不同保存方法對紅藍草色素留存和溶出率的影響

馬艷碧 李錦良 黃梅華 黃茂康 何全光

摘要：為延長紅藍草的保存時間，本文采用冷藏、冷凍和干燥處理的方法對紅藍草進行保存，比較經保存前后的紅藍草提取液在可見光波長范圍內的吸光值和特征波長的變化情況，以及色素在特征波長的吸光值隨時間變化的差異，分析不同保存方法對紅藍草色素留存率和溶出效果的影響，從而確定最優的紅藍草保存方法。結果表明，冷藏1周的紅草或藍草提取液吸光曲線最接近于鮮樣，而冷凍或干燥后曲線均發生了變化。-36 ℃冷凍或50 ℃干燥后保存的紅草紅色素在特征吸收波長處的吸光值和溶出速度差別不大，但藍草紫藍色素經冷凍或干燥保存后其特征吸光值均下降，冷凍保存下藍紫色素的流失比干燥保存的流失更少；冷凍和干燥處理均可加快紅草和藍草色素的溶出速度，浸泡后分別在1.5 h和4.5 h色素溶出率接近最大值；綜合考慮，紅藍草短期可在4 ℃下貯藏1周，紅草在50 ℃下干燥后真空保存能降低保存成本，而藍草在-36 ℃下冷凍保存效果最好。本研究為五色糯米飯產業化生產中的紅藍草原料的保存提供了參考依據。

關鍵詞：紅藍草；色素；保存方法；留存率；溶出率

中圖分類號：TS201.2 文獻標志碼：A

Effects of Different Preservation Methods on

Peristrophe roxburghiana Pigment Retention and Dissolution Rate

MA Yanbi1，2， LI Jinliang3，? HUANG Meihua1，2， HUANG Maokang1，2，

HE Quanguang1，2

（1Institute of Agro-Products Processing Science and Technology， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning， Guangxi， 530007， China; 2Guangxi Key Laboratory of New Technology of Fruit and Vegetable Storage and Processing， Nanning， Guangxi， 530007， China; 3Agriculture， Forestry and Water Conservancy Comprehensive Service Center of Chengxiang Town， Wuming District， Nanning， Guangxi， 530000， China）

Abstract： To extend preservation period of Peristrophe roxburghiana， methods of cold storage， freezing and drying treatment were taken to preserve P. roxburghiana. The changes of absorbance value and characteristic wavelength of P. roxburghiana extract in the visible wavelength range before and after preservation and the difference of absorbance value of pigment in characteristic wavelength in different time were compared to analyze the effects of different preservation methods on the pigment retention rate and dissolution effect of P. roxburghiana， so as to determine the optimal P. roxburghiana preservation method. The results demonstrated that the spectrum curve of the extract from cold-stored plant was comparable to that of the fresh plant material， and the curve changed after cold storage or drying. The absorbance value and dissolution rate of red pigment of red grass freezing at -36 °C or drying at 50 °C did not differ much in the characteristic absorption wavelength， but the characteristic absorbance value of purple-blue pigment decreased after freezing or drying， and the loss of purple-blue pigment under freezing preservation was less than that of drying storage. Freezing and drying treatment could accelerate the dissolution of P. roxburghiana pigments， and the red and purple-blue pigments dissolution rate were close to the maximum value at about 1.5 h and 4.5 h respectively after soaking. P. roxburghiana can be kept well at 4°C for a week， red grass drying at 50℃ in vacuum is at a lower cost and blue grass are preserved well when freezing at -36℃. This study provides a reference for the preservation of P. roxburghiana， a raw material for industrial production of Zhuang five-color sticky rice.

