山竹壳色素稳定性研究

章 斌侯小桢郭丽莎

（1.韩山师范学院生物系，广东 潮州 521041；2.韩山师范学院美术系，广东 潮州 521041）

山竹壳色素稳定性研究

章 斌1侯小桢2郭丽莎1

（1.韩山师范学院生物系，广东 潮州 521041；2.韩山师范学院美术系，广东 潮州 521041）

考察光照、温度、氧化还原剂、酸碱度和食品添加剂等对山竹壳色素稳定性的影响。结果表明：该色素在可见光区的最大吸收波长为478 nm，70%乙醇为最佳浸提剂；该色素是一种醇溶性色素，适宜于偏酸性、中性和弱碱性条件下使用；有较强的耐氧化性和一定耐热性；金属离子Ca2＋、Mg2＋、Na＋、Cu2＋及食品添加剂如苯甲酸钠、柠檬酸、VC，及氯化钠试剂几乎不影响山竹壳色素的稳定性。紫外光、室外日光、Fe3＋、还原剂、碳酸氢钠和葡萄糖对该色素有一定减色作用。

山竹；色素；稳定性

山竹系藤黄科（guttiferae）常绿乔木，其果实营养丰富，有解热清凉、化解脂肪、润肤降火之功效［1］；但其富含色素成分的果壳尚未得到有效利用，大多作为废弃物处理，既浪费资源又污染环境。

现代医学［2－4］证明，天然色素尤其是来自可食性植物的天然色素，不仅安全，有的还具有一定的营养和药理作用。红色素是食品和化妆品工业中非常重要的一种色素，寻找天然水溶性的红色素是当前食品领域的一大热点。目前，国内外有关山竹壳色素的提取及稳定性的研究鲜有报道：胥秀英等［5］将提取的山竹壳红色素应用于饮料和白酒着色，表现出良好的稳定性；范润珍等［6］采用有机试剂萃取法提取山竹壳色素，并对其稳定性做了一定研究，认为该色素适宜于在中性和偏酸性条件下使用。为进一步研究山竹的应用价值，本试验采用超声波法从山竹壳中提取红色素，并对其稳定性进行初步探讨，以期为山竹的综合开发和有效利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

山竹壳：洗净、烘干，粉碎后过80目筛备用。

无水乙醇、石油醚、丙酮、乙酸乙酯、三氯甲烷、葡萄糖、苯甲酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、柠檬酸、亚硫酸钠、过氧化氢、氢氧化钠、盐酸、氯化钙、硫酸铜、氯化铁、氯化镁：分析纯，广州化学试验厂。

1.2 仪器

紫外可见分光光度计：UV－2800型，上海尤尼柯仪器有限公司；

电子天平：AUW120型，日本岛津公司；

粉碎机：DJ－10A，上海淀久中药机械制造有限公司；

精密酸度计：PHS－3C型，上海虹益仪器仪表有限公司；

旋转蒸发器：RE－52B型，上海亚荣生化仪器厂；

电热水浴锅：HH－2型，华普达教学仪器有限公司；

电热鼓风干燥箱：CS101－A型，重庆试验设备厂。

1.3 方法

1.3.1 山竹壳色素提取工艺流程

山竹壳→干燥→粉碎→加入提取剂→超声波提取→抽滤→色素液

1.3.2 山竹壳色素的制备 取一定量山竹壳粉，按1∶30（m∶V）料液比加入70%乙醇，在超声波功率350 W、温度70℃条件下，超声提取50 min，抽滤，得色素母液，待用。

1.3.3 最适提取剂的选择 准确称取山竹壳粉5.000 0 g，分别加入蒸馏水、无水乙醇、乙酸乙酯、石油醚、三氯甲烷、丙酮各100 m L，60℃ 下恒温浸提4 h，抽滤，取1 m L滤液稀释至25 mL，在190～690 nm波长段扫描，测定其吸收光谱，以确定最佳提取剂。

1.3.4 色素的稳定性试验 根据紫外－可见分光光度计扫描所得色素溶液的最大吸收波长，在此波长条件下测定色素受到光、热、氧化剂、还原剂、常用食品添加剂、金属离子等影响因素后的吸光度值变化情况，以此探讨山竹壳色素在不同环境条件下的稳定性［7－10］。

