紫红色四季报春花色素的提取及稳定性研究

柴连周

(保山中医药高等专科学校，基础部，云南保山678000)

四季报春花属报春花科，又名四季樱草、仙鹤莲等。花期是每年1～4月份，其花色有白色、紫红色、蓝色、洋红色、淡紫色、淡红色等，是云南8大名花之一［1］。

天然色素具有色泽自然、安全性高、特殊的芳香气味等特点［2］，还有一定的药理作用和营养效果。随着人类生活水平的提高，天然色素备受人们的亲睐。从植物中提取色素是生产天然色素的主要途径，常用的天然色素的提取方法有:溶剂提取法、超临界流体萃取法、微波萃取法、酶法［3］。目前，关于杜鹃花、百合花、迎春花、玫瑰花等的素色提取及稳定性研究已有很多报道［4］，但紫红色四季报春花色素的提取及稳定性研究鲜有报道［5－8］。

1 试验部分

1.1 材料、仪器与试剂

紫红色四季报春花(采于楚雄师范学院)，洗净，晒干，磨成粉末置于干燥器中备用。

无水乙醇、HCl、NaOH、H2O2、Na2SO3、FeCl3、KCl、MgCl2、NaCl、ZnCl2、可溶性淀粉、蔗糖、葡萄糖、柠檬酸均为分析纯。

722型光栅分光光度计(山东高密彩虹分析仪器有限公司);PHS－2C型酸度计(金坛市大地自动化仪器厂);L/L－S型电子天平(Switzerland);HH－S2S恒温水浴锅(金坛市大地自动化仪器厂);SHZ－D循环水式真空泵(巩义市英峪予华仪器厂)。

1.2 试验方法

1.2.1 溶剂的选择

取1.0g晒干的紫红色四季报春花，分别置于水、95%酸性乙醇、95%碱性乙醇、65%酸性乙醇、65%碱性乙醇中浸泡6h，过滤后减压抽滤得到色素母液，观察母液颜色，进而衡量色素提取效果。

1.2.2 紫红色四季报春花色素最大吸收波长的确定

吸取色素母液5.00 mL用蒸馏水稀释到100 mL后调pH=1，静置2 min，以蒸馏水为参比溶液，用分光计在200～700 nm波长范围内每隔10 nm测定一次溶液的吸光度，以确定紫红色四季报春花色素的最佳吸收波长。

1.2.3 紫红色四季报春花色素的稳定性分析

1)温度对色素的稳定性的影响

分别取7份10.00 mL pH=1的色素稀释液(色素母液以1∶20稀释)于7支比色管中，分别在不同的温度下加热1h，迅速冷却至室温后观察其颜色变化，以蒸馏水作参比溶液，测定其吸光度。

2)光对色素的稳定性的影响

将色素母液按1∶20稀释，并调节pH=1，然后分别取3份10.00 mL的稀释液于3支比色管中，并分别置于室内黑暗处、自然光(非直射光)照射、日光直接照射(从窗外射进)，1 h后用蒸馏水作参比溶液，在最大吸收波长下测定其吸光度。

3)pH值对色素稳定性的影响

将吸取的2.50 mL色素母液按1∶20稀释，取8份5.00 mL稀释液，其中7份分别加入HCl或NaOH 调整 pH 为 1、2、3、5、7、9、11，定容到 10.00 mL，剩余的1份用蒸馏水定容留做对照，放置1 h后，观察不同pH值时色素溶液颜色的变化，并测定其吸光度。

4)金属离子对色素稳定性的影响

配制含各种金属离子的盐溶液，浓度为0.080 mol/L，并吸取6份5.00 mL pH=1的按1∶20稀释的色素液，置于6支比色管中，其中5份分别用不同的金属离子溶液定容，剩余的1份用蒸馏水定容，室温下放置7 h，记录颜色的变化，并测定其吸光度。

5)氧化剂对色素稳定性的影响

配制质量分数为0.1% 、0.2%、0.3% 、0.4%的H2O2溶液，吸取5份5.00 mL pH=1的色素稀释液(色素母液以1∶20稀释)于5支比色管中，分别以H2O2溶液定容至刻度，摇匀后放置30 min，观察其颜色变化，并以各质量分数的H2O2溶液作参比溶液，在最大吸收波长下测定其吸光度。

6)还原剂对色素稳定性的影响

配制浓度为 2.0 ×10－3、4.0 ×10－3、6.0 ×10－3、8.0×10－3mol/L 的 Na2SO3溶液，吸取 5 份5.00 mL pH=1的按1∶20稀释的色素液于5支比色管中，分别以各浓度的Na2SO3溶液定容至刻度，摇匀后放置30min，观察其颜色变化，并以各浓度的Na2SO3溶液作参比溶液，测定其吸光度。

7)食品添加剂对色素稳定性的影响

配制一定浓度的葡萄糖、蔗糖、柠檬酸及可溶性淀粉的色素溶液，1 h后，目测色素液颜色变化，并测定其吸光度。

2 结果与讨论

2.1 不同溶剂对色素的提取效果

紫红色四季报春花色素在不同溶剂中的溶解情况见表1。由表1可知，紫红色四季报春花色素在水及乙醇中溶解性能较好，为水溶性色素，其中pH=1的95%酸性乙醇作浸提溶剂更为合适，且除去溶剂的温度低，有利于色素的稳定，提取方法简单，易推广。

