黑果枸杞色素稳定性的研究

冯小雨，燕雪莹，张雅洁，韩 军

(1.吉林医药学院公共卫生学院,吉林 吉林 132013;2.空军工程大学门诊部,陕西 西安 710051)

黑果枸杞(LyciumruthenicumMurr.)是一种茄科枸杞属多棘刺灌木，果实为紫黑色、球状，是西北地区所特有的、亟待开发和利用的一种独特的药食两用植物资源[1]。其植株药用价值广阔，在解热止咳，滋补强壮、益精助阳、明目等方面具有强效。黑果枸杞色素为暗红色，易溶于水和极性溶剂，属于珍稀的花色苷类色素，有较强的浸染能力，是一种良好的天然色素资源[2-3]。黑果枸杞色素具有清除自由基、抗氧化、抗疲劳、抗肿瘤、延缓衰老，以及防治糖尿病、降血压血脂、保护心血管、预防动脉粥样硬化等作用[4]。

传统的水浴加热提取色素存在耗能大，时间长，易破坏色素稳定性等诸多不足。超声辅助提取是近年来发展的新型提取技术，是利用超声波的强振动、强搅拌、高加速度作用使天然产物有效成分进入溶剂的时间缩短，得到多种成分的混合提取液，再将此提取液用适当措施进行分离、精制、纯化等处理，得到所需的化学成分单体，以便进行更好地分析研究。该研究方法可以实现高效、快速提取细胞内容物且提取溶液杂质较少[5-7]。因此本实验选用超声辅助有机溶剂对黑果枸杞色素进行提取，采用紫外分光光度法对黑果枸杞色素的吸收光谱进行定性测定，测定了不同pH值、温度、光照条件对黑果枸杞中色素稳定性的影响；以及在还原剂、氧化剂、防腐剂、金属离子、蔗糖等存在的条件下对色素稳定性的影响，了解黑果枸杞中花苷类色素的最佳存在条件，为其更深入研究及其相关功能产品的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

黑果枸杞(青海诺木洪黑枸杞农场提供)、氯化钾、硫酸铜、无水乙醇、硫酸锌、苯甲酸钠、双氧水、结晶硫酸镁、无水亚硫酸钠、硫酸亚铁。

FA1104N型电子天平(上海精密科学仪器公司)，DK-98-Ⅱ电热恒温水浴锅(天津泰斯特仪器有限公司)，UV-1800型紫外可见分光光度计(日本岛津)，KQ-100DB型数控超声清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。

1.2 黑果枸杞样品的前处理

将成熟的黑果枸杞样品放置于50 ℃的恒温干燥箱内进行烘干处理，取出冷却后，用粉碎机将其粉碎成粉末并过40目筛，保存备用。

1.3 黑果枸杞色素的稳定性研究

1.3.1溶解性测定

分别取蒸馏水、95%乙醇溶液、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、10%HCl溶液、10%NaOH溶液、石油醚、四氯化碳各10 mL,于室温下分别溶解0.01 g黑果枸杞色素样品，观察各溶解状况，并对色素的溶解性进行判断。

1.3.2溶色素的颜色反应

配制浓度为0.75%的色素水溶液100 mL，取5 mL分别装入14支洁净试管内，利用0.5 mol/L的HCl溶液和0.5 mol/L的NaOH溶液调节色素水溶液的酸碱度值，配制成不同pH(pH=1～14)的色素水溶液，摇匀后观察并记录色素水溶液的颜色变化。

1.3.3光照对色素稳定性的影响

配制浓度为0.75%的色素水溶液、pH为3的酸性色素水溶液各100 mL，分别装入3支25 mL具塞试管内，分别放置于室内自然光、遮光处和紫外灯下(距离20 cm)照射一段时间。每隔2 d定时取样，在紫外可见光波长范围内测定其最大吸光度值，并观察记录颜色的变化。

1.3.4氧化剂对黑果枸杞色素稳定性的影响

选用H2O2为氧化剂，并配制不同浓度的H2O2黑果枸杞色素水溶液，在室温放置一段时间后，对其进行吸光度值测定，记录其最大吸光度值，并与同浓度未经氧化处理的黑果枸杞色素水溶液进行最大吸光度值的对比，分析氧化剂对其色素稳定性作用产生的影响。

1.3.5还原剂对色素稳定性的影响

以Na2SO3作为还原剂，配制浓度为6.25×10-3、12.5×10-3、25×10-3、50×10-3mol/L的Na2SO3色素水溶液，分别用移液枪取75 μL色素浓缩液至5支10 mL洁净试管内，分别用蒸馏水和不同浓度的还原剂溶液定容至刻度，摇匀后测定其最大吸光度值并记录。通过与同浓度未经还原剂处理的黑果枸杞色素水溶液进行最大吸光度值的对比，分析还原剂对其色素稳定性作用产生的影响。

1.3.6防腐剂对黑果枸杞色素稳定性的影响

以在食品工业中常见的防腐剂苯甲酸钠为例，分别配制浓度为1×10-3、2×10-3、3×10-3、4×10-3mol/L的色素水溶液。摇匀后对不同浓度组分别测定其最大吸光度值，通过与相同浓度未经防腐剂处理的色素水溶液进行最大吸光度值比较，分析防腐剂对其色素稳定性作用产生的影响。

