宿椒1号中辣椒红素的稳定性及微量元素的测定

陈红玲，段 红，高贵珍，周珊珊

宿州学院生物与化学工程学院,安徽宿州,234000

宿椒1号中辣椒红素的稳定性及微量元素的测定

陈红玲，段 红，高贵珍，周珊珊

宿州学院生物与化学工程学院,安徽宿州,234000

以宿椒1号为原材料，利用超声波破碎细胞，从辣椒中提取辣椒红素，并探讨辣椒红素在不同温度、光照、pH值、氧化剂、还原剂条件下的稳定性。用HNO3-HClO4分解样品，用火焰原子吸收光谱法测定辣椒制品中Cu、Zn、Ca、Se、Pb五种微量元素的含量。结果表明，辣椒红色素对热稳定，对太阳光敏感，在pH<2条件下不稳定，色素耐氧化性较好，耐还原性较差。辣椒中Ca、Zn的含量较高。

辣椒红素；稳定性；火焰原子吸收法；微量元素

辣椒中含有很高的Vc和较丰富的赖氨酸，具有散寒、解郁、健胃、祛风、形血、导滞之功。辣椒含高的营养价值，具有保健养生作用和抗癌抗辐射等功能，有很好的发展前景和很大的消费市场。辣椒红素[1-3]是一种辣椒中的提取物，属于类胡萝卜素。其中极性较大的红色组分主要是辣椒红素和辣椒玉红素[4],它们几乎不溶于水，对热较稳定，耐光性差,一些金属离子可使其褪色或沉淀。辣椒红素着色力强，色调可因浓度而异，呈浅黄至橙红色,通常由成熟红辣椒干粉碎后，以乙醇、丙醇、异丙醇或正己烷抽提精制而得。经进一步纯化，可得到具有光泽的深红色结晶。辣椒红素可用于冷饮品、糕点、糖果、酱料、熟肉制品、人造蟹肉等多种食品,还可以有效延长着色物品的保质期。辣椒红素是国际上目前销量最大的天然色素,每年的需求量都超过千万吨,世界各地的销售空间都非常大[5-6]。

辣椒中富含碳水化合物及Zn、Ca、Se、Cu等人体所需的微量元素。微量元素和大量Vc，在胃肠道内可阻止致癌物质——亚硝酸胺在体内的形成，适当食用一些辛辣食品对人体健康是有益的。微量元素对生物体内的免疫系统有着不可或缺的调节作用[7]，微量元素通过与蛋白质和其他有机基团结合，形成了酶、激素、维生素等生物大分子，微量元素首先构成了体内重要的载体与电子传递系统[8]。钙对人体至关重要，不但关系到骨骼健康，而且可能与高血压、经前期紧张综合症等有关。钙是人体不可或缺的微量元素，它既是身体的构造者，又是身体的调节者，是人体的生命之源[9]。

目前，铜、锌、钙、硒元素的测定方法主要有火焰光度法、分光光度法、原子吸收光谱法[10-11]和电感耦合等离子体发射光谱法等。由于火焰光度法选择性强、灵敏度高、分析范围广、抗干扰能力强、精密度高，故本研究用火焰原子吸收光谱法测定辣椒饮料中5 种不同微量元素的含量，为广泛开发和研究辣椒资源提供理论依据。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

1.1.1 实验材料

宿椒1号(宿州学院生物与化学工程学院培育)。

1.1.2 实验试剂

碳酸钙、铜、锌、硒、铅均为优级纯试剂，浓硝酸、高氯酸、双氧水均为分析纯试剂。

1.2 主要仪器设备

TAS-900原子吸收分光光度计(北京谱析)，FA2004型电子天平(上海精科)，粉碎机；实验所用玻璃器皿均经5%稀硝酸浸泡处理，用二次蒸馏水冲净，烘干。

1.3 实验方法

1.3.1 提取过程

优质辣椒粉→预处理→溶剂浸提→提取液→减压蒸馏→辣椒红素粗品→重结晶—→高纯度的辣椒红素。

1.3.2 辣椒红色素的吸收光谱特性

取少许已提取的辣椒红素，用丙酮溶解后定容至100 mL容量瓶，以丙酮作为参比液，用722型分光光度计测辣椒红色素的最大吸收波长。

1.3.3 光照对辣椒红色素稳定性的影响

取25 mL辣椒红色素溶液3份于100 mL容量瓶中，分别放置于室外日光照射处、室内自然光照射处及室内阴暗处，每隔1 h取样一次，测定吸光值并观察其颜色变化情况。