Keywords： Peristrophe roxburghiana; pigments; preservation method; retention rate; dissolution rate

紅藍草（Peristrophe roxburghiana）為爵床科觀音草屬植物，又名觀音草、山藍、紅絲線，主要分布在我國云南、廣東、廣西等地[1]。紅藍草中含有兩種天然色素——紫藍色素和紅色素，可作為染料。區分紅藍草所含的色素主要看葉子是否帶毛，葉子帶毛的主要含紅色素，不帶毛的主要含紫藍色素，用其莖葉熬制的汁液浸泡糯米可以分別得到紅色或紫色兩種糯米飯。廣西壯族人民每逢佳節便會以紅藍草汁液染制廣西人民尤愛的傳統風味小吃——五色糯米飯，故廣西的三月三也有“五彩三月三”之稱。紅藍草中的色素可作為“五色糯米飯”的天然染料，在食品著色方面具有極大的應用前景。不僅如此，紅藍草具有清熱解毒、散瘀消腫、清肺熱、止咳等功效，全草可入藥[1]。紅藍草除含天然色素外，還有生物堿類、黃酮類、萜類、甾體及苷類、苯丙素和揮發油等多種化合物，具有降血壓、保肝護肝、止咳、鎮咳、祛痰、抗氧化、防治心血管疾病等作用，在醫藥、保健以及食品染料中應用廣泛[2]，因此對其功能食品開發及臨床研究具有重要意義。目前，研究者對紅藍草中的營養成分[2]、化學成分和藥理作用[3]展開了深入研究，對其活性成分[4，5，6]和色素的提取[7，8，9]、影響色素穩定性的因素[10，11，12]的研究也不少，但對于紅藍草的保存方法卻鮮少報道。

本實驗采用冷凍或干燥處理的方法對紅藍草進行保存，比較經處理保存前后的紅藍草原料提取液吸收波長的變化和色素溶出速度的差異，選出最優的紅藍草保存方法，以期為紅藍草在五色糯米飯等加工產品的工業化生產及植物染料在醫藥、保健和食品領域的的開發應用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料

新鮮紅藍草（葉子帶毛和葉子不帶毛2種，為更好區分，葉子帶毛簡稱紅草，葉子不帶毛簡稱藍草），于2022年4月采自廣西武鳴。

1.1.2 實驗設備

UV-1800PC紫外/可見分光光度計（上海美析儀器有限公司）；BSA124S電子天平〔賽多利斯科學儀器（北京）有限公司〕；WGLL-230BE電熱鼓風干燥箱（天津市泰斯特儀器有限公司）；3-18KS高速冷凍離心機（長沙高新技術產業開發區湘儀離心機儀器有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品的預處理及保存方法

鮮樣采集回實驗室后，剔除雜草及腐爛不完整的枝葉，清洗干凈，晾干表面水分，對紅藍草鮮樣進行4種不同保存條件的處理，即分別將樣品置于保鮮袋中4 ℃冷藏2周、-36 ℃冷凍2個月和在50 ℃和80 ℃條件下干燥至水分含量8%以下后抽真空，并置于室內陰涼處保存2個月。

1.2.2 樣品水分含量的測定

根據《GB5009.3-2016 食品安全國家標準 食品中水分的測定》中的直接干燥法[13]測定鮮樣桿葉的水分含量。

1.2.3 不同保存方法原料提取液吸收波長的測定

取上述置于4 ℃冷藏1周（冷藏超過1周的植株葉片開始逐漸腐爛）、-36 ℃冷凍保存2個月和在50 ℃、80℃條件下干燥后真空保存2個月的紅草和藍草，冷凍保存稱取10 g濕樣，干燥保存稱取相當于10 g濕樣的干樣于100 mL水中，煮沸30 min后，冷卻定容至100 mL，靜置過濾，取2 mL濾液在波長為340～900 nm范圍內進行光譜掃描，并和鮮樣對比吸收波長有無明顯變化。

1.2.4 不同保存方法色素溶出速度的測定

將4 ℃冷藏（1周）、-36 ℃冷凍（1周）、50 ℃干燥（1周）、80 ℃干燥（1周）保存后的各樣品在同一條件下浸提，即取上述不同方法保存的樣品，冷凍保存稱取10 g濕樣，干燥保存稱取相當于10 g濕樣的干樣于100 mL水中，攪拌后定時取水樣過濾測定吸光值，結合文獻以及上一步的分析結果，選擇在490 nm波長處、580 nm波長處測定紅草、藍草的吸光值。

2 結果與分析

2.1 水分含量

為確定樣品桿葉配比以及保存條件的選擇，將紅草和藍草的桿葉分離后進行水分含量的測定。經計算得出：紅草桿的水分含量為64.88%，葉為68.80%；藍草桿的水分含量為74.48%，葉的水分含量為76.33%（表1）。由于葉桿水分差異不大，但考慮到在傳統技藝中是葉桿一起熬制染液[14]，葉桿的重量比例約為1∶2，故在后續實驗中按照葉桿1∶2的重量比配置樣品。

