香花崖豆藤花瓣色素提取及其稳定性研究

摘要：通过单因素试验，探讨了香花崖豆藤花瓣色素的最佳提取条件，并对色素的稳定性进行了研究。结果表明，香花崖豆藤花瓣色素的最佳提取条件为：乙醇体积分数80%、回流温度60 ℃、回流时间90 min。香花崖豆藤花瓣色素在较强的酸性环境中（pH值≤5）呈紫红色，在微酸性环境中（pH值=6）呈浅红色，在中性及碱性环境中（pH值=7～8）呈暗蓝色，在强碱性环境中（pH值≥9）呈暗黄色。香花崖豆藤花瓣色素在自然光照下稳定；还原剂、食品添加剂、葡萄糖、蔗糖、食盐及金属离子Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Mg2+、Cu2+、Co2+、Al3+、Pb2+等对香花崖豆藤花瓣色素没有明显的影响；KMnO4、Fe2+、Sn2+离子对香花崖豆藤花瓣色素有一定的褪色作用，Fe3+影响色素稳定性。

关键词：香花崖豆藤；花瓣；色素；提取；性质

中图分类号： R284.2；TS264.4文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）01-0218-03

收稿日期：2013-06-07

基金项目：国家社会科学基金（编号：12XMZ033）。

作者简介：何可群（1971—），女，云南云龙人，硕士，副教授，主要研究方向为分析化学、药用植物学。E-mail：hekequn2004@163.com。食用色素是用于食品着色的一种食品添加剂，广泛应用于食品、医药及日化产品等行业。随着现代医学的发展，大多数合成色素被证明有不同程度的毒性，加之人们健康意识的提高，合成食用色素的使用逐渐受到限制，而天然食用色素由于安全性高且兼有一定的营养和药理作用而受到重视[1]。从植物中提取、开发天然食用色素已经成为科技工作者研究的热点之一。在成功开发的植物色素中，有不少来源于药用植物，如紫苏、接骨木果、乌饭树果、决明子等[2]。香花崖豆藤 （Millettia dielsiana Harms ex Diels ）是豆科崖豆藤属多年生藤本植物，其藤茎可代鸡血藤入药，别称山鸡血藤、大巴豆、山胡豆，分布在我国华南、西南、华中等地，具有行血补血，通经活络，强筋骨的功效，主要用于风湿痹痛的治疗[3]。已有的研究表明香花崖豆藤的化学成分主要是芸薹甾醇、豆甾醇、谷甾醇、木栓酮、鸡血藤醇、蒲公英赛酮及多种异黄酮类化合物[4-8]。目前国内外还未见有关香花崖豆藤花瓣色素的研究报道，香花崖豆藤花瓣及其酸性乙醇水溶液呈紫红色，具有开发为天然色素的潜力。为此，本研究对香花崖豆藤花瓣色素的提取条件及稳定性进行研究，以便为香花崖豆藤花瓣色素的进一步开发和利用提供科学依据。

1材料和方法

1.1材料

香花崖豆藤花瓣采自贵州省贵阳市花溪区。

主要试剂与仪器：乙醚、丙酮、乙酸乙酯、无水乙醇、柠檬酸、苯甲酸钠、EDTA、NaCl、葡萄糖、蔗糖、NaOH、浓HCl、维生素C、Na2SO3、KMnO4、CaCO3、MnSO4·H2O、ZnSO4·7H2O、KCl、NaCl、FeSO4·7H2O、MgSO4、CuSO4·5H2O、SnCl2·2H2O、CoSO4·7H2O、Al2（SO4）3·18H2O、Pb（NO3）2、FeCl3等均为分析纯；756PC紫外﹣可见分光光度计（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）、METTLERAE240电子分析天平（上海天平仪器厂）、数显恒温水浴锅（常州博远试验分析仪器有限公司）、PHS-2F型数字pH计（上海雷磁仪器厂）。

1.2方法

1.2.1香花崖豆藤花瓣色素提取剂的选择分别称取0500 g香花崖豆藤花瓣置于25 mL比色管中，依次加入 25 mL 乙醚、乙酸乙酯、丙酮、无水乙醇、60%乙醇水溶液、02%HCl-60%乙醇水溶液、0.2%HCl-无水乙醇、0.2%HCl-丙酮、0.2%HCl- H2O试剂，密塞，室温下放置24 h，观察色素提出情况并测定吸光度以便确定色素提取的适宜溶剂。

