黄色七彩菊花色素的提取及其稳定性研究*

管春平，杨 平

(1.楚雄师范学院化学与生命科学系，云南 楚雄 675000;2.大姚县第一中学，云南 大姚 675400)

色素就其来源，分为天然色素和合成色素。天然色素主要指从动、植物和微生物中提取的色素，人类从古代就开始使用天然色素为食品着色;合成色素则是指用化学方法合成的色素。现代医学证明，合成色素大多对人体有不同程度的副作用，而天然色素，尤其是来自可食性植物的天然色素，不仅安全，有的还具有一定的营养和药理作用。因此，世界各国正大力开发和利用食用天然色素，天然色素逐渐取代合成色素是食用色素发展的必然趋势［1］。

七彩菊:(Helichrysum bracteatum)属于菊科蜡菊属，具有抗疲劳、护肤养颜、明目清心、润肺、清热解毒、明目之功效 (可内服、外用)。特别具有安定神经与助消化的作用，最适合餐后和睡前饮用，是失眠患者的上好茶饮。

目前从植物中提取色素的方法有有机溶剂提取、微波提取、超声波提取、超临界CO2萃取以及酶法等［2］，但从黄色七彩菊花中提取色素及理化性质进行研究尚未见报道。本文通过对黄色七彩菊花中色素的提取及稳定性进行研究，为未来“七彩菊”花色素应用于食品、化妆品、医药提供一定参考。

1.材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

1.1.1 仪器:

722型可见分光光度计 (山东高密分析仪器厂)，HH－S2S恒温水浴锅 (金坛市大地自动化仪器厂)，CP214电子天平 (奥豪斯仪器上海有限公司)。

1.1.2 材料与试剂:

甲醇、无水乙醇、丙酮、石油醚、盐酸、氢氧化钠、过氧化氢、亚硫酸钠、氯化钠、氯化铁、氯化钾、氯化铜、氯化钙，以上试剂皆为分析纯;实验用水为蒸馏水。

本实验所用的黄色七彩菊均采自呈贡斗南，洗净干燥备用。

1.2 实验方法

1.2.1 提取工艺流程

干燥黄色七彩菊花瓣→粉碎→蒸馏水浸提→过滤→黄色澄清透明液体。

1.2.2 提取剂的选择［3］

称取5份0.2g七彩菊花粉末于广口瓶中，分别加入20.0mL蒸馏水、甲醇、无水乙醇、丙酮、石油醚，室温下浸提24小时后过滤，观察各提取液颜色，选择合适提取剂。

1.2.3 提取液最大吸收波长的选择

称取0.2g七彩菊花粉末于广口瓶中，加入20.0mL选定的提取剂，室温下浸提24小时，过滤，洗涤，合并，定容于50mL容量瓶得样品液。以选定的浸提剂为参比，用722型可见分光光度计在180—780nm之间每隔10nm测量样品液吸光度。实验结果七彩菊花色素在390nm波长处有最大吸光度，因此选择390nm为最大吸收波长，后续实验的吸光度均在390nm下测定。

1.2.4 单因素实验［4］

称取不同质量的七彩菊花粉末，用1.2.3的方法制样品液，观察颜色，测吸光度，平行实验三次，选择合适的料液比。用同样的方法进行提取温度，提取时间的选定。

1.2.5 正交试验设计［5］

在单因素试验的基础上，选择料液比、温度、提取时间进行三因素三水平L9(33)正交试验，以选择最佳提取条件。

1.2.6 色素稳定性的探究［6，7］

在正交实验确定的最佳提取条件下提取色素，过滤，洗涤，合并，定容，分别考察温度、光照、酸碱性、氧化剂、还原剂和部分金属离子对色素液稳定性的影响。

2.结果与分析

2.1 色素提取条件的选择

2.1.1 提取剂的选择

常温下，七彩菊花粉末经不同溶剂浸提后，观察所得色素液的颜色，结果如表1所示。

表1 不同溶剂所得色素液的状况

从表1可知，随着溶剂极性减小，色素溶出减少，黄色变浅。石油醚为无色，表明黄色七彩菊花所含的色素为水溶性色素。蒸馏水提取色素液颜色较深，故选定蒸馏水作为浸提剂。

2.1.2 料液比的选择

常温下，以蒸馏水作为浸提剂，按不同料液比提取，所得色素样品液在390nm处的吸光度如图1。

图1 不同料液比制得的样品液的吸光度

从图1中可以看出，随着原料的增加，色素液吸光度增大。当原料增加到1.6g时，吸光度达到最大，此后随着原料的增加，吸光度变化不大。因此，选择原料用量为1.6g较适宜，此时料液比为1∶12.5(g/mL)。

