湖南武陵山区野生阳荷红色素的理化性质研究

秦玉芝 ，黄 玮 ，李 坚 ，刘东波 ，，何长征 ，熊兴耀 ，

（1.湖南农业大学园艺园林学院，湖南 长沙 410128；2.湖南农业大学东方科技学院，湖南 长沙 410128；3.湖南农业大学国家重点实验室培育基地，湖南 长沙 410128）

阳荷（Zingiber striolatum Diels），俗称野姜、猴姜、观音花、莲花姜等，属野生姜科多年生草本植物，营养成份丰富（富含蛋白质、氨基酸、维生素、糖类、有机酸、矿质元素等），是菜用兼药理保健功能为一体的纯天然膳食纤维食品[1]。阳荷的食用器官（花苞）含有丰富的天然红色素，作为食品添加剂开发前景非常大。试验以湖南武陵山区野生阳荷为研究材料，研究了pH值、温度、防腐剂、糖类、氧化还原剂与金属离子对阳荷红色素稳定性的影响，旨在为新型天然色素开发及武陵山区野生阳荷资源的综合利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

湖南武陵山区野生阳荷。将采集到的阳荷花苞，洗净，沥干水分，烘干，粉碎，密封保存备用。

1.2 试剂

80%乙醇溶液、0.1mol/L HCl、0.1mol/LNaOH、葡萄糖、果糖、蔗糖、柠檬酸、淀粉、山梨酸钾、苯甲酸钠、氨基乙酸、浓盐酸、NaAc·3H2O、6mol/LHAc、NH4Ac、NH4Cl、15 mol/L氨水、邻苯二甲酸氢钾、H2O2溶液、Vc（抗坏血酸）、Fe2（SO4）3、FeSO4·7H2O、KCl、Al2（SO4）3·18H2O、Na2SO4、CuSO4·5H2O、MgSO4·7H2O、Ca（NO3）2·4H2O、ZnSO4·7H2O，药品均为国产分析纯。

1.3 试验方法

1.3.1 色素提取 参考朱玉昌等[2]的方法，以85%酸性乙醇溶液作为提取剂，料液比为1 g∶180mL，恒温水浴锅中50℃恒温浸提90min，备用。

1.3.2 pH值对阳荷色素稳定性的影响 分别取5 mL 色素提取液，用 pH 值为 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13 的缓冲液溶液定容至 50mL，以同 pH值的缓冲溶液作参比测定其A510。

1.3.3 防腐剂对阳荷色素稳定性的影响 取5 mL色素提取液，用不同浓度的防腐剂（柠檬酸，山梨酸钾，苯甲酸钠）溶液定容至50 mL，在室温下分别静置4 h，以同浓度对应的防腐剂溶液作参比测定其 A510。

1.3.4 糖类对阳荷色素稳定性的影响 取5mL提取液，用不同浓度的糖类（淀粉，蔗糖，果糖，葡萄糖）溶液定容至50 mL，在室温下分别静置4 h，以同浓度对应的糖类溶液作参比测定其A510。

1.3.5 阳荷色素的耐氧化耐还原性 取5mL色素提取液，用不同浓度的 H2O2（0、1%、2%、3%、4%、5%、6%）和 Vc溶液（0、0.1、0.2、0.3、0.4 g/100mL）分别定容至50mL，在室温下分别静置4 h，以同浓度对应的氧化还原剂溶液作参比测定其A510。

1.3.6 金属离子对阳荷色素稳定性的影响 取5 mL色素提取液，用不同浓度的金属离子（Fe3+、Fe2+、K+、Al3+、Na+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Zn2+） 溶液分别定容至50mL，分别静置4 h，以同浓度对应的金属离子溶液作参比测定其A510。

2 结果与分析

2.1 pH值对阳荷红色素稳定性的影响

如图1所示，在pH值在1～5的范围内，阳荷红色素在510 nm处的吸光度直线下降；之后，pH值由5增加到10的过程中，变幅较小。pH值超过10后吸光值继续下降。随着pH值的升高，色素颜色由深红色，逐渐变淡，至pH值为7时，成为紫色，逐渐变黑，pH值13时为绿色。

图1 pH值对阳荷红色素稳定性的影响

2.2 防腐剂对阳荷红色素稳定性的影响

0.4 g/100mL以内的山梨酸钾、苯甲酸钠对阳荷红色素影响不大。添加柠檬酸对阳荷红色素有一定增色效应（图2）。

图2 防腐剂对阳荷红色素稳定性的影响

2.3 糖类对阳荷红色素稳定性的影响

如图3所示，0.4 g/100mL以内的淀粉、蔗糖与葡萄糖对阳荷红色素的稳定性没有影响。

图3 糖类对阳荷红色素稳定性的影响

2.4 阳荷红色素的耐氧化耐还原性分析

如图4所示，试验条件下H2O2对阳荷红色素影响不大。当添加的Vc浓度超过0.1 g/100mL时具有小幅增色效应（图5）。

图4 H2O2对阳荷红色素稳定性的影响

2.5 金属离子对阳荷红色素稳定性的影响

如图6所示，不同浓度处理下静置4 h后，体系中添加0.06 g/100mL以内的金属离子K+、Na+对阳荷红色素没有产生明显影响。体系中的Al3+使阳荷红色素A510值增大，并与添加浓度正相关。添加0.02 g/100mL 的 Fe3+、Fe2+、Ca2+、Cu2+和 0.04 g/100mL的Mg2+、Zn2+能使色素增色，但在此基础上小幅提高浓度，不再继续增色。

图5 Vc对阳荷红色素稳定性的影响

图6 金属离子对阳荷红色素稳定性的影响

3 讨论与结论

色素的呈色与其结构有着密切的关系，结构的形式与变化内在决定着物质的呈色与变色。当色素加入食品中，由于受到加工、酸、碱、盐、光、热、氧化等作用，使其结构发生变化，比如破坏原有共轭体系，改变共轭双键的数目，形成或损失助色团等情况，就会导致物质吸收光的波长发生变化，如在可见区域移动呈现出颜色变化[3-7]。

试验结果表明：（1）pH值对阳荷色素的理化性质影响较大，随着体系pH值的增加，阳荷红色素由深红色逐渐变淡，pH值超过7后，变为紫色、黑色直至绿色。阳荷红色素在酸性条件下较稳定。（2）糖类对阳荷色素稳定性基本没有影响。防腐剂柠檬酸影响阳荷红色素稳定性，其增色效应与浓度呈正相关，山梨酸钾和苯甲酸钠的影响较小。在试验设定的H2O2浓度范围内阳荷红色素的稳定性较好，体系中添加Vc使阳荷色素增色，与添加浓度具有正相关性。（3）金属离子 Fe3+、Fe2+、Ca2+、Al3+对阳荷红色素影响较大，Mg2+、Al3+、Cu2+次之，对阳荷红色素具有增色效应。K+、Na+的添加对阳荷红色素没有影响。

[1] 中国科学院云南植物研究所.云南植物志[M].昆明：科技出版社，1997.

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