辣椒红色素色价与含量的关系及提高稳定性的方法

陈 洁，林华庆，余楚钦，邓艳斌，张 伦，陶 慧

(广东药学院药物研究所，广东广州 510006)



辣椒红色素色价与含量的关系及提高稳定性的方法

陈 洁，林华庆*，余楚钦，邓艳斌，张 伦，陶 慧

(广东药学院药物研究所，广东广州 510006)

[目的] 为辣椒红色素的开发与应用提供实验基础。[方法] 考察了辣椒红色素的含量与色价之间的关系，并且研究了温度、光照对辣椒红色素稳定性的影响，考察和比较了天然抗氧化剂没食子酸、迷迭香酸、茶多酚、天然VC和化学合成抗氧化剂BHT、TBHQ对辣椒红色素稳定性的影响。[结果] 辣椒红色素色价和辣椒红素含量相关性很好。温度超过80 ℃对辣椒红稳定性的影响较大;在避光条件下辣椒红较稳定，强光条件下极不稳定; 通过添加抗氧化剂，可以改善其不稳定性，延缓褪色，且没食子酸和TBHQ的效果显著。[结论] 没食子酸为抗氧化剂的最佳选择。

辣椒红色素; 色价; 稳定性; 天然抗氧化剂; 化学合成抗氧化剂

辣椒红色素是从辣椒中提取的天然可食用红色素，属叶黄素类共扼多烯烃含氧衍生物，主要成分为辣椒红素(Capsanthin，约50%)和辣椒玉红素(Capsorubin，约8.3%)，有辣椒香气或无味，颜色为深红、胭红、橙红色，性状为黏稠液体、膏状或针状晶体。它溶于油脂和丙酮、乙醇等有机溶剂，不溶于水[1]，因其色调鲜艳、安全可靠并具有一定的营养价值和保健功能，被认为是一种理想的天然食品着色剂，也被广泛应用于化妆品、制药行业，是国际上公认的最好的A类红色素。在它被广泛应用的同时，其存在的缺点也给应用带来不便。辣椒红色素在外界光照、高温及有氧条件下易发生氧化分解而褪色[2]，导致产品的色泽缺失，影响美观，也有可能发生质变，存在一定的安全隐患。人们可以将其制作成包合物、微囊、脂质体[3-4]来提高其稳定性。所以，探究辣椒红色素不同条件下稳定性的变化趋势，缓解其降解具有实际意义。

在研究并总结光照、温度对辣椒红色素稳定性影响的基础上，笔者比较了6种抗氧化剂对辣椒红色素稳定性的影响，筛选出最佳抗氧化剂，为辣椒红色素的开发与应用提供实验基础。将添加有效抗氧剂的方法与这些新技术结合起来，能更好地达到提高辣椒红稳定性的要求，同时攻克天然色素不稳定这一大难题将指日可待。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1原料与试剂。辣椒红色素(江西绿川生物科技实业有限公司)；没食子酸酯(质量分数90%，河南旗诺食品配料有限公司)；迷迭香酸(质量分数10%，广州合成三先生物科技有限公司)；茶多酚(河南旗诺食品配料有限公司)；天然VC(河南旗诺食品配料有限公司)；BHT(2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，广州泰邦食品有限公司)；TBHQ(特丁基对苯二酚，广州泰邦食品有限公司)；丙酮(分析纯，广州化学试剂厂)。

1.1.2设备与仪器。UV1800双光束紫外可见分光光度仪(日本Shimadzu公司)；TW20恒温水浴锅(优莱博技术有限公司)；MGC-33H人工智能气候箱(成都一恒科技有限公司)等。

1.2 方法

1.2.1检测波长的选择。称取辣椒红色素样品0.1 g于10 ml容量瓶中，用丙酮定容至刻度，再精密量取1 ml于100 ml量瓶中，加溶剂丙酮稀释至刻度，摇匀，过滤，取滤液，按紫外分光光度法在400～600 nm的波长范围内扫描，绘制样品溶液的紫外扫描图谱及抗氧化剂阴性对照(图1)。