2.2 不同保存方法下原料提取液吸收波長的比較

通過比較經保存前后的紅藍草提取液在可見光波長范圍內的吸光值和特征波長的變化情況，可用于判斷經處理后的樣品與鮮樣中的色素成分是否存在差別，從而選出該樣品的最優保存方法。

由圖1可知，在340～900 nm波長范圍內，不同方法下保存的紅草提取液均沒有出現新的吸收峰，在特征吸收波長490 nm處的吸光值比較接近。在4 ℃冷藏1周的紅草提取液曲線和鮮樣曲線最為接近，340～552 nm部分的曲線幾乎重合，550～900 nm部分冷藏的紅草提取液吸光值略有增加。熱風干燥和冷凍后長期保存的紅草提取液，550～900 nm和390～530 nm部分吸光值明顯上升，同時417 nm處的吸收峰值提高，總體來看，冷凍保存的紅草提取液吸光值上升較小，80 ℃干燥的吸光值提升最大。因此，紅草在經過長期保存后雖然沒有新的吸收峰產生，特征吸收峰變化不大，但有部分曲線的吸光值明顯提高，短期1周可采用4 ℃冷藏保存，此時曲線和鮮樣最為接近。由于冷藏超過1周后葉片開始腐爛，因此長期保存需要采用冷凍或者干燥的方法，從長期保存的曲線來看，冷凍保存優于50 ℃干燥，而80 ℃干燥效果最差。

根據蔣紅芝等[12]對紅藍草紫藍色素穩定性的研究可知紫藍色素稀釋液最大吸收波長為580 nm，結合圖2，藍草在340～900 nm波長范圍內出現2個波峰，經保存后的藍草，和鮮樣相比，吸收波長的曲線趨勢并沒有發生明顯變化。藍草經過貯藏后，特征吸收波長580 nm的吸光度值下降，4 ℃冷藏藍草提取液吸光值最接近鮮樣，長期冷凍保存的樣品吸光度值下降較多，50 ℃干燥處理吸光度值略低于冷凍保存，80 ℃干燥處理的樣品提取液特征吸光值最低。此外，經過熱風干燥處理后400 nm處的吸收峰明顯提高，且80 ℃干燥的樣品峰值高于50 ℃干燥的樣品。可見，鮮樣經冷藏、冷凍或干燥后，藍草中的紫藍色素會減少，使其特征吸光度下降。結合吸光度的下降變化，可知藍草宜現采現用[15]，短期1周冷藏可放于4 ℃， 長期保存先采用冷凍保存，如干燥后保存，干燥時溫度不宜過高。

2.3 不同保存方法下紅藍草色素溶出速度的比較

通過測定不同樣品的色素特征吸光值隨浸出時間的變化來比較其色素溶出速度，在同一時間點，吸光值越高，紅藍草色素溶出速度越快。由圖3和圖4可知，經不同方法保存的紅藍草浸提時間越長，吸光值越高，色素溶出越多。4種不同保存方法的紅草與藍草在浸提0 h和浸提24 h時的吸光度差別不大，而在浸提0.5 h、21.5 h、4.5 h時的吸光度存在明顯差異，其中1.5 h時尤為明顯。

由圖3可知，浸提1.5 h，-36 ℃下冷凍的紅草浸提液吸光值最大，經50 ℃和80 ℃干燥后的紅草的吸光值次之，4 ℃下冷藏的紅草的吸光值最??；浸提時間達到4.5 h，經50 ℃和80 ℃干燥的紅草其浸提液的吸光值接近，且大于冷藏和冷凍的吸光值，浸提達到24 h時，4種不同處理方法的紅草吸光值差異不大。在其他條件不變的情況下，色素浸提時間的延長有助于色素溶出，紅草經冷凍后色素溶出在浸提1.5 h時達到最大值，而經干燥后紅草紅色素隨浸提時間的延長，溶出越多，在4.5 h后，色素溶出趨于穩定。

