不同金属离子和还原剂对落叶松松塔原花青素热稳定性影响的研究

张乃珣　郭庆启　王振宇

摘要[目的]研究落叶松松塔原花青素的热稳定性，建立原花青素变化的动力学模型。[方法]以落叶松松塔为原料，通过添加几种食品中常见的金属离子（Mg2+、Zn2+、Fe2+）和还原剂（NaHSO3），探讨了落叶松松塔中原花青素的热稳定性和降解情况。[结果]Mg2+、Zn2+或Fe2+的存在不利于原花青素的热稳定性，其降解反应活化能分别为15.01、27.88、21.60 kJ/mol，反应符合一级动力学模型（R2>0.744 4）；NaHSO3的存在会提高原花青素的热稳定性，反应符合一级动力学模型（R2>0.656 3），其降解活化能为36.36 kJ/mol。并建立起几种条件下的原花青素的降解动力学模型，通过验证表明模型与实测值拟合程度好。[结论]该研究为落叶松松塔原花青素保质期和残留率的预测提供了科学依据。

关键词落叶松；松塔；原花青素；热降解；动力学

中图分类号S791.22文献标识码A文章编号0517-6611（2014）22-07463-04

落叶松[Larix gmelinii（Rupr.）Kuzen.]是我国东北、内蒙古林区以及华北、西南的高山针叶林的重要组成部分[1]，其原花青素含量很高[2-3]。原花青素是酚类化合物中具有某些特殊分子结构的一类化合物的总称，在自然界中一般存在于一些谷物、豆类的种子、花和树皮中[4]。原花青素具有抗氧化[5]、清除自由基[6-7]、抗肿瘤[8-9]、抗诱变[10]等多种生物活性。研究人员对原花青素的稳定性研究[11-14]显示，K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Al3+、Pb2+等金属离子和还原剂NaHSO3、VC均对原花青素稳定性有一定影响。目前国内外对原花青素的开发多以葡萄籽、葡萄皮、马尾松树皮、海岸松树皮为原料，而以落叶松为原料的研究较少。松塔作为松树的重要产物，具有资源多，使用后不破坏植物本身的生长，有利于保护环境的优点[15]。在此基础上，该研究着重选取对原花青素影响较大并在食品加工中常见的Mg2+、Zn2+、Fe2+和NaHSO3，探讨其对落叶松松塔原花青素热稳定性的影响，建立在不同条件下原花青素变化的动力学模型，对今后落叶松松塔原花青素在食品、医药等领域的应用具有积极的意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂 落叶松松塔：采自哈尔滨市阿城区亚沟林场。

儿茶素标品：纯度98%，购自Sigma公司；所用其他化学试剂均为化学纯。

1.2 仪器与设备JSP400A型高速多功能粉碎机（浙江省永康市金穗机械制造厂）；FE20 pH计（FiveEasy公司）；可见光分光光度计（美国LaMotte公司）；DK80型电热恒温水槽（上海一恒科技有限公司）；BSA423S精密天平（德国奥多利斯公司）。

1.3研究方法

1.3.1 落叶松松塔原花青素的提取。洗净落叶松松塔，放入恒温干燥箱中50 ℃烘干，粉碎，过60目筛。称取2.00 g样品粉末，加入50 ml 70%乙醇溶液中，70 ℃条件下浸提10 min，合并2次提取液定容至100 ml[16-18]，测定其pH为5.80。

1.3.2 原花青素含量测定。以儿茶素为标品，采用正丁醇-盐酸法[19-21]进行原花青素含量的测定。

1.3.3 Mg2+、Zn2+、Fe2+和NaHSO3对原花青素热稳定影响的研究。取40 ml原花青素浸提液 4份，分别加入0.1 mol/L Mg2+、Zn2+、Fe2+各1 ml及0.20 g NaHSO3，各置于50、60、70、80 ℃恒温水浴中，每24 h取出测定原花青素含量。以不加Mg2+、Zn2+、Fe2+和NaHSO3的原花青素浸提液为空白。重复5次，以平均值作为试验结果。

2化学动力学基本原理

2.1 动力学方程与半衰期化学动力学是物理化学的一个分支，主要是研究化学反应进行的速率和反应机理，即主要研究能够随时间而变化的非平衡的动态系统，而时间是一个重要变量[22-23]。