1.3.4 温度对辣椒红色素稳定性的影响

取等量溶液(25 mL)分别于25、40、60、80、100℃的恒温水浴锅中保持恒温，其中80℃与100℃的要加回流装置，防止高温使溶液蒸发。每隔1 h取样一次，冷却至室温后，用722分光光度计在其最大吸收波长处测定吸光值，并观察其颜色变化情况。

1.3.5 pH值对辣椒红色素稳定性的影响

采用柠檬酸-磷酸氢二钠配制pH 值为1～11的缓冲液，分别量取1 mL辣椒红色素溶液与9 mL缓冲液充分混合，配制成不同pH值的辣椒红色素溶液。对照为1 mL辣椒红色素溶液与9 mL蒸馏水的混合液，在室温阴暗处放置。每隔1 h取样一次，测定其吸光值，并观察其颜色变化情况。

1.3.6 氧化剂、还原剂对色素色度的影响

分别配制不同浓度的H2O2和Na2SO3溶液，按1∶1的比例取辣椒红色素丙酮溶液分别与其混合，在最大吸收波长下测定吸光度并观察其颜色，对照液中加入相同体积的二次蒸馏水。

1.4 辣椒中微量元素的测定

1.4.1 样品处理

挑选外观规则、色泽亮丽的辣椒，将其用粉碎机粉碎。取锥形瓶，称取1.000 5 g辣椒粉于锥形瓶中，再加入20 mL HNO3-HClO4(4∶1)，小火加热至溶液呈浅白色——消化完全。取下冷却，加30% H2O25.0 mL，继续小火加热至近干，冷却，用0.1 mol/L硝酸洗涤，定容至100 mL容量瓶，得到样品液。空白样品的制备按同样的方法。

1.4.2 标准液配制

铜、硒、铅标准液：称取纯金属0.500 0 g置于小烧杯中，用稀硝酸并小火加热至溶解，再转移至500 mL容量瓶并定容制成1 mg/mL的标准储备液，再逐级稀释成2、4、6、8、10 μg/mL。

锌标准液：称取纯金属0.500 0 g置于小烧杯中，用稀硝酸并小火加热至溶解，再转移至500 mL容量瓶并定容制成1 mg/mL的标准储备液，再逐级稀释成1、2、3、4、5 μg/mL。

钙标准液：称取碳酸钙1.250 0 g，用稀硝酸并小火加热至溶解，再转移至500 mL容量瓶并定容制成1 mg/mL的标准储备液，再逐级稀释成2、4、6、8、10 μg/mL。

1.4.3 测定条件

选择强度高、干扰少、背景低的谱线作为被测元素的分析谱线，选择结果见表1。

表1 火焰原子吸收法测定条件

2 结果与讨论

2.1 辣椒红色素的光谱特性

由图1可知，辣椒红色素在420～480 nm之间有最大吸收峰，进一步测得最大吸收波长为460 nm，故以下实验的测定波长选择为460 nm。

2.2 光照对辣椒红色素稳定性的影响

从表2可以看出，室内暗光对辣椒红色素的影响小，吸光值基本没变化；室内自然光的影响也较小，颜色无明显变化；但在室外太阳光下不稳定，吸光值下降较快，颜色变化明显，由橙红色变为乳白色，故辣椒红色素在太阳光下不稳定。

2.3 温度对辣椒红色素稳定性的影响

从表3可以看出，辣椒红色素在25℃～60℃时吸光度变化较小，溶液颜色无明显变化，仍为橙红色，较稳定；当温度升高到80℃～100℃时，吸光度下降程度明显，颜色由橙红色变为橙黄色，说明在此温度范围内，色素不稳定，易分解。另外，80℃～100℃高温时短时间内色素较稳定，1～2 h内色素快速分解。

表2 光照对辣椒红色素稳定性的影响

表3 温度对辣椒红色素稳定性的影响

2.4 pH值对辣椒红色素稳定性的影响

从表4可以看出，当pH值在1～2范围内时，吸光值在前2个小时内下降较为明显。颜色逐渐由橙红色变为橙黄色；在pH值在3～11范围内时，其吸光值无明显变化，颜色变化也不大，说明在pH为3～11时较稳定。