由圖4可知，浸提0.5 h，-36 ℃下冷凍的藍草浸提液吸光值最大，4 ℃下冷藏的藍草的吸光值最小，經50 ℃和80 ℃干燥后的藍草吸光值差別不大；浸提達到4.5 h，冷藏和干燥后的藍草吸光值接近，但比冷凍藍草的吸光值低；浸提達到24 h，4種不同處理的藍草吸光值相同，說明冷藏的藍草色素溶出速度最慢，冷凍處理后的藍草色素溶出速度最快，干燥處理溶出速度介于兩者之間。

3 結論與討論

本實驗采用冷凍或干燥處理的方法對紅藍草進行保存，分析其對色素留存率的影響。實驗發現紅藍草在4種不同處理的條件下均能保存一定時間，保存后浸提液的掃描光譜會發生變化，其中在特征吸收波長處，經冷凍或干燥保存的紅草紅色素吸光值和鮮樣相比差異不大，而冷凍或干燥保存會導致藍草紫藍色素吸光值下降。結合何語靜[16]在研究4種天然色素的光敏性和熱敏性中提到環境中的溫度和光照會對天然色素產生影響，造成色素保存率降低，而蔣紅芝等[12]發現紅藍草紅色素、紫色素溶液的吸光值受溫度和光照的影響不大的研究結果分析，實驗中紅藍草紫藍色素留存率下降的原因可能是色素未經過純化，隨著干燥的進行，紅藍草的水分流失，相關酶的活性下降，但未完全失活，因此在儲藏過程中有部分色素分解，而低溫下雖能抑制酶對色素的分解作用但亦未能使酶完全失活。除此之外，空氣中的氧氣、微生物等因素也有可能會促使色素降解。

本實驗通過比較紅藍草的色素溶出速度發現，紅草經冷凍后特征吸光值在浸提1.5 h時接近到最大值，而干燥的紅草浸提時間需要4.5 h以上，色素溶出才趨于穩定；經冷凍后的藍草色素的溶出速度也優于其他3種處理方法，隨著時間延長，吸光值增大，4.5 h的浸提即可使色素溶出率接近最大值，說明冷凍均利于紅草和藍草色素的溶出，而張莉[17]的研究也證實了茶葉經冷凍處理后，冷水浸泡下的茶葉中的茶多酚等物質的溶出速度要明顯快于未經冷凍處理的茶葉，且-40 ℃冷凍的茶葉中茶多酚的溶出速度快于-18 ℃冷凍的茶葉。姚路暢[18]通過透射電子顯微鏡觀察未經冷凍處理和經? ? ? ?-15 ℃到-32 ℃冷凍處理的“霞多麗”葡萄果皮內細胞物質的變化后發現，冷凍處理會導致葡萄果皮中的細胞變形，細胞壁斷裂，細胞結構遭到破壞，從而使果皮中的物質外泄溶出，且隨著溫度的降低，破壞程度越嚴重。由此推測，紅藍草經冷凍處理后浸提，紅藍草中的細胞也可能會逐漸變形、破壞，導致細胞內的物質易滲出，從而使色素溶出速度加快。

綜上所述，這3種保存方法中，短期保存以4 ℃冷藏1周為宜，提取液光譜曲線和鮮樣最為接近，長期保存可使用冷凍或干燥后真空保存，紅草在50 ℃條件下干燥后真空保存效果最好，此方法簡單易行并降低了保存成本；而藍草在-36 ℃下冷凍保存效果最好，操作簡單但成本較高，經過冷凍或干燥處理后均可以加快色素的溶出。紅草和藍草的原料保存特性存在明顯差異，尤其需要探索更便捷和低成本的藍草保存方法，同時結合有效成分分析及功能活性物質研究，以提高紅藍草的開發利用價值。

本試驗為紅藍草的保存提供了一定的方向，也為“壯族五色糯米飯”的周年連續化工業生產提供了理論研究基礎。

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責任編輯：李菊馨

基金項目：廣西農業科學院項目（2021YT110，桂農科盟202315）。

第一作者：馬艷碧（1999—），助理工程師，主要從事藥食同源及民族特色食品開發利用技術等研究工作，E-mail：1253725911@qq.com。

收稿日期：2023-08-02