玫瑰色素的提取及稳定性分析

唐红枫 孙茜 穆婷 张雨婷 程时劲 谢琼

摘要：以玫瑰色素为研究对象，采用单因素试验对玫瑰色素的最佳提取条件进行了探索，并对玫瑰色素的理化性质进行了研究。结果表明，玫瑰色素的最佳提取条件为以０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ－９５％乙醇溶液为提取剂，提取时间为６０ ｍｉｎ，提取温度为６０ ℃，料液比为１∶２５（ｍ／Ｖ，ｇ∶ｍＬ）。玫瑰色素在５２０ ｎｍ处有最大光吸收。玫瑰色素在酸性环境中对Ｈ２Ｏ２、维生素Ｃ和食品添加剂稳定性较好，对Ｆｅ２＋和Ｆｅ３＋不稳定，且不耐高温。

关键词：玫瑰色素；提取；稳定性；抗氧化性

中图分类号：Ｓ６８５．１２；ＴＳ２０２．３文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）06－1218-04

Study on the Extraction and Stability of Rose Pigment

ＴＡＮＧ Ｈｏｎｇ－ｆｅｎｇ１，ＳＵＮ Ｑｉａｎ２，ＭＵ Ｔｉｎｇ１，ＺＨＡＮＧ Ｙｕ－ｔｉｎｇ１，ＣＨＥＮＧ Ｓｈｉ－ｊｉｎ１，ＸＩＥ Ｑｉｏｎｇ１

（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｗｕｈａｎ Ｄｏｎｇｈｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕhａｎ ４３０２１２，Ｃｈｉｎａ；

２． Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ ４３００７９，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｒｏｓｅ ｐｉｇｍｅｎｔ． Ａｎｄ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｒｏｓｅ ｐｉｇｍｅｎｔ ｗere ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｅｄ， ０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ－９５％ ｅｔｈａｎｏｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ， ｅｘｔｒａｃｔed ａｔ ６０ ℃ ｆｏｒ ６０ ｍｉｎ， ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ １∶２５（ｍ∶Ｖ，ｇ／ｍＬ）．Ｔｈｅ ｐｉｇｍｅｎｔ ｈａｄ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｅａｋ ａｔ ５２０ ｎｍ． Ｔｈｅ ｐｉｇｍｅｎｔ ｗａｓ ｓｔａｂｌｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ａｃｉｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ Ｈ２Ｏ２， Ｖｉｔａｍｉｎ Ｃ ａｎｄ ｆｏｏｄ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ， ｂｕｔ ｕｎｓｔａｂｌｅ ｕｎｄｅｒ Ｆｅ２＋ ａｎｄ Ｆｅ３＋ ｏｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｒｏｓｅ ｐｉｇｍｅｎｔ； ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ； ｓｔａｂｉｌｉｔｙ； antiｏｘｉｄａｔｉｏｎ

随着人们生活水平的不断提高，食品安全意识日益增强，天然食品添加剂的开发也成为趋势。由于天然色素直接取自自然界中的动植物和微生物，因而用于食品、化妆品乃至药品更为安全可靠。近年来研究结果表明，番茄红素、花青素等天然色素均具有生理活性，其药用价值正逐渐受到人们的青睐［１］。随着科学技术的发展和社会需求的增加，将会有更多的天然色素被开发利用。

玫瑰是蔷薇科蔷薇属的多年生常绿或落叶灌木［２］。其在我国的栽培历史久远，以前仅供药用与制造香料，后来用作观赏与培育品种。玫瑰色素是一种天然色素，它有很好的色泽、一定的营养价值和药理功效［３］。面对天然色素逐渐取代合成色素的发展趋势，研究系统分析了玫瑰色素的提取条件和理化性质，以期为其开发和利用提供科学依据。

１材料与方法

１．１材料

１．１．１原料与试剂玫瑰花，采自武汉市江夏区武汉东湖学院校内。所用试剂均为分析纯。

１．１．２仪器与设备ＧＺＸ－９２４０型ＭＢＥ数显鼓风干燥箱，上海博弈实业有限公司医疗设备厂；ＴＨＺ－Ｃ恒温振荡器，江苏太仓市试验设备厂；Ｓｃｉｅｎｔｚ－１０Ｎ冷冻干燥机，宁波新芝生物科技股份有限公司；ＧＬ－２４Ｍ高速冷冻离心机，长沙湘麓离心机仪器有限公司；ＳＰ－７５２型紫外可见分光光度计，上海光谱仪器有限公司。