1.2.2香花崖豆藤花瓣色素的提取参照文献[9-18]中的方法，精确称取香花崖豆藤花瓣1.000 g，按固液比1 ∶30加入一定体积分数（20%、40%、60%、80%、99.5%）的0.2%HCl-乙醇水溶液，在一定温度（30、50、60、80、90 ℃）的水浴中回流提取一定时间（30、60、90、120、150 min）。冷却后过滤，用蒸馏水定容至50mL，摇匀备用。取适量上述色素提取液，以香花崖豆藤花瓣0.2%HCl-60%乙醇水提取液（pH值≈2）的最大吸收波长530 nm为测定波长，测定吸光度，以吸光度作为衡量色素提取率的评价指标。

1.2.3香花崖豆藤花瓣色素的稳定性检测参照文献[9-18]中的方法。

1.2.3.1酸度对香花崖豆藤花瓣色素稳定性的影响精确量取最佳条件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液25.00 mL，共11份，分别调节pH值为1～11，用相应pH值的蒸馏水定容至50 mL，观察色素提取液的颜色并用紫外-可见分光光度计在400～650 nm波长处扫描。

1.2.3.2氧化剂、还原剂及防腐剂对香花崖豆藤花瓣色素稳定性的影响精确量取最佳条件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液25.00 mL，共15份，分为3组（每组5份），各组分别加入200 mg/L 的KMnO4、Na2SO3及苯甲酸钠溶液0.500、100、1.50、2.00、2.50 mL，用蒸馏水定容至50 mL，摇匀，静置2 h，在530 nm波长处测定吸光度。

1.2.3.3食品添加剂对香花崖豆藤花瓣色素稳定性的影响精确量取最佳条件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液2500 mL，共15份，分为3组（每组5份），各组分别加入100 g/L的维生素C、EDTA、柠檬酸溶液0.500、1.00、1.50、200、2.50 mL，用蒸馏水定容至50 mL，摇匀，静置2 h，在 530 nm 波长处测定吸光度。

1.2.3.4葡萄糖、食盐及蔗糖对香花崖豆藤花瓣色素稳定性的影响精确量取最佳条件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液25.00 mL，共15份，分为3组（每组5份），各组分别加入0.500、1.00、1.50、2.00、2.50 g葡萄糖、食盐及蔗糖，用蒸馏水定容至50 mL，摇匀，静置2 h，在530 nm波长处测定吸光度。

1.2.3.5金属离子对香花崖豆藤花瓣色素稳定性的影响精确量取最佳条件下所得香花崖豆藤花瓣色素提取液 25.00 mL，共13份，分别加入pH值为2、金属离子质量浓度为 500 mg/L 的Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Cu2+、Sn2+、Co2+、Al3+、Pb2+等溶液10.00 mL，以 pH值=2 的水溶液定容至50 mL，摇匀，分别在0、24、48、72 h时，测定530 nm处的吸光度。

2结果与分析

2.1香花崖豆藤花瓣色素的最佳提取条件

2.1.1香花崖豆藤花瓣色素提取剂的选择由表1可知香花崖豆藤花瓣色素易溶于酸性乙醇水溶液中。

表1香花崖豆藤花瓣色素色素溶解性

溶剂1颜色1吸光度（D）乙醚1无色1乙酸乙酯1无色1丙酮1无色1无水乙醇1无色160%乙醇1无色10.2%HCl-60%乙醇1紫红色10.9330.2%HCl-无水乙醇1紫红色10.6450.2%HCl-丙酮1浅红色10.1320.2%HCl-H2O1紫红色10.752

2.1.2乙醇体积分数对香花崖豆藤花瓣色素提取率的影响在水浴温度60 ℃、提取时间60 min的条件下，研究乙醇体积分数对香花崖豆藤花瓣色素提取率的影响。由图1可知，随着乙醇体积分数的增加，香花崖豆藤花瓣色素提取液吸光度先增加后减小，当乙醇体积分数为80%时，色素提取液吸光度最大。这可能是由于乙醇体积分数过高对色素造成了迫害使得吸光度降低[9]，因此，乙醇体积分数以80%为佳。

2.1.3提取时间对香花崖豆藤花瓣色素提取率的影响在乙醇体积分数80%、水浴温度60 ℃的条件下，研究提取时间对香花崖豆藤花瓣色素提取率的影响。由图2可知，随着回流提取时间的增加，香花崖豆藤花瓣色素提取液吸光度逐渐增加，当回流提取时间超过90 min后，色素提取液吸光度明显下降，因此提取时间选90 min为佳。

2.1.4提取温度对香花崖豆藤花瓣色素提取率的影响在乙醇体积分数80%、提取时间90 min的条件下，研究提取温度对香花崖豆藤花瓣色素提取率的影响。由图3可知，随着回流提取温度的升高，香花崖豆藤花瓣色素提取液吸光度逐渐增加，但温度超过60 ℃后吸光度减小，提取温度以60 ℃为佳。

