药桑色素稳定性研究

李文娟，雍晓华，王 斌，周 静,*

(1.石河子大学化学化工学院，新疆 石河子 832003；2.新疆油田公司技术检测中心，新疆 克拉玛依 834000；3.新疆新源县第二中学，新疆 新源 835800)

药桑色素稳定性研究

李文娟1，雍晓华2，王 斌3，周 静1,*

(1.石河子大学化学化工学院，新疆 石河子 832003；2.新疆油田公司技术检测中心，新疆 克拉玛依 834000；3.新疆新源县第二中学，新疆 新源 835800)

从新疆药桑中提取药桑色素，并对其稳定性进行研究。结果表明：药桑色素易溶于水、醇等极性溶剂，不溶于石油醚、苯等非极性溶剂；在酸性条件下稳定，见光不稳定；药桑色素对H2O2、亚硫酸钠及亚硫酸氢钠敏感，吸光度随着其添加水平的增加显著降低；金属离子Na+、K+、Mg2+、Mn2+对药桑色素几乎没有影响，Al3+、Fe3+对药桑色素有显著的影响；常用食品添加剂山梨酸、VC、NaCl对药桑色素都有一定程度的增色效应，而苯甲酸钠对药桑色素有一定的减色效应。

药桑；色素；稳定性

桑椹(mulberry)又名桑果、桑枣、桑实、桑子等，为多年生木本植物桑(Morus albaL.)的成熟果穗。李时珍《本草纲目》及汪昂《本草备要》均有详细记载。具有补血、益肾、明目、乌发、抗衰老、降血压、预防慢性肝炎、治疗失眠和神经衰弱等多种医疗保健功能，被国家卫生部列为“既是食品又是药品”的农产品，医学界将其誉为“21世纪的最佳保健果品”[1]。

药桑(Morus nigraLinn.)是我国迄今发现的唯一花性染色体倍数为22倍体的桑树资源，也是新疆目前桑品种分类鉴定中唯一的黑桑种，在形态分类中为独立的种，并且是比较原始的类型，在我国仅分布在新疆的南疆。作为维吾尔族民间药材，药桑具有镇静、护肝解酒、消炎止痛等功效。维吾尔医常用饮食处方中亦有记载，对血糖过低、心肌炎有补助治疗作用，可防治呼吸道和消化不良症，有抗衰老功效[2]。

食用色素广泛用于饮料、糖果、糕点和食品的着色。随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，人们对食品的加工以及安全问题备加关注。出于对合成色素食用安全性的担忧，天然色素在食品工业中应用发展迅速[3]。药桑不仅具有很高的营养和药用价值，且含有丰富的天然色素，食用安全可靠。因此本实验对药桑色素的理化性质进行初步研究，以期为药桑色素的开发和利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

药桑采自新疆库车县，瞬间灭菌保存。

甲醇、9 5%乙醇、浓盐酸、抗坏血酸、苯甲酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠 西安化学试剂厂；30%过氧化氢、蔗糖、山梨酸、氯化钾、硝酸铝 北京化学试剂厂；氯化钙、氯化铁、硫酸镁(均为分析纯)天津市博迪化工有限公司。

722型光栅分光光度计 上海精密科学仪器有限公司；HH-S恒温水浴锅 西安禾普生物科技有限公司；PHS-3C型酸度计 上海安亭科学仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 药桑色素的提取

以体积分数0.1% HCl-C2H5OH溶液为提取剂，药桑和提取剂之比为1:5(m/V)，在40℃提取1h，滤液浓缩后，40℃干燥至质量恒定，得到膏状药桑色素。

1.2.2 药桑色素的光谱性质

取药桑色素滤液0.4mL，分别在体积分数0.1% HCl-C2H5OH溶液、体积分数 0.1% HCl-CH3OH溶液、10 g/100mL柠檬酸溶液、0.01mol/L HCl溶液和水中定溶到10mL，用分光光度计在波长400～700nm测定吸光度。