１．２方法

１．２．１玫瑰色素最佳提取条件的确定

１）原料的预处理。将摘取的玫瑰花去掉花萼和花托，剔除枯黄、腐烂花瓣和其他杂质，用去离子水漂洗，吸水纸吸干水分后粉碎备用。

２）提取剂的选择。取等量的玫瑰花瓣，分别用等体积的不同溶剂在相同试验条件下提取，比较溶液颜色变化与溶解快慢，以确定合适的提取剂。

３）玫瑰色素最大吸收波长的确定。以相应提取剂为参比，对用最佳提取剂提取所得的色素溶液，用紫外分光光度计在２００～８００ ｎｍ范围内扫描，获得玫瑰色素的最大吸收波长。

４）单因素试验。在最大吸收波长下分别测定其吸光度，进行包括提取时间、提取温度、料液比的单因素试验，从而逐步确定玫瑰色素的最佳提取条件。

１．２．２玫瑰色素理化性质的研究准确移取等体积稀释后的色素供试液置于不同的条件下，分別在最大吸收波长下测定其吸光度，探讨ｐＨ、氧化剂、还原剂、金属离子、食品添加剂对色素稳定性的影响。

２结果与分析

２．１玫瑰色素最佳提取条件的探索结果

２．１．１提取剂的选择从表１可以看出，从溶解情况来看，玫瑰色素易溶于极性溶剂，难溶或不溶于弱极性和非极性的溶剂；从颜色来看，０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ－９５％乙醇和０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ－甲醇对玫瑰色素均有很好的提取效果。考虑到甲醇有一定的毒性，本着安全、经济的原则，选择０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ－９５％乙醇作为提取剂。

２．１．２玫瑰色素最大吸收波长将玫瑰色素提取液稀释到可测试浓度，在２００～８００ ｎｍ范围内扫描。测定结果（图１）表明，玫瑰色素在紫外光区约２８０ ｎｍ处有吸收，在可见光区５２０ ｎｍ处有最大吸收，在下面的试验中将测定波长选定在５２０ ｎｍ处。据资料报道，花青苷类色素的特征吸收谱带在２７８ ｎｍ附近和５０７～５３６ ｎｍ范围内［４］，由此判断玫瑰色素主要成分可能为花青苷类色素。

２．１．３提取时间的选择从图２可以看出，提取初期随着提取时间的延长，吸光度呈上升趋势，到６０ ｍｉｎ时吸光度达最大，但６０ ｍｉｎ后吸光度有所下降且渐趋稳定，可能是由于提取时间过长，部分色素会因为光照、温度等因素而结构被破坏。因此，提取时间选为６０ ｍｉｎ左右较好。

２．１．４提取温度的选择由图３可知，在３０～６０ ℃色素提取液的吸光度基本上不变，说明在这一温度范围内基本不影响色素的稳定性；但在７０～１００ ℃范围内，随着提取温度的升高吸光度逐渐变小，说明高温对色素有一定的降解作用，故最佳提取温度为６０ ℃，且玫瑰色素的保存应当避免高温。

２．１．５料液比的选择如果加入的提取剂过少，会有部分花瓣不被浸润，导致色素溶出不完全，而加入的提取剂过多又会增加成本。从图４能看出，随着料液比的减小吸光度升高，料液比为１∶２５（m/V，g∶mL，下同）后吸光度变化不大，说明在此料液比下色素提取比较完全，结合经济的原则考虑，料液比选为1∶２５较合适。

２．２玫瑰色素理化性质分析

２．２．１ｐＨ对色素稳定性的影响玫瑰色素颜色会随ｐＨ的变化发生变化，当ｐＨ＜５时，色素呈红色，随ｐＨ增大红色由深变浅；当５＜ｐＨ＜７时，色素呈浅紫蓝色；当ｐＨ＞７时，色素逐渐变成黄绿色直至黄褐色。这与花青素的變化规律相一致［５］。可能是由于不同的ｐＨ使花色苷元分子结构发生改变，存在着蓝色醌式碱、红色酚式黄盐和无色查耳酮、甲醇假碱等相互转化［６］。随着ｐＨ的增加，吸光度逐渐下降，说明酸性环境有利于保持玫瑰色素的稳定性，碱性环境中其稳定性会受到一定的破坏（图５），因此在开发和利用玫瑰色素时一定要保持其在合适的pH，可以考虑将其用于酸性食物的着色［７］。

２．２．２氧化剂对色素稳定性的影响在酸性介质中，氧化剂Ｈ２Ｏ２的体积分数增加时，色素溶液的吸光度稍有降低但颜色变化不明显（图６）。说明玫瑰色素有一定的抗氧化性，这与推测的其主要成分花青苷的性质［8］吻合，可以将它应用作化妆品及药物的着色剂［9］。

２．２．３还原剂对色素稳定性的影响由图７可知，随着还原剂维生素Ｃ浓度的增加，色素溶液的吸光度稍微升高但颜色不变，说明维生素Ｃ的抗氧化性对玫瑰色素有一定的增色作用但不影响其结构。

