6～9的梔子藍(lán)溶液OD595值隨著時間的增加有所增大。因此，梔子藍(lán)色素在pH值2～5時比較穩(wěn)定，在偏堿條件下有增色效應(yīng)。

2.4 金屬離子對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

根據(jù)試驗方法1.2.4，在相同濃度的梔子藍(lán)溶液中加入等摩爾質(zhì)量的金屬鹽，每隔5 d測定溶液的OD595值。

金屬離子對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響見圖4。

圖4 金屬離子對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

加入FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的梔子藍(lán)溶液顏色變成褐黃色，影響了原液的顏色，并且放置幾小時之后就出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，藍(lán)色素被沉淀，上清液呈入淺綠色，說明Fe2+和Fe3+能使色素沉淀的作用。加CuSO4的梔子藍(lán)溶液呈綠色，CuSO4的顏色影響梔子藍(lán)色素的顏色，2 d后藍(lán)色素有沉淀析出。加有BaCl2·2H2O的試管中1 d后就觀察到液體呈現(xiàn)渾濁，尤其試管底部有黏稠狀沉淀，并且隨著時間的延長沉淀增加。加入AlCl3·6H2O，MgCl2，CaCl2的試樣在3 d后中也出現(xiàn)沉淀，10 d后所有試樣中都有沉淀出現(xiàn)。加入 Fe3+，F(xiàn)e2+，Al3+，Cu2+，Ba2+等離子試樣的OD595值均有所下降，加入 K+，NH4+，Na+，Mg2+，Ca2+等離子試樣的OD595值保持穩(wěn)定。以上結(jié)果說明，K+，NH4+，Na+，Mg2+，Ca2+對色素穩(wěn)定性有一定影響，但影響較小；Al3+，Cu2+，Ba2+對色素穩(wěn)定性影響較大；Fe3+，F(xiàn)e2+對色素穩(wěn)定性影響最顯著。

2.5 食品添加劑對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

根據(jù)試驗方法1.2.5，分別在梔子藍(lán)溶液中加入不同量的氯化鈉、檸檬酸鈉、碳酸氫鈉，考查水平均為0，1%，2%，3%，4%，5%，6%，定時測定各試驗組的OD595值。

不同NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響見圖5，不同碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響見圖6，不同檸檬酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響見圖7。

低濃度的氯化鈉、檸檬酸鈉、碳酸氫鈉有一定的增色效應(yīng)，在較高濃度條件下溶液的OD595值變化不大。因此，在食品行業(yè)中采用梔子藍(lán)色素著色時應(yīng)考慮到食品添加劑對梔子藍(lán)色素的影響，而選擇適合比例。

3 結(jié)論

圖5 不同NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

圖6 不同碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

圖7 不同檸檬酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

梔子藍(lán)色素耐光、耐熱、耐酸堿，尤其在酸性環(huán)境下有更好的穩(wěn)定性，在偏堿條件下有增色效應(yīng)。K+，NH4+，Na+，Mg2+，Ca2+對色素穩(wěn)定性有一定影響，但影響較小；Al3+，Cu2+，Ba2+對色素穩(wěn)定性影響較大；Fe3+，F(xiàn)e2+對色素穩(wěn)定性影響最顯著；氯化鈉、檸檬酸鈉、碳酸氫鈉對梔子藍(lán)色素的顏色影響較小。