表1 紫红色四季报春花色素在不同溶剂中的溶解情况Table 1 Four Seasons purple primrose pigment dissolved in different solvents

2.2 色素的光谱特征

稀释后的色素提取母液的吸光度测定结果如图1和表2所示。

图1 紫红色四季报春花色素的吸收光谱Figure 1 Absorption spectrum of four seasons purple primrose pigment

从图1可知，紫红色四季报春花色素在380～390 nm波长处有一吸收峰。由表2可知，紫红色四季报春花色素的最大吸收波长出现在可见光区的382 nm处，探讨其稳定性均在382 nm下测定吸光度。

表2 紫红色四季报春花色素在不同波长下的吸光度Table 2 Absorbance of four seasons purple primrose pigment at different wavelengths

2.3 色素的稳定性分析

2.3.1 温度对色素的影响

将色素稀释液放在不同的温度下加热1h后，测定其吸光度，结果见表3。

表3 不同温度对色素的影响Table 3 Effect of different temperatures on pigment

由表3可知，当温度≤50℃时，温度对色素稳定性基本没有影响;当温度≥60℃时，色素液颜色较室温时淡，且温度升高，吸光度变小。说明紫红色四季报春花色素在中等温度稳定性尚好，但温度超过60℃影响就不能忽视了。

2.3.2 光照对色素的影响

将色素置于不同的光照1 h后，在382 nm波长下测定其吸光度，试验结果见表4。

表4 光照对色素的影响Table 4 Effect of light on the pigment

由表4可知，光照强度增强，色素的吸光度值变化不大，色素溶液的颜色依然是紫红色，清澈无沉淀发生，表明该色素的耐光性较好。

2.3.3 pH值对色素的影响

不同pH条件下测得溶液的吸光度如表5所示。

表5 pH对色素稳定性的影响Table 5 Effect of pH on the stability of the pigment

由表5可知，在碱性条件下，此色素成黄、绿色，说明紫红色四季报春花色素在碱性条件下不稳定;在酸性条件下颜色变化不明显，说明该色素耐酸性较好，其中pH＜5时，色素溶液颜色比较稳定，适宜于酸性条件下使用;pH≥5时颜色改变，但颜色改变具有可逆性，可通过酸碱进行调节。

2.3.4 金属离子对色素的影响

金属离子对色素提取液稳定性的影响见表6。

表6 金属离子对色素影响Table 6 Effect of metal ions on the pigment

从表6可知，金属离子对紫红色四季报春花色素的影响呈现价数越高影响程度越大的趋势。高价金属离子如Fe3+对色素影响很大，Mg2+、Zn2+使色素颜色变淡，但影响不大，其它金属离子对色素基本没有影响。

2.3.5 氧化剂及还原剂对色素的影响

氧化剂及还原剂对色素的影响见表7、表8。由表7、表8可知，在还原剂和氧化剂存在的情况下，色素溶液易变色，说明该色素不耐氧化剂和还原剂，如果使用该色素应使其避免接触还原剂和氧化剂。

表7 H2O2对色素的影响Table 7 Effect of H2O2on pigment

表8 Na2SO3对色素的影响Table 8 Effect of Na2SO3on pigment

2.3.6 食品添加剂对色素的影响

食品添加剂对色素的影响结果见表9。

表9 食品添加剂对色素的影响Table 9 Effect of food additives on the pigment

由表9可知，葡萄糖、蔗糖和可溶性淀粉对色素的影响很小，目视溶液颜色几乎无变化;随柠檬酸浓度的增加，色素的吸光度增大，目视溶液颜色加深，表明柠檬酸对色素有增色作用。

3 结论

试验研究结果表明:紫红色四季报春花色素溶解性能优异，从经济角度考虑可用95%酸性乙醇溶解，且该色素在382 nm处有最大吸收峰;该色素在酸性溶液中较稳定，且具有较好的光稳定性，但当温度≥60℃时稳定性差;该色素的抗氧化剂和还原剂能力差，金属离子Na+，K+对其稳定性影响不大，Mg2+，Zn2+使色素溶液颜色变浅，而Fe3+对该色素的稳定性影响较大，故运输储存中应避免使用铁器;常用食品添加剂对其稳定性影响不大，柠檬酸对色素有添色作用，为该色素能够为食品添加剂的开发利用提供一定的试验参考。

［1］冯志舟.报春花及其药用价值［J］.云南林业，2004(6):23.

［2］李玉赜.玫瑰花红色素提取工艺研究［J］.中国食物与营养，2007(6):38-40.

［3］繆少霞，王鹏，徐渊金，等.植物源天然食用色素及其开发利用研究进展［J］.食品研究与开发，2012，7(33):211-216.

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［7］江丽芳，刘代城.杜鹃花色素的提取及稳定性研究［J］.闽江学院学报，2004(2):80-82.

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