1.2.2色价与含量关系。将辣椒红色素用丙酮配制成不同浓度的稀释液10 ml，简称A溶液；再取稀释液1 ml于10 ml容量瓶中，并且记录1 ml稀释液的质量M(g)，定容至刻度，摇匀，为B溶液；取B溶液1 ml于20 ml容量瓶，定容摇匀，为C液。取C液，在最大吸收波长下测定其吸光度，根据稀释倍数计算出A溶液的色价。根据本实验室做的标准曲线Y=13.6x-0.003，r=0.999 8(0.02～0.06 mg/ml范围内)计算出A溶液中辣椒红素的含量，以色价值为横坐标，以含量为纵坐标，进行线性回归分析。

色价计算公式如下：

1.2.3辣椒红稳定性评价指标。由于稳定性试验中，考察辣椒红色素溶液的稳定性情况。在相同的稀释倍数、相同的试样质量条件下，根据色价公式，测得的吸光度之间的关系即反映稳定性情况，吸光度损失率即为色损失率。

色素损失率(A损)计算方法如下：

式中，A前为处理前溶液吸光度；A后为处理后吸光度。

1.2.4温度对辣椒红稳定性的影响。精密量取1 ml 1 mg/ml辣椒红样品溶液于25 ml量瓶中，用丙酮定容至刻度线，摇匀，在最大吸收波长下测其吸光度，为A前。同样，精密量取9份1 ml辣椒红样品溶液于25 ml量瓶中，分别至于常温(25 ℃)，30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃的恒温水浴锅中3 h，待冷却至室温，用丙酮定容至刻度线，摇匀，测定其吸光度为A后，计算损失率，了解不同温度对稳定性的影响。

1.2.5光照对辣椒红稳定性的影响。精密量取3份1 ml 1 mg/ml辣椒红样品溶液于50 ml量瓶中，测A前，再置于自然光(室内散射光)、避光、光照(人工智能气候箱，条件20 000 lx)3种条件下，分别在0、2、8、24、48、72 h测定其吸光度，并且计算损失率，了解不同光照对辣椒红色素稳定性的影响。

1.2.6不同抗氧化剂对辣椒红稳定性的影响。首先，配制同等浓度的抗氧化剂(迷迭香酸、茶多酚、没食子酸、VC、TBHQ、BHT)溶液，精密量取7份2 ml 1 mg/ml辣椒红样品溶液于50 ml的量瓶中，1份为空白，剩余6份分别添加不同抗氧化剂溶液2 ml，用丙酮定容至刻度线，置于人工智能气候箱(光照条件20 000 lx)，分别于0、12、24、36、48、72 h测其吸光度(不同抗氧化剂组的0 h吸光度则为该组的A前)，计算损失率，了解不同抗氧化剂对辣椒红稳定性的影响趋势，筛选出能够缓解辣椒红褪色的最佳抗氧化剂。

2 结果与分析

2.1 辣椒红紫外吸收光谱曲线以丙酮作为空白液，在400～600 nm范围对辣椒红丙酮稀释液进行光谱扫描。从图1可以看出，其最大吸收波长为457 nm，且各抗氧化剂在该波长下无吸收。

2.2 色价与含量关系以色价值为横坐标，以含量为纵坐标，进行线性回归分析，得方程式为Y=0.074 5X-0.000 4，r=0.999 9(表1、图2)。结果表明，辣椒红色素色价和辣椒红素含量相关性很好。辣椒红素是辣椒红色素显色的主要成分、物质基础，因此国内外广泛采用的色价评价法是科学的。

2.3 温度对辣椒红稳定性的影响将不同温度下辣椒红溶液吸光度损失率进行对比。从图3可以看出，常温、30～50 ℃条件下降解较平缓，损失率基本在1%左右；当温度超过50 ℃时损失率逐渐升高，至80 ℃时损失率控制在10%以下，当温度达到100 ℃时损失率为19.44%，溶液颜色也随着损失率的加大而变浅。由此可知，低温对辣椒红稳定性的影响不大，高温可以加速其色素降解，所以在辣椒红的应用中应避免高温操作环境，尤其不适合于烘焙糕点、油炸类食品的染色。

表1 不同浓度辣椒红的色价与含量

2.4 光照对辣椒红稳定性的影响将不同光照下辣椒红溶液吸光度损失率进行对比。从表2可以看出，在避光条件下3 d内损失率很低，几乎没有变化，一直保持在0～1% 范围内；在自然光条件下，损失率也较低，不超过5%，相对来看光照条件下损失率极高，仅在1 d内就已近高达28.97%，3 d后已经接近100%，且溶液几乎接近无色。很明显，光照在极大程度上影响辣椒红稳定性。所以，辣椒红原料及其染色成品应避免强光直射，可以通过改变储存条件、采用避光外包装等方法提高其稳定性，延缓褪色。