1.2.3 药桑色素的溶解性

分别取药桑色素浸膏0.3g，用6mL不同溶剂溶解，观察其在极性不同的溶剂中的溶解性及其变化[8]。

1.2.4 药桑色素稳定性研究

研究pH值、各种食品添加剂、氧化剂、还原剂、光照及金属离子等对药桑色素稳定性的影响。

2 结果与分析

2.1 药桑色素的吸收曲线

图1 不同提取溶剂中药桑色素的吸收曲线Fig.1 Absorption spectra of Morus nigra Linn. pigment in different solvents

由图1可知，在可见光区516nm处有一个较大吸收峰，这是植物中黄酮类化合物的花色素及其苷类的特征吸收峰之一，说明药桑色素主要属于花青苷类色素[4]，故选定516nm作为最佳吸收波长。与水对比，4种提取剂都对药桑色素有一定的增色效应，且都有一定的红移现象。4种提取剂增色效应的顺序为0.1% HCl-CH3OH溶液＞0.1% HCl-C2H5OH溶液＞10g/100mL柠檬酸溶液＞0. 01mol/L HCl溶液；4种提取剂产生红移顺序为0.1% HCl-C2H5OH溶液＞0.1% HCl-CH3OH溶液＞10g/100mL柠檬酸溶液＞0.01mol/L HCl溶液。

2.2 药桑色素的溶解性

表1 药桑色素的溶解性Table 1 Solubility of Morus nigra Linn.pigment

从表1可以看出，药桑色素易溶于水、乙醇、甲醇，微溶于丙酮，不溶于石油醚、苯、甲苯、乙酸乙酯、三氯甲烷、难溶于己烷，说明药桑色素为水溶性色素，符合花青素类色素的特征[5]。

2.3 pH值对色素的影响

取药桑色素滤液0.4mL，以蒸馏水定容至10mL，用酸度计测其pH值为3.54，说明药桑色素显酸性。用0.04mol/L NaOH溶液调节pH值，观察色素溶液的颜色变化[6]，结果见表2。

从表2可以看出，药桑色素在酸性条件下稳定，碱性条件下不稳定。药桑色素的颜色随溶液pH值的改变而不同，其颜色变化与花青素一致，表明药桑色素主要为花青素类色素。

2.4 光照对药桑色素稳定性的影响

取一定量的药桑色素-溶液1:25(m/V)，放置于太阳光下(5月份)，测不同光照时间下药桑色素的吸光度，结果见图2。

由图2可知，随着光照时间的延长，色素分解严重。所以含有该色素的食品等应避光保存。

表2 pH值对药桑色素的影响Table 2 pH stability of Morus nigra Linn. pigment

图2 光照对色素稳定性的影响Fig.2 Light stability of Morus nigra Linn. pigment

2.5 氧化剂和还原剂对药桑色素稳定性的影响

取药桑色素滤液0.4mL，分别用不同体积分数的H2O2溶液和质量浓度亚硫酸钠溶液以及亚硫酸氢钠溶液定容至10mL，测其吸光度，观察其对药桑色素稳定性的影响，结果见图3、4。

图3 H2O2对药桑色素稳定性的影响Fig.3 Effect of H2O2 on stability of Morus nigra Linn. pigment

由图3可看出，色素的吸光度随着H2O2体积分数的升高显著降低，说明药桑色素对H2O2较为敏感。如果在食品中添加此色素，H2O2不可用做抗氧化剂。

图4 Na2SO3、NaHSO3对药桑色素稳定性的影响Fig.4 Effects of Na2SO3 and NaHSO3 on stability of Morus nigra Linn. pigment

图4说明Na2SO3及NaHSO3对药桑色素影响较大，当Na2SO3和NaHSO3溶液质量浓度大于0.1g/100mL时吸光度迅速降低，药桑色素的吸光度迅速降低，因此在药桑保存过程中或用药桑色素作为着色剂的食品中应避免与氧化剂和还原剂接触。

2.6 金属离子对药桑色素稳定性的影响

取药桑色素滤液0.4mL，分别用0.04g/L的不同金属离子溶液定容至10mL容量瓶中，测定其吸光度，观察其对药桑色素稳定性的影响[9]，结果见图5。

图5 金属离子对药桑色素稳定性的影响Fig.5 Effect of metal ions on stability of Morus nigra Linn. pigment