2.1.3 提取温度的选择

用1∶12.5(g/mL)的料液比，在不同温度下浸提，所得色素样品液的吸光度如表2。

表2 不同提取温度下所得样品液的状况

实验结果，不同温度下制得的样品液均呈黄色，从表2中可以知，随着温度的增加，吸光度增大。在70℃时达到最大，之后随着温度的升高，色素液吸光度则有所降低，但变化幅度不大。浸提温度选择70℃较适宜。

2.1.4 提取时间的选择

在70℃下，用1∶12.5(g/mL)的料液比，提取不同时间，测定色素样品液吸光度，结果如表3。

表3 不同提取时间所得样品液的情况

实验结果，浸提不同时间制得的样品液均呈黄色，从表3中可以看出，随着提取时间的增加，样品液吸光度增大。提取时间为30min时，吸光度最大，之后随着时间的增加，色素液的吸光度逐渐降低。因此，提取时间控制在30min左右为宜。

2.2 最佳提取条件的选择

在单因素基础上进行三因素三水平正交实验，选定的实验因素如表4。

表4 正交实验因素表

进行三因素三水平正交实验结果如表5。

表5 正交试验结果

从表5可知温度对七彩菊花色素的提取影响最大，提取时间次之，最后是料液比，最佳提取条件为:A3B3C2，即温度为80℃，料液比为1∶11.1(g/mL)，提取时间为30min。

2.3 黄色七彩菊花色素稳定性研究

称取1.8g七彩菊花粉末于锥形瓶中，加入蒸馏水20.0mL，在80℃恒温水浴中浸提30min过滤，洗涤，合并，定容到250.0mL后静置备用。

2.3.1 温度对花色素稳定性的影响

将色素液置于不同温度下恒温30min，测定吸光度，结果如图6。

表6 不同温度下色素液的情况

实验表明，在25℃—90℃范围内，色素液的颜色无差异，而吸光度在25℃—70℃范围内变化不大，并在30℃—50℃之间保持恒定，说明在较高的温度下色素有很好的热稳定性。

2.3.2 光对花色素稳定性的影响

将色素液置于不同光源下不同时间，测定吸光度，结果如表7。

实验表明，黄色七彩菊花色素液在室内自然光下，保存48小时后颜色变淡，保存24小时后吸光度明显下降。在避光的情况下，色素液保存72小时后颜色不变，吸光度值变化也不明显。说明色素光照下不稳定，故使用时，短时间内不需避光保存，但较长时间则需避光保存。

2.3.3 酸碱性对花色素稳定性的影响

将色素液调至不同酸度下，放置30min，测定吸光度，结果如表8。

表8 酸碱性对花色素液颜色的影响

实验表明，随pH值的增大，色素液的颜色由浅黄色到黄色再到深黄色，说明色素液的使用受酸碱性影响较大。但从实验结果来看，pH值在2—6之间的色素液的吸光度变化不明显，说明该色素适合在酸性条件下使用。

2.3.4 氧化剂、还原剂对花色素稳定性的影响

色素液与不同浓度H2O2、Na2SO3溶液作用后的颜色及测得的相应的吸光度如表9。

表9 氧化剂、还原剂对花色素稳颜色的影响

从表9可以看出，在氧化剂H2O2作用下色素液颜色变浅，吸光度降低，而色素液在还原剂Na2SO3的作用下颜色变深，吸光度升高。说明该色素液的抗氧化性较弱，容易被氧化，而在还原剂中则显现出一定的抗还原性。

2.3.5 部分金属离子对花色素稳定性的影响

0.1mol/L不同金属离子0.4mL加入到1.0mL色素提取液中并定容到2.0mL，30min后观察颜色并测定吸光度值，结果如表10。

表10 部分金属离子对花色素稳定性的影响

从表10可知，金属离子如Na+、K+、Ca2+、Al3+等对该色素基本上影响不大，而有色金属离子如Cu2+、Fe3+对该色素影响较大。

3.结论

(1)上述实验结果表明黄色七彩菊含有丰富的色素，用纯水提取效果最佳，为水溶性色素。提取色素液在390nm处有最大吸收波长。提取的最佳条件为:料液比:1∶11.1(g/mL)、提取温度为80℃、浸提时间为30min。

(2)黄色七彩菊花色素在贮存使用过程中，短时间内不需避光存放，但应避免长时间太阳光照射。花色素对酸稳定，建议在酸性条件下使用。花色素对氧化剂不稳定，对还原剂较稳定。Cu2+、Fe3+对“黄色七彩菊”花色素有明显的影响，Na+、K+、Ca2+、Al3+对花色素稳定性没有不良影响，因此，在提取与应用过程中应避免使用铜器与铁器。黄色七彩菊花色素为一种天然色素，安全无毒，具有保健作用，原料廉价易得，可用于食品加工业、医药及化妆产品，具有良好的开发应用前景。

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