表2 辣椒红色素不同光照下的损失率

2.5 不同抗氧化剂对辣椒红稳定性的影响将天然抗氧化剂、人工合成抗氧化剂分别与空白组进行损失率的对比。从图4～6可以看出，不同抗氧化剂对辣椒红稳定性的影响不同，并且有很大区别。

在天然抗氧化剂组，3 d内损失率最低的是没食子酸组，仅为8.18%，损失率最高的是迷迭香酸组，为13.86%；在化学合成抗氧化剂组，TBHQ组的损失率明显低于BHT组。

虽然不同抗氧化剂的效果有明显的差异，但添加抗氧化剂基本上会在一定程度上提高辣椒红的稳定性，损失率基本保留在15%以下。此外，将最佳的天然抗氧化与最佳的合成抗氧化剂进行比较。从图7可以看出，它们的效果相当，都维持在10%以下。所以，可根据需要择优选择适当的抗氧化剂。

3d的试验结束后保留辣椒红溶液，继续放在强光条件下，观察其降解完全、变为无色透明时(即吸光度为0)的时间。从图8可以看出，没食子酸的效果最好，可以解决辣椒红长期遇光褪色问题。

3 讨论

研究表明，辣椒红色素色价和辣椒红素含量相关性很好。辣椒红素是辣椒红色素显色的主要成分、物质基础。关于稳定性影响因素，温度、光照都影响辣椒红的稳定性，温度超过80 ℃时色素损失率增加。此外，光照为主要影响因素。强光条件下3 d内色素损失率极高，接近100%。为了提高其稳定性，可以添加抗氧化剂，延缓降解褪色。试验中，就天然、安全的天然抗氧化剂和合成抗氧化剂进行比较，考虑效果与安全两个因素，没食子酸不仅为安全无副作用的天然物质，而且提高辣椒红光稳定性的效果不逊色于合成抗氧剂，为抗氧化剂的最佳选择。

[1] 韩晓岚，胡云峰，赵学志，等.辣椒中辣椒红素稳定性的研究[J].中国食物与营养，2010(9)：27-29.

[2] 吴少福，徐明生，蒋艳，等.紫红薯色素、辣椒红色素和胭脂红色素稳定性的比较[J].江西农业大学学报：自然科学版，2003.25(3)：435-438.

[3] 马嫄，付晓，梦晓，等.辣椒红色素微胶囊化的工艺研究[J].食品科技，2010(4)：228-231.

[4] 陈萌.脂质体包埋提高辣椒红色素稳定性的研究[D].北京：北京林业大学，2012.

Relationship of Color Value of Capsanthin and Content and Method to Improve Stability

CHEN Jie, LIN Hua-qing*, YU Chu-qin et al

(Institute of Materia Medica, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou, Guangdong 510006)

[Objective] The research aimed to provide the experimental basis for the development and the application of capsicum red pigment. [Method] The relationship between the content of the capsicum red pigment and the color value was studied. The influences of temperature and light on the stability of capsanthin pigment were studied. The effects of natural antioxidant such as gallic acid, rosemary acid, tea polyphenol, VCand chemical synthesis of antioxidant such as BHT, TBHQ on the stability of capsanthin pigment were investigated and compared. [Result] The correlation of the color value and the content of the capsicum red pigment was very good. The temperature over 80 ℃ had a greater influence on the stability of capsanthin. Capsicum red pigment under the condition of avoiding light was stable. Capsicum red pigment under lighting condition wasn’t stable. Adding antioxidants could improve its instability, and the effects of gallic acid and TBHQ were remarkable. [Conclusion] Gallic acid was the best choice of antioxidants.

Capsicum red pigment; Color value; Stability; Natural antioxidant; Chemical synthetic antioxidant

陈洁(1987-)，女，安徽定远人，硕士研究生，研究方向：中药药物制剂。*通讯作者，教授，从事药物制剂方面的研究。

2015-03-05

S 609.9

A

0517-6611(2015)10-016-03