表4 pH值对辣椒红色素稳定性的影响

2.5 氧化剂、还原剂对色素色度的影响

由表5可以看出,加入氧化剂H2O2后，色素溶液的吸光度值和颜色明显变化，说明辣椒红色素色度有较好的耐氧化性。加入还原剂Na2SO3后，色素溶液的吸光度值随Na2SO3浓度的增大逐渐减小，溶液颜色也逐渐变浅，并且在Na2SO3浓度增大为3%时有沉淀生成，说明辣椒红色素色度耐还原性较差。

表5 氧化剂、还原剂对色素色度的影响

2.6 标准曲线

表6 元素标准液线性回归方程

2.7 元素含量

计算公式：C=AV/M，式中，C为辣椒中元素含量(mg/kg)，A为样品液元素质量浓度(μg/mL)，V为样品液的体积(mL)；M为称取的样品质量(g)。

表7 辣椒中各元素含量测定结果 单位：(mg/kg)

3 结束语

(1)当温度升高到80℃～100℃时，辣椒红素吸光度下降程度明显，颜色由橙红色变为橙黄色，说明在此温度范围内，色素不稳定，易分解，耐高温性差。在室外太阳光下不稳定，吸光值下降较快，颜色变化明显，由橙红色变为乳白色，故不宜暴露在阳光下保存。在pH值在3～11范围内时，其吸光值无明显变化，颜色变化也不大，pH值在1～2范围内极不稳定，色素耐氧化性较好， 耐还原性较差。此研究结果对辣椒红素的储运具有一定的参考价值。

(2)经过对辣椒中微量元素的测定，可知辣椒是人体补钙、硒等营养元素的较好食材或调味品。

[1]洪海龙,贺文智,索全伶.红辣椒中辣椒红色素的提取工艺研究[J].中国食品添加剂,2004(6):93-95

[2]李宗孝,王晓玲,温普红，等.辣椒红素与辣椒碱的分离[J].精细化工,2004,21(5): 359-360

[3]董静,张国辉,王洪涛.辣椒中辣椒碱和辣椒红色素的提取及应用[J].食品科技,2006,31(2):20-21

[4]Ethierw.Nationalandinternationalreturntoscaleinthemoderntheoryofinternationaltrade[J].AmericanEconomicReview,1982,72(3):389-405

[5]吴永兰.甜椒红色素的提取及性质的研究[J].精细化工中间体,2005,35(1):62-65

[6]PerezGA,JarenGM,MlnguezMI.Impactofthein-creasadthermalprocessingonretionequivalentvaluesofpaprikaoleoresins[J].JournalofFoodEngineering,2005(71):379-385

[7]方继德,黎莉.白酒和黄酒中无机元素的含量分析[J].微量元素与健康研究,2004,21(6):69

[8]范息英,任绣花，张金莲.山豆根中的微量元素含量分析[J].微量元素与健康研究,2005(5):69

[9]郭德威.生物无机化学概要[M].天津:天津科学技术出版社,1991：125-128

[10]方荣.原子吸收光谱法在卫生检验中的应用[M].北京:北京大学出版社,1991

[11]肖郁惠,魏毅,付达美,等.火焰原子吸收光谱法测定蜂蜜中锌[J].中国卫生检验,2005,15(7):829

(责任编辑：汪材印)

版 权 声 明

《宿州学院学报》是经国家新闻出版广电总局批准的公开发行的学术性期刊，为提高传播效率，本刊编辑部已许可中国学术期刊(光盘版)电子杂志社、万方数据期刊社、重庆维普资讯有限公司、华艺线上图书馆、《宿州学院学报》网站在其相关数据库产品中，以数字化方式复制、汇编、发行、信息网络传播本刊全文。上述单位的著作权使用费已抵做文章在《宿州学院学报》上发表费用的补贴，本刊编辑部不再另行支付稿酬。作者向本刊提交文章发表的行为即视为同意本刊编辑部的上述声明。

宿州学院学报编辑部

10.3969/j.issn.1673-2006.2015.01.025

2014-09-11

宿州学院特色种植业苗种生产工程技术研究中心开放课题“辣椒土传染病害防治技术研究”(2013YKF13)；“何首乌多配体选育”(2013YKF11)。

陈红玲(1972-)，女，安徽宿州人，实验师，主要研究方向：植物病害防治。

O657

A

1673-2006(2015)01-0088-04