2 结果与讨论

2.1 提取剂与最大吸收波长的确定

2.1.1 提取剂对色素提取的影响 测定山竹壳色素在不同提取剂中的吸收光谱见图1。

图1 山竹壳色素在不同溶剂中的吸收光谱Figure 1 Spectrograms of mangosteen pigment with different extraction solvents

由图1可知，山竹壳色素易溶于无水乙醇和丙酮，难溶于蒸馏水、三氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯；虽然丙酮的最大吸收峰比无水乙醇的最大吸收峰大，吸收效果比无水乙醇好；但相比丙酮，乙醇毒性小且廉价，故本试验选用乙醇为提取剂，且主要考察在可见光波长范围内的吸收情况。

2.1.2 提取剂浓度及最大吸收波长的确定 选取60%、70%、80%、90%、100%浓度的乙醇，在360～630 nm波长范围内对色素液扫描所得吸收光谱见图2。

图2 不同浓度乙醇对色素液吸光度的影响Figure 2 Effects on absorbency of pigment solution with different content ethanol

由图2可知，不同浓度乙醇液对山竹壳色素提取效果的影响不大，以70%浓度的乙醇吸收效果较好，且波长在478 nm处有最大吸收峰，是山竹壳色素的最大特征吸收谱带。因此，选择70%乙醇液作为最佳浸提剂。

2.2 山竹壳色素的稳定性研究

2.2.1 色素的溶解性 分别向水、盐酸、氢氧化钠、氨水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、三氯甲烷、环己烷、石油醚中加入适量色素液，观察其溶解性，结果见表1。

表1 山竹壳色素在不同溶剂中的溶解性Table 1 Solubility of pigment in different solvents

由表1可知，该色素不溶于水、无机酸及非极性的有机溶剂，易溶于无机碱和甲醇、乙醇等极性较强的有机溶剂，表明该红色素为醇溶性色素。

2.2.2 p H 对色素稳定性的影响 用0.1 mol／L NaOH 和0.1 mol／L HCl调色素液p H 分别至2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，室温下静置30 min后观察溶液颜色，并于478 nm波长下测定吸光度，结果见表2。

表2 p H值对色素稳定性的影响Table 2 Effects of p H value on stability of pigment

由表2可知，该色素液在p H 4～9范围内较稳定，适宜于偏酸性、中性和弱碱性条件下使用。一般食品、饮料大多偏酸性；因此，该色素有适宜作为食品色素的可能性。

2.2.3 金属离子对色素稳定性的影响 分别配制0.000 5，0.001，0.001 5，0.002，0.002 5 mol／L 的 Ca2＋、Mn2＋、Na＋、Cu2＋、Fe3＋等金属离子的溶液各10 m L，加入等量的色素母液，摇匀、静置12 h后，取1 mL溶液定容到10 mL，在波长478 nm处测定各溶液吸光度，结果见图3。

由图3可知，随 Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Cu2＋溶液浓度的上升，色素吸光度亦随之增大，说明这些金属离子对该色素有一定增色作用；而加入有Fe3＋的色素液吸光度逐渐降低，且溶液浑浊呈黑色并伴有絮状沉淀物，其原因可能是Fe3＋与色素发生某些化学作用引起了颜色显著变化。

图3 金属离子对色素稳定性的影响Figure 3 Effects of different metal ions on stability of pigment

2.2.4 氧化剂、还原剂对色素稳定性的影响 配制相同浓度的色素稀释液（原液∶溶剂＝1∶4），分别加入5 m L不同浓度0.0%，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，1%H2O2溶液和5 mL浓度分别为0.0%，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，1%的Na2SO3液，常温下静置2 h后，取1 m L溶液定容到10 m L，于波长478 nm下测其吸光度，结果见表3。

由表3可知，溶液吸光度随H2O2浓度的增大而增大，随Na2SO3浓度的增大而逐渐减小，表明该色素有较强的耐氧化性。

2.2.5 食品添加剂对色素稳定性的影响 配制不同浓度的葡萄糖、抗坏血酸、苯甲酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸系列溶液，各取10 m L，分别加入等量的色素母液，摇匀放置1 h后，取1 mL定容到10 mL，于478 nm处测定吸光度，结果见图4。

表3 氧化剂、还原剂对色素稳定性的影响Table 3 Effects of reductant and oxidant on stability of pigment

