明胶苏木红色素液稳定性研究

苟 丽，解成骏，丁鸿艳

（文山学院 化学与工程学院，云南 文山 663099）

苏木是中国传统的木本药源植物，已有1 300多年的药用历史，其主要是以干燥心材入药[1]，是传统中药，有祛瘀、止痛、和血、散风等功效[2]。苏木的化学成分有苏木酚、苯丙环氧庚烷、查尔酮、高异黄酮，含少量无色原色素巴西苏木素，遇空气氧化为橙黄色[3]。苏木色素的主要成分为苏木精和苏木素，苏木色素具有较好的水溶性，因为它含有多个亲水性的羟基基团[4]。食用天然色素具有安全性高，着色色调接近天然物质颜色，有一定的营养和药理作用等优点，它已逐步取代对人体危害较大的人工合成色素。苏木色素稳定性与抗氧化性已有研究[5]。对于苏木作为染料在纺织业上的应用在文献中曾有报导[6]。 明胶是微胶囊技术中经常用作壁才的一种高分子胶体，可以对芯材起到保护作用[7]。目前对明胶苏木红色素液的稳定性研究方面的文献还未见报导。此研究为苏木色素的开发和利用提供理论依据。

1 实验

1.1 材料

文山市市售苏木干药材。

1.2 试剂

明胶、β-环糊精、乙醇 、氢氧化钠、盐酸 、硫酸铜 、硫酸锰 、氯化镁 、氯化钙、氯化钾、氯化铁、硫酸锌、过氧化氢、抗坏血酸、苯甲酸钠、碳酸氢钠、葡萄糖、麦芽糖、柠檬酸、酒石酸。

以上试剂除β-环糊精外均为分析纯。

1.3 仪器

恒温水浴锅（W210，上海申顺生物科技有限公司）、循环水式多用真空泵（SHB-Ⅲ，郑州长城科贸有限公司）、电子天平（UX620H，岛津企业管理有限公司）、可见分光光度计（V-1100D，上海美普达仪器有限公司）、高速安能粉碎机（FW135，北京市永光明医疗仪器厂）、紫外分光光度计（UV-2550，日本岛津）。

1.4 材料处理

苏木干药材粉碎后备用。

1.5 苏木色素的提取

在pH=6的弱酸性环境中用50%的乙醇提取，料液比为1∶50，在60 ℃的条件下浸提2 h。

1.6 β-环糊精和明胶对苏木色素液的影响

1.6.1 β-环糊精对苏木色素液的影响

准确移取2.00 mL苏木色素于5个25 mL容量瓶中，用不同浓度的β-环糊精溶液定容后摇匀，设置对照，静置观察颜色。

1.6.2 明胶对苏木色素液的影响

准确移取2.00 mL苏木色素于5个25 mL容量瓶中，用不同浓度的明胶溶液定容后摇匀，设置对照，静置观察颜色。

1.7 明胶苏木红色素液稳定性研究

1.7.1 测定波长的选择

准确移取2.00 mL苏木色素液于25 mL容量瓶中，用0.5 % 的明胶溶液定容摇匀，测定其最大吸收波长。

1.7.2 明胶苏木红色素液的热稳定性

准确移取2.00 mL苏木色素液于6个25 mL容量瓶中，用0.5% 明胶溶液定容后，分别放置在温度为20、30、50、70、90 ℃的恒温水浴锅中加热0、1、2、3、4、5 h，取出冷却至室温后观察颜色，测其吸光度值A，平行测3次，取平均值。

1.7.3 明胶苏木红色素液的光稳定性

准确移取2.00 mL苏木色素液于6个25 mL容量瓶中，用0.5% 明胶溶液定容，放置在室内和室外，在0 、1 、2、 3、 4 、5 h观察颜色，测其吸光度值A，平行测3次，取平均值。

1.7.4 pH对明胶苏木红色素液的影响

准确移取2.00 mL苏木色素液于8个25 mL容量瓶中，配制不同pH值的明胶苏木红色素液，放置1 h后观察颜色，测其吸光度值A，平行测3次，取平均值。

1.7.5 金属离子对明胶苏木红色素液的影响

准确移取2.00 mL苏木色素液于6个25 mL容量瓶中，配制含不同浓度的Cu2+、Mn2+、Mg2+、Ca2+、K+、Fe2+、Zn2+的明胶苏木红色素溶液。放置1 h后，观察溶液颜色变化，测其吸光度值A，平行测3次，取平均值。