２．２．４金属离子对色素稳定性的影响由表２可知，在酸性介质中，大多数金属离子对玫瑰色素的稳定性几乎没有影响并能稳定保持色素的鲜艳颜色，Ｎａ＋、Ｍｇ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｕ２＋和Ａｌ３＋对色素有一定的增色作用；添加Ｆｅ２＋和Ｆｅ３＋后色素溶液虽然吸光度有所增加，但是颜色由玫红色变为棕黄色，可能是Ｆｅ２＋和Ｆｅ３＋与色素分子发生了络合反应，形成了荚心结构络合物［１０］，一定程度上破坏了玫瑰色素的结构，因此玫瑰色素在生产、应用和保存中应避免和铁器皿接触。

２．２．５食品添加剂对色素稳定性的影响由图８可知，随着葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉、食盐这4种食品添加剂浓度的增加，玫瑰色素溶液的吸光度变化幅度很小，由此表明，玫瑰色素对食品添加剂在一定范围内具有良好的稳定性，这有利于它们在食品中的应用。

３结论

通过单因素试验，逐步确定了玫瑰色素提取的最佳条件为提取温度６０ ℃，提取时间６０ ｍｉｎ，料液比１∶２５。

通过试验可以推测玫瑰色素主成分为花青苷类色素［１１］，此方面还需要进行进一步的试验证明。玫瑰色素其稳定性比较好，能够耐受６０ ℃以下的温度，但长时间高温色素不稳定。大多数金属离子对玫瑰色素的稳定性没有影响，但Ｆｅ２＋和Ｆｅ３＋对玫瑰色素有不良的影响，因此玫瑰色素在生产、应用和保存中应避免和铁器皿接触。玫瑰色素有一定的抗氧化性，可以与维生素Ｃ配合使用，并且在酸性溶液中及较高浓度的食品添加剂溶液中（如葡萄糖、可溶性淀粉、食盐、蔗糖等）较为稳定，可作为饮料、食品的色素添加剂使用。

参考文献：

［１］ 凌关庭．食品添加剂［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００３． ９５０－９５１．

［２］ 金敬宏． 玫瑰的综合开发［Ｊ］． 中国野生植物资源，１９９９，１９（６）：２１－２５．

［３］ 刘秀湘，余仲元，陈宗元． 玫瑰花色素的研究［Ｊ］． 天然产物研究与开发，１９９４，6（2）：５６－６０．

［４］ 刘贤明． 天然食用色素落葵红的初步研究［Ｊ］． 食品科学，１９９０，10（８）：９－１３．

［５］ 余华．玫瑰茄红色素的结构定性研究［Ｊ］．食品科技，２００４（７）：５５－６０．

［６］ 王金亭．天然玫瑰茄红色素研究进展［Ｊ］．粮食与油脂，２０１０（１１）：４０－４３．

［７］ ＳＣＨＭＩＴＺＥＲ Ｖ，ＶＥＢＥＲＩＣ Ｒ，ＯＳＴＥＲＣ Ｇ，ｅｔ ａｌ． Ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｆｌｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｏｓｅ ‘ＫＯＲｃｒｉｓｅｔｔ［Ｊ］． Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇ，２００９，１３４（５）：４９１－４９６．

［８］ ＮＡＵＲＥＥＮ Ａ，ＳＡＱＩＢ Ｍ，ＭＵＨＡＭＭＡＤ Ｇ，ｅｔ ａｌ． Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｏｓｅ Ｂｅｎｇａｌ ｐｌａｔｅ ａｇｇｌｕｔｉｎａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ，ｍａｌｌｅｉｎ ｔｅｓｔ，ａｎｄ ｓｏｍｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｓｅｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｅｓｔｓ ｆｏｒ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｏｆ ｅｑｕｉｎｅ ｇｌａｎｄｅｒｓ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，２００７， １９（４）：３６２－３６７．

［９］ 王忠民，石秀花，李瑾瑜，等． 野玫瑰色素理化性质的研究［Ｊ］． 食品科学，２００７，27（６）：９３－９７．

［１０］ 郑秉恒，黄种励，郑皓川，等． 食用玫瑰茄红色素稳定性能初探［Ｊ］． 食品科学，１９８５，5（９）：１－８．

［１１］ ＭＡＳＳＯＮ Ｇ，ＳＣＨＮＥＩＤＥＲ Ｒ． Ｋｅｙ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｏｆ ｐｒｏｖｅｎｃｅ ｒｏｓé ｗｉｎｅ ｆｌａｖｏｒ［Ｊ］． Ａｍ Ｊ Ｅｎｏｌ Ｖｉｔｉｃ，２００９，６０（１）：１１６－１２２．