由图5可看出，大多数金属离子对药桑色素的吸光度影响不大，总体为Na+、K+、Mg2+、Mn2+对药桑色素几乎没有影响；Al3+、Fe3+对药桑色素有显著的影响。其中Ca2+离子对药桑色素有一定程度的增色效应；Pb2+离子对药桑色素有一定程度的减色效应；说明在含有药桑色素的食品中可以添加人体需要的Na+、K+、Ca2+、Mg2+以增加食品的营养性而不会影响其色泽。同时Al3+、Fe3+对色素溶液有很强的增色效应，由于Al3+、Fe3+与色素形成络合物，使色素溶液色泽加深。铁离子和铝离子可以做媒染剂，用于对真丝织物的染色[7]。但Al3+在人体内会妨碍钙、锌、铁、镁等元素的吸收，容易引起骨质软化、骨折，因此在食品加工贮藏运输的过程中应注意避免接触，最好用塑料罐或玻璃罐包装。

2.7 常用食品添加剂对药桑色素稳定性的影响

图6 常用食品添加剂对药桑色素稳定性的影响Fig.6 Effect of common food additives on stability of Morus nigra Linn. pigment

取药桑色素滤液0.4mL，分别用不同质量浓度的蔗糖、山梨酸、苯甲酸钠、V C、氯化钠4种常用食品添加剂[10]定容至10mL，测其吸光度，观察其对药桑色素稳定性的影响，结果见图6。

由图6可知，山梨酸、VC、NaCl对药桑色素都有一定程度的增色效应，蔗糖质量浓度在2g/100mL时增色效应明显，而苯甲酸钠对药桑色素有一定的减色效应。说明在含有药桑色素食品加工过程中可以添加蔗糖、山梨酸、VC、NaCl等添加剂。而苯甲酸钠不宜用来作为含有药桑色素的食品中的防腐剂。

3 结 论

药桑色素溶液呈酸性，它在酸性条件下稳定，因此该色素可作为酸性食品(饮料、冷饮等)的着色剂；它易溶于水、醇等极性溶剂，微溶于丙酮，不溶于乙酸乙酯、石油醚等有机溶剂，说明药桑色素为水溶性色素，符合花青素类色素的特征；药桑色素的光稳定性较差，因此含有药桑色素的食品应避光保存；山梨酸、VC、氯化钠对色素也有一定程度的增色效应。Na+、K+、Ca2+、Mg2+对色素的稳定性影响不大，Al3+、Fe3+对色素有很强的增色效应。

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[2] 严贤春. 桑椹保健食品的开发[J]. 食品科技, 2002(9): 32-34.

[3] 曹雁平. 我国天然食用色素研究现状[J]. 食品与发酵工业, 2007, 33 (1): 80-84.

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Stability of Pigment fromMorus nigraLinn.

LI Wen-juan1，YONG Xiao-hua2，WANG Bin3，ZHOU Jing1,*
(1. School of Chemistry and Chemical Engineering, Shihezi University, Shihezi 832003, China；2. Technology Detection Centre of Xinjiang Oil Field Corporation, Kelamayi 834000, China；3. The Second Middle School of Xinyuan, Xinyuan 835800, China)

The pigment extracted fromMorus nigraLinn. from Xinjiang was evaluated for its stability. The pigment was soluble in polar solvents such as water and ethanol, and insoluble in non-polar solvents such as petroleum ether and benzene. It was stable in acidic media and had no light stability. In addition, the pigment was sensitive to hydrogen peroxide, sodium sulfite and sodium bisulfite. Metal ions such as Na+, K+, Mg2+and Mn2+had almost no effect on the stability of the pigment; however, Al3+and Fe3+displayed an obvious effect on its stability. Moreover, common food additives including sorbic acid, vitamin C and sodium chloride exhibited a certain hyperchromic effect, whereas sodium benzoate exhibited a certain hypochromic effect.

Morus nigraLinn.；pigment；stability

O629.9

A

1002-6630(2010)13-0132-04

2009-04-23

李文娟(1980—)，女，讲师，硕士，主要从事有机合成及天然产物化学研究。E-mail：lwj01_tea@shzu.edu.cn

﹡通信作者：周静(1956—)，女，教授，本科，主要从事天然产物化学研究。E-mail：zj01_tea@shzu.edu.cn