1.7.6 氧化剂对明胶苏木红色素液的影响

准确移取2.00 mL苏木色素液于6个25 mL的容量瓶中，配制含不同浓度的过氧化氢的明胶苏木红色素溶液，观察不同的时间明胶苏木红色素液的颜色，测其吸光的值A，平行测3次，取平均值。

1.7.7 还原剂对明胶苏木红色素液的影响

准确移取2.00 mL苏木色素液于6个25 mL的容量瓶中，配制含不同浓度的抗坏血酸的明胶苏木红色素溶液，观察不同的时间明胶苏木红色素液的颜色，测其吸光的值A，平行测3次，取平均值。

1.7.8 防腐剂对明胶苏木红色素液的影响

准确移取2.00 mL苏木色素液于6个25 mL的容量瓶中，配制含不同浓度的苯甲酸钠的明胶苏木红色素水溶液，观察不同的时间明胶苏木红色素液的颜色，测其吸光的值A，平行测3次，取平均值。

1.7.9 食品添加剂对明胶苏木红色素液的影响

准确移取2.00 mL苏木色素液于6个25 mL的容量瓶中，配制含不同浓度的碳酸氢钠、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、柠檬酸及酒石酸的明胶苏木红色素水溶液，观察不同的时间明胶苏木红色素液的颜色，测其吸光的值A，平行测3次，取平均值。

2 结果与讨论

2.1 β-环糊精对苏木色素液的影响

表1 不同浓度β-环糊精对苏木色素颜色的影响

由表1可知，不同浓度的β-环糊精溶液会使苏木色素有一定程度的褪色，由于是研究红色素的开发及应用，所以β-环糊精不能作为壁才用于苏木红色素液的稳定性研究。

2.2 明胶对苏木色素液的影响

表2 不同浓度明胶对苏木色素颜色的影响

由表2可知，在浓度为0.5 % 的明胶中明胶苏木色素液的颜色变为明亮的橙红色，而随着明胶溶液浓度的增大，明胶苏木红色素液出现浑浊，因此选用0.5 % 的明胶作为壁才研究苏木色素稳定性。

2.3 测定吸收波长的选择

用紫外-可见分光光度计测定可见光部分的最大吸收波长。测得吸收光谱图如图1所示。明胶苏木红色素液的最大吸收波长是448 nm，后续实验均以此波长为测定波长。

图1 明胶苏木红色素液的可见光谱图

2.4 明胶苏木红色素液的热稳定性

表3 不同温度及加热时间对明胶苏木红色素液吸光度的影响

由表3可知，明胶苏木红色素液在30、50、70℃加热至5 h，吸光度值减小，在90℃加热至5 h，吸光度值增大，但颜色无明显变化。

2.5 明胶苏木红色素液的光稳定性

表4 光照时间对明胶苏木红色素液吸光度的影响

由表4可知，在室内随着时间的变化明胶苏木红色素液的吸光度值变化不大，颜色也无明显变化，

而在自然光照射下，随着光照时间的增加明胶苏木红色素液的吸光度值减小，颜色也逐渐变浅。

2.6 pH对明胶苏木红色素液的影响

表5 pH对明胶苏木红色素液吸光度的影响

由表5可知，明胶苏木红色素液随着溶液酸性的增强（pH＜7）吸光度值逐渐减小，颜色逐渐变浅，由橙红色变为浅黄色，而随着溶液碱性的增强（pH＞7）吸光度值逐渐增大，颜色也逐渐变深,由橙红色变为紫红色。