图4 食品添加剂对色素稳定性的影响Figure 4 Effects of different food additives on stability of pigment

由图4可知，苯甲酸钠浓度的增加，色素液吸光度先略有减小，随后恢复至起始水平，可能的原因是苯甲酸钠溶液中的Na＋使山竹壳色素发生变色或与其结合成不溶性盐；VC、柠檬酸浓度的变化对色素液的吸光度变化影响较小，几乎不影响色素的稳定性；而碳酸氢钠和葡萄糖浓度的升高，色素液吸光度值不断降低，对色素的稳定性影响较显著，故实际使用时用量不宜过高。

2.2.6 耐热性 配制色素稀释液（原液∶溶剂＝1∶4），分别于50，60，70，80℃下恒温水浴3.5 h，每30 min取1 m L定容至10 m L，于478 nm处测吸光度，结果见图5。

由图5可知，随环境温度的上升，溶液吸光度有逐渐下降的趋势，但下降幅度较小，表明该色素有一定耐热性。

2.2.7 光照稳定性 取10 m L色素母液3份，分别置于紫外光、室外日光、室内自然光下，每间隔24 h取1 m L色素液定容到50 m L，于478 nm处测吸光度，结果见图6。

图5 温度对色素稳定性的影响Figure 5 Effects of temperature on stability of pigment

图6 光照对色素稳定性的影响Figure 6 Effects of light on stability of pigment

由图6可知，紫外光对色素影响最大，室外日光次之，室内散光最小；84 h后，紫外灯光和直射日光照射的色素溶液相继出现少量红色絮状沉淀物；由此说明该色素在室内可安全存放。

3 结论

（1）70%乙醇是山竹壳色素的最佳提取剂。在可见光波长范围内的最适吸收波长为478 nm。

（2）该色素是一种醇溶性色素，适宜于偏酸性、中性和弱碱性条件下使用；有较强的耐氧化性和一定耐热性；金属离子Ca2＋、Mg2＋、Na＋、Cu2＋及食品添加剂如苯甲酸钠、柠檬酸、VC，以及氯化钠试剂几乎不影响山竹壳色素的稳定性。紫外光、室外日光、Fe3＋、还原剂、碳酸氢钠和葡萄糖对该色素有一定减色作用。

（3）山竹壳色素呈紫红色，颜色鲜艳，稳定性较好，是一种极具开发前景的理想天然食用色素。

1 王宗训.中国资源植物利用手册［M］.北京：中国科学技术出版社，1989.

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4 赵吉寿，颜莉.天然食用玉米黄色素提取与性质研究［J］.云南民族学院学报（自科版），1996（3）：41～45.

5 胥秀英，王阿丽，郑一敏，等.山竹果壳中红色素的提取及其应用研究［J］.现代食品科技，2006，22（3）：173～174.

6 范润珍，彭少伟，林宏图.山竹壳色素的提取及其稳定性研究［J］.食品科学，2006，27（10）：358～362.

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8 迪丽努尔·马里克，米丽班·霍加，古丽娜尔，等.野蔷薇果皮色素的提取和稳定性研究［J］.食品科学，2008，29（3）：116～118.

9 丁旭光，侯冬岩，关崇新，等.超声提取黄柏黄色素的研究［J］.食品科学，2008，29（8）：383～385.

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Study on stability of mangosteen pigment

ZHANG Bin1HOU Xiao－zhen2GUO Li－sha1

（1.Department of Biology，Hanshan Normal College，Chaozhou，Guangdong521041，China；2.Department of Fine Art，Hanshan Normal College，Chaozhou，Guangdong521041China）

The stability was studied of pigment which extracted from mangosteen by ultrasound.Results showed that：the maximum absorption wave length of pigment is 478 nm；70%ethanol（V∶V）as extraction solution.According to the stability experiments，it was a alcohol－soluble pigment and suitable for partial acid，neutral and weakly alkaline conditions，has strong resistance to oxidant and heat，it was stable to Ca2＋，Mg2＋，Na＋，Cu2＋and food additives such as sodium benzoate，citric acid，VCand NaCl.UV light，Fe3＋，reductant，Na HCO3，glucose and light have hypochromic effect on the pigment.

mangosteen；pigment；stability

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.03.011

章斌（1981－），男，韩山师范学院讲师，硕士。E－mail：zb811223＠163.com

2011－02－01