黃頂菊黃色素穩定性研究

趙娟娟 苑園園 王 巖 宋佳寧

（1衡水學院生命科學學院 河北 衡水 053000；2河北省果蔬發酵技術創新中心 河北 衡水 053000）

天然植物色素資源豐富，色彩自然，環境友好，安全性高，有著廣闊的市場前景[1]。因此，利用天然植物提取食用色素，是食品添加劑行業發展的新趨勢。

黃頂菊是20世紀90年代入侵我國的惡性外來雜草[2]。黃頂菊能嚴重擠占入侵地區其他植物的生存空間，并跟當地植物競爭養分，所以有黃頂菊生長的地方，其他植物難以生存。黃頂菊花的花期長，顏色鮮艷。據研究表明，黃頂菊花的黃色素中還含有生理活性成分，對清除自由基、防癌、抗衰老等方面有促進作用。從黃頂菊中將黃色素提取出來，并應用到食品、藥品、化妝品等領域，不但能解決部分環境問題，還能帶來了一定的經濟價值。本試驗通過對黃色素穩定性條件的探究可以確定提高黃色素穩定性的方法，以期為天然色素的開發提供依據。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑。黃頂菊，采摘自河北省衡水市衡水湖。試劑：H2O2、亞硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鎂、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鈉、乙醇、鹽酸、氫氧化鈉，均為分析純。

1.2 主要儀器與設備。AX224ZH/E電子天平，常熟奧豪斯儀器制造有限公司；HH-4數顯恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；DHG-9030A電熱恒溫烘干箱，江蘇省常熟市科普儀器有限公司；UV-5500紫外分光光度計，上海元析儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 黃頂菊黃色素的提取。黃頂菊的花清洗、除雜，烘箱干燥后粉碎，按料液比1∶20加入70%乙醇溶液，60℃恒溫提取2 h，多次提取合并提取液，過濾得黃頂菊黃色素提取液。

1.3.2 光照對黃頂菊黃色素穩定性的影響。將提取液稀釋，分別取20 ml放于3支具塞量筒中，在黑暗避光、自然光、白熾光條件下放置0h、12h、24h、36h、48 h，440 nm處測定其吸光度值。

1.3.3 溫度對黃頂菊黃色素穩定性的影響。將提取液稀釋，分別在25℃、40℃、50℃、60℃、80℃恒溫水浴鍋中放置0h、12h、24h、36h、48h，440nm下測定其吸光度值[3]。

1.3.4 pH值對黃頂菊黃色素穩定性影響。將提取液稀釋，用0.01 mol/L鹽酸溶液、0.01 mol/L氫氧化鈉溶液調節溶液pH值為4～11，440 nm處測定其吸光度值。

1.3.5 氧化劑、還原劑對黃色素穩定性影響。將提取液稀釋加入H2O2和Na2SO3溶液，室溫下放置不同時間，440 nm處測定其吸光度值。

1.3.6 金屬離子對黃色素穩定性影響。將提取液稀釋，分別加入不同金屬離子(Na+、Cu2+、Fe2+、Ca2+、Mg2+)的硫酸鹽溶液，放置不同時間，440 nm處測定其吸光度值[4]。

2 結果與分析

2.1 光照對黃色素穩定性的影響。黑暗避光、自然光、白熾光對黃頂菊黃色素穩定性影響見圖1。從圖1可知，在黑暗避光和自然光條件下，吸光度值變化幅度較小，在白熾光條件下吸光度變化幅度大；同一時間內吸光度隨光照強度增加而減小，且隨著時間的增加，吸光度值逐漸變小；光照強度越大，對黃色素結構破壞性越大；還可以得出黃色素的穩定性：黑暗避光＞自然光＞白熾光。

圖1 光照對黃頂菊黃色素穩定性影響

2.2 溫度對黃色素穩定性的影響。不同溫度對黃頂菊黃色素穩定性影響見圖2。由圖2可知，隨溫度的增加，吸光度值下降，黃色素溶液也越來越不穩定。30℃時下降幅度小；70℃時下降幅度最大。同一溫度下，隨著時間的逐漸增大吸光度值逐漸變小，同一時間下，隨著溫度的增加吸光度值也逐漸變小，黃色素越來越不穩定。所以，黃色素應用時應避免高溫環境對其的破壞。

圖2 溫度對黃色素穩定性影響

2.3 pH值對黃色素穩定性的影響。不同pH值對黃色素穩定性的影響見圖3。由圖3可知，pH值為4～7時，黃頂菊黃色素溶液吸光度值呈逐漸上升趨勢；pH值在7～8時，黃色素下降幅度小，pH值在8～10時，黃頂菊黃色素溶液的吸光度值隨pH值的增大而增加，且上升幅度越大，性質變化越大，對黃色素的破壞越大；pH值＞10時，黃頂菊黃色素溶液的吸光度值隨pH值的增大而下降，黃色素變得逐漸不穩定。所以，黃色素應用時應在中性或弱酸的環境下使用。

圖3 pH值對黃色素穩定性影響

2.4 氧化劑、還原劑對黃色素穩定性的影響。添加氧化劑、還原劑對黃頂菊黃色素穩定性影響見圖4。由圖4可以看出，添加氧化劑、還原劑后，隨著時間的增加黃頂菊黃色素的吸光度值均逐漸下降，說明氧化劑、還原劑會使黃色素變的不穩定，且破壞作用隨著時間的增加而增大。所以，黃頂菊黃色素在應用中應盡量避免與氧化劑、還原劑接觸。

圖4 氧化劑對黃色素穩定性影響

2.5 金屬離子對黃色素穩定性的影響。金屬離子對黃頂菊黃色素穩定性影響見圖5。由圖5可以看出，黃色素遇到Fe2+、Cu2+，吸光度值增加幅度大，可能對黃色素的結構造成不可逆的破壞，Ca2+、Na+、Mg2+相對來說對吸光度值變化影響較小。所以黃色素溶液應避免接觸鐵和銅制品。

圖5 金屬離子對黃頂菊黃色素穩定性影響

3 結論與討論

本試驗通過研究不同因素對黃頂菊黃色素穩定性的影響，探究黃頂菊黃色素保持穩定的條件，以便為儲藏和加工過程提供指導。

在黑暗避光、自然光、白熾光下，隨著光照強度的增加黃頂菊黃色素穩定性逐漸下降。在30℃～70℃范圍內，隨著溫度的升高黃頂菊黃色素穩定性逐漸下降。黃色素在中性和弱酸性條件下較穩定，堿性條件下穩定性下降。氧化劑和還原劑對黃色素穩定性影響較大，加入Fe2+、Cu2+后黃色素穩定性破壞嚴重。黃頂菊黃色素的穩定應用范圍為：低溫、避光、弱酸性及中性條件下，避免與氧化劑類、還原劑類物質同時使用，避免與鐵、銅容器及其制品接觸。