2.2香花崖豆藤花瓣色素的稳定性

2.2.1酸度对香花崖豆藤花瓣色素稳定性的影响表2的试验结果说明酸度对香花崖豆藤花瓣色素的影响较大，在较强的酸性环境中色素呈现鲜艳的紫红色，此时色素提取液的最大吸收峰为530 nm左右；当酸度下降到pH值=6时，色素提取液变为浅红色；当酸度下降到pH值=7～8时，色素提取

表2酸度对香花崖豆藤花瓣色素的影响

pH值1λmax（nm）1颜色1.015251紫红2.015301紫红3.015301紫红4.015301紫红5.015301紫红6.015301紫红7.015901暗蓝8.015901暗蓝9.01—1暗黄10.01—1暗黄11.01—1暗黄

液变为暗蓝色，最大吸收峰红移到590 nm附近。说明香花崖豆藤花瓣色素对pH值具有依赖性[17]，适于在酸性环境中使用。

2.2.2氧化剂、还原剂及防腐剂对香花崖豆藤花瓣色素稳定性的影响由图4可知，随着加入的KMnO4质量浓度的增大，香花崖豆藤花瓣色素提取液吸光度逐渐减小，但色素提取液颜色没有明显变化，说明氧化剂对香花崖豆藤花瓣色素有一定影响，而苯甲酸钠及Na2SO3对色素吸光度及颜色基本没有影响。

2.2.3食品添加剂对香花崖豆藤花瓣色素稳定性的影响由图5可知，随着维生素C、柠檬酸及EDTA质量浓度的增大，色素提取液颜色及吸光度没有明显变化，说明食品添加剂对香花崖豆藤花瓣色素没有明显影响。

2.2.4葡萄糖、食盐及蔗糖对香花崖豆藤花瓣色素稳定性的影响由图6可知，葡萄糖、蔗糖对香花崖豆藤花瓣色素颜色及吸光度没有明显影响。

2.2.5自然光及金属离子对香花崖豆藤色素稳定性的影响由图7可知，没有添加金属离子的色素溶液（对照）在自然光下放置 72 h 后吸光度没有明显下降，颜色没有明显改变，说明香花崖豆藤花瓣色素对自然光稳定；加入金属离子后香花崖豆藤花瓣色素吸光度较对照溶液的吸光度有一定程度的减小，在自然光下放置72 h后吸光度没有明显下降，颜色没有明显改变，说明Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Mg2+、Cu2+、Co2+、Al3+、Pb2+等离子对香花崖豆藤花瓣色素没有较大的影响；添加Fe2+离子后色素吸光度较对照有所下降，颜色变浅；而添加Sn2+离子后色素吸光度较对照有所下降，颜色变为紫红色，说明Fe2+、Sn2+离子对香花崖豆藤花瓣色素稳定性有一定的影响；而加入Fe3+离子的溶液颜色立即变为暗黄色，说明Fe3+影响香花崖豆藤花瓣色素的稳定性。这可能是由于Sn2+、Fe2+及Fe3+与色素形成金属络合物的原故[17]。

3结论和讨论

香花崖豆藤在我国南方地区资源丰富，也是民间常用药，但迄今为止，其资源还未得到有效的开发利用。本研究首次对香花崖豆藤花瓣色素的提取条件及其稳定性进行研究，结果表明香花崖豆藤花瓣色素最佳提取条件为：乙醇体积分数80%、提取温度60 ℃、提取时间90 min。香花崖豆藤花瓣色素在自然光照下放置72 h后颜色及吸光度没有明显变化，说明色素对自然光稳定；色素提取液在强酸性环境中呈现鲜艳的紫红色，在微酸近中性环境中呈浅红色，在碱性环境中呈现暗蓝色，这说明香花崖豆藤花瓣色素对酸度具有依赖性；氧化剂对香花崖豆藤花瓣色素稳定性有轻微的影响，而还原剂、防腐剂、食品添加剂、食盐、蔗糖及葡萄糖等对香花崖豆藤花瓣色素颜色没有明显影响，说明色素对它们的耐受力强；金属离子Ca2+、Mn2+、Zn2+、K+、Na+、Mg2+、Cu2+、Co2+、Al3+、Pb2+等对香花崖豆藤花瓣色素没有明显的影响；Fe2+、Sn2+离子对香花崖豆藤花瓣色素有一定的褪色作用，而Fe3+会使色素颜色变为暗黄色而影响色素稳定性。试验表明香花崖豆藤花瓣色素对常用食品添加剂以及金属离子等都有较强的耐受力，作为食用色素开发具有一定的价值。研究结果为香花崖豆藤花瓣色素的开发及利用提供了一定的科学依据。

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