2.7 金属离子对明胶苏木红色素液的影响

表6 金属离子对明胶苏木红色素液吸光度吸光度的影响

由表6可知，明胶苏木红色素液的颜色随着Cu2+浓度的增大而加深，加入Cu2+后，明胶苏木红色素液由橙红色变为血红色，吸光度值也随着Cu2+浓度的增大而逐渐增大，而加入Fe3+后，明胶苏木红色素液由橙红色变为深紫色后又随着浓度的增大而逐渐变为浅紫色，吸光度值却无明显变化；当加入 Mn2+、Mg2+、Ca2+、K+、Zn2+后随着浓度的增大，明胶苏木红色素液的颜色都无明显变化，说明金属离子Cu2+对明胶苏木红色素液具有增色作用，Fe3+对明胶苏木红色素液有影响，而金属离子Mn2+、Mg2+、Ca2+、K+、Zn2+对明胶苏木红色素液无影响。

2.8 氧化剂对明胶苏木红色素液的影响

表7 H2O2对明胶色素红色素液吸光度的影响

由表7可知，明胶苏木红色素液的颜色随着加入的H2O2浓度的增大而逐渐变浅，放置时间越久，颜色变得越浅。而吸光度值也随着加入的H2O2浓度的增大而逐渐减小，放置时间越长，吸光度值越小。

2.9 还原剂对明胶苏木红色素液的影响

表8 抗坏血酸对明胶色素红色素液吸光度的影响

由表8可知，抗坏血酸使明胶苏木红色素液的颜色由橙红色变为黄色，吸光度也增大，吸光度值随着加入的抗坏血酸浓度的增大而逐渐减小，放置时间越长，颜色越浅，吸光度值也越小。

2.10 防腐剂对明胶苏木红色素液的影响

表9 苯甲酸钠对明胶色素红色素液吸光度的影响

由表9可知，苯甲酸钠的浓度增大，对明胶苏木红色素液的颜色无明显变化。而吸光度值随着苯甲酸钠的浓度的增大有减小的趋势，但整体波动不明显。

2.11 食品添加剂对明胶苏木红色素液的影响

表10 碳酸氢钠对明胶色素红色素液吸光度的影响

由表10可知，随着加入的碳酸氢钠浓度的增大，明胶苏木红色素液的颜色由橙红色变为红色，而吸光度值却呈减小的趋势，随着放置时间的延长又呈增大的趋势，但整体波动不明显。

表11 葡萄糖对明胶色素红色素液吸光度的影响

由表11可知，随着加入葡萄糖浓度的增大明胶苏木红色素液的颜色和吸光度值均无明显变化。

表12 蔗糖对明胶色素红色素液吸光度的影响

由表12可知，随着蔗糖浓度的增大，明胶苏木红色素液的颜色和吸光度值均无明显变化。放置时间延长，其吸光度值有减小趋势，但整体波动不明显。

表13 麦芽糖对明胶色素红色素液吸光度的影响

由表13可知，随着麦芽糖浓度的增大，明胶苏木红色素液的颜色和吸光度值均无明显变化。放置时间延长，其吸光度值有减小趋势，但整体波动不明显。

表14 柠檬酸对明胶色素红色素液吸光度的影响

由表14可知，随着加入的柠檬酸浓度的增大，明胶苏木红色素液颜色变浅，由橙红色变为黄色，吸光度值逐渐减小，随着时间延长，其吸光度值减小。

表15 酒石酸对明胶色素红色素液吸光度的影响

由表15可知，随着酒石酸浓度的增大而明胶苏木红色素液颜色逐渐变浅，由橙红色变为橙黄色而后又变为黄色，吸光度增大，随着放置时间的延长，其吸光度值减小。

3 结论

明胶苏木红色素液在弱酸、中性环境中色泽鲜艳稳定；色素具有耐热性；室内光照对明胶苏木红色素液的稳定性无影响，室外光照对其有影响；Mn2+、Mg2+、Ca2+、K+、Zn2+、苯甲酸钠、碳酸氢钠、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖对明胶苏木红色素液的稳定性无影响；Cu2+使明胶苏木红色素颜色变深红，具有增色作用，Fe3+使色素液呈紫色；过氧化氢、抗坏血酸、柠檬酸、酒石酸对明胶苏木红色素液有影响，均使色素液呈现不同程度褪色。该色素液适宜避光保存，避免与过氧化氢、抗坏血酸、柠檬酸、酒石酸、Fe3+接触。