1.3.7蔗糖对黑果枸杞色素定性的影响

分别配制浓度为1%～9%不同浓度蔗糖的等量色素水溶液于试管中，在紫外可见光波长范围内对其进行光程扫描，记录最大吸光度值。

1.3.8金属离子对色素稳定性的影响

取适量三氯化铁(FeCl3·6H2O)、氯化钾(KCl)、硫酸锌(ZnSO4·7H2O)、硫酸镁(MgSO4·7H2O)、氯化钠(NaCl)、硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)、氯化钙(CaCl2)、硫酸铜(CuSO4·5H2O)，分别配制不同浓度金属离子Fe3+、Zn2+、K+、Na+、Mg2+、Fe2+、Cu2+、Ca2+的色素水溶液，测定其最大吸光度值，观察各金属离子对色素稳定性的影响。

1.3.9温度对黑果枸杞色素稳定性的影响

配制pH=3.0浓度为0.75%的色素水溶液，分别放置在20、40、60、70 ℃条件下的恒温水浴锅，恒温水浴4 h，每隔30 min取样一次，冷却至室温后，测定其最大吸收波长处(545 nm)的吸光度值，分析热对色素稳定性的影响。

2 结 果

2.1 黑果枸杞溶解性测定

黑果枸杞色素为暗红色，易溶于水、乙醇、甲醇、丙酮等有机溶剂，颜色为紫红色；易溶于10%HCl、10%NaOH溶液等极性溶剂，微溶于四氯化碳，不溶于乙酸乙酯、石油醚，故该色素在水和极性溶剂中溶解性较好，属于水溶性色素。

2.2 pH值对黑果枸杞色素颜色的影响

在pH 1～14之间黑果枸杞色素颜色会发生不同变化，在pH值小于4.0的强酸性溶液中，色素溶液为紫红色；当pH值在4.0～10.0时色素溶液由紫红色逐渐变浅至青黄色，当pH大于10.0时，色素颜色逐渐变成黄色。

2.3 光照对黑果枸杞色素稳定性的影响

酸性(pH 3.0)黑果枸杞色素水溶液在遮光处放置8 d后，稳定性相对室内自然光照较好，其吸光度值下降30%左右，室内自然光下降约41%，而紫外光照射条件下吸光度值下降约44%，但溶液颜色依然为紫红色。而未经酸护色处理的色素水溶液，颜色由紫红色褪色较快，直至淡粉色。由此可见，酸对黑果枸杞色素有一定的护色作用；强光照和紫外光在一定程度上会对黑果枸杞色素产生不利影响。

2.4 氧化剂对黑果枸杞色素稳定性的影响

随着氧化剂H2O2浓度升高，其色素的吸光度值在逐渐下降，色泽逐渐消退，这表明果枸杞色素耐氧化能力较差，其在使用时应尽量避免与氧化性强的物质相接触。

2.5 还原剂对黑果枸杞色素稳定性的影响

还原剂Na2SO3对黑果枸杞色素稳定性的影响不显著，随着还原剂浓度的升高，测定各浓度的吸光度值逐渐减小，色素溶液在浓度为50×10-3mol/L的Na2SO3中的吸光度值为0 mol/L时的75%左右，颜色变为黄绿色。考虑到本实验所选还原剂浓度较高，因此该色素对还原剂的耐受性较高。

2.6 防腐剂对黑果枸杞色素稳定性的影响

实验观察到色素水溶液颜色均为紫红色，吸光度值并无明显变化。由此可知，防腐剂苯甲酸钠对色素的吸光度和颜色均无不良影响，而且还有增色作用。

2.7 蔗糖对黑果枸杞色素稳定性的影响

实验表明，随着蔗糖浓度的增加，吸光度值出现增加的现象，溶液颜色依然为紫红色且颜色稍加深。由此可知，蔗糖对黑果枸杞色素色泽无不良影响，而且有增色作用。

2.8 金属离子对黑果枸杞色素稳定性的影响

实验表明，金属离子Zn2+、Mg2+、Ca2+、K+、Na+对色素的稳定性均无不良影响，而Fe2+、Fe3+、Cu2+使色素的吸光度值减小，且颜色也发生了变化，表明Fe2+、Fe3+、Cu2+对黑果枸杞色素产生了不良影响。

2.9 温度对黑果枸杞色素稳定性的影响

在一定温度条件下，色素溶液吸光度值与时间的关系呈直线关系，成负相关；但在较低温度进，色素水溶液的吸光度值变化不大，所以黑果枸杞色素在酸性(pH 3.0)条件下对热有一定耐受性，但温度不宜过高。结果见图1。

3 讨 论

黑果枸杞色素在自然光照条件下的稳定性较差，遮光处的稳定性相对较好，而紫外光对其破坏性更严重，因此保存该色素时应当避光保存。由于还原剂和防腐剂对色素的稳定性没有破坏作用，故色素在加入防腐剂或蔗糖条件下可以长时间保存待用。铁、铜制品对黑果枸杞色素的稳定性具有破坏作用，所以在色素的制备和使用过程中应尽量避免与铁、铜类金属接触，以免破坏色素的稳定性。李进[8]等对黑果枸杞色素稳定性进行研究，通过吸光度值间接表示色素的含量，结果表明温度、强光照及氧化剂会对色素的稳定性产生不利影响。本实验结果与前人研究理论相拟合，证明利用分光光度法研究黑果枸杞色素的稳定性是可靠的。