不同原料颜色对高粱红色素理化性质的影响

李传欣，张宏宇，李景林

（辽宁省农业科学院天然色素开发中心，辽宁沈阳110161）

不同原料颜色对高粱红色素理化性质的影响

李传欣，张宏宇，李景林*

（辽宁省农业科学院天然色素开发中心，辽宁沈阳110161）

分别采用红色和黑色两种颜色高粱壳为原料提取高粱红色素，对其理化性质分析比较，可知黑壳色素提取率为5.2%，色价45，耐热性能好，色调为紫褐色，色泽较暗；红壳色素提取率为3.1%，色价32，色调为红棕色，色泽较亮。

高粱红，色素，理化性质

Abstract：Sorghum red pigment extracted from red and black color sorghum shell，physical and chemical properties result was that the pigment extraction rate of black shell was 5.2% ，color value was 45，heat resistance was good，hue was purple and brown，color and lustre was dark.Pigment extraction rate of red shell was 3.1%，color value was 32，hue was reddish brown，colour and lustre was more bright.

Key words：sorghum red；pigment；physical and chemical properties

高粱红色素是从高粱壳中提取的植物天然色素，属于黄酮类化合物。黄酮类化合物具有消除自由基、阻断和清除氧化损伤、保健、延缓衰老的功能和药用价值[1]。高粱红作为食品着色剂已被国家列入可在各类食品中按生产需要适量使用范畴[2]。我国是世界高粱主产国之一，资源非常丰富。高粱壳因品种不同颜色之间差异很大，一般都挑选外表颜色较深的混合使用。目前，对于高粱红色素提取工艺的研究较为广泛[3-4]，包括溶剂选择、提取温度、提取时间、料液比等，而关于提取原料高粱壳的颜色对高粱红色素理化性质的影响方面研究甚少。笔者多年从事该项研究工作认为食品工业不同领域对高粱红色素色调有不同需求，而影响该色素色调的直接因素是高粱壳的颜色。因此，本研究分别选用红色或深棕红色高粱壳（以下简称红壳）和黑色或深紫黑色高粱壳（以下简称黑壳）为提取原料，对比分析了不同原料颜色对高粱红色素提取率、色价、色调等方面的影响，为高粱红色素在不同领域的开发、应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

高粱壳 产自辽宁阜新；无水乙醇 分析纯；65%乙醇水溶液 准确称量65mL无水乙醇用水定容至100mL容量瓶中。

RE-52旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂；ES-120J分析天平 沈阳万腾电子公司；DZKW系列电子恒温水浴锅 北京市永光明医疗仪器厂；PHS-3C PH计 上海科教仪器厂；SP-721E分光光度计 上海光谱仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品的制备 选择无杂质无霉变的红壳、黑壳各称100g，分别用65%乙醇水溶液（料液比1∶6），于60℃水浴中回流提取2h，过滤，滤渣进行二次浸提，合并两次滤液用旋转蒸发仪回收乙醇，取出浓缩液提纯干燥，制成粉末状红壳色素和黑壳色素，备用[5]。

1.2.2 提取率的计算 按下式计算出不同颜色高粱壳的色素提取率。

1.2.3 色价的测定[6]准确称取试样1g（精确到0.0002g），用65%乙醇水溶液溶解，置于100mL容量瓶中定容，摇匀；从中取出1mL，再用65%乙醇水溶液定容至100mL容量瓶中摇匀。取此溶液置于1cm比色皿中，在波长500nm处测吸光度。按如下公式计算色价：

1.2.5 热稳定性测定 分别称取粉末状红壳色素和黑壳色素各100mg，置于敞口铝坩埚中。气氛：静态空气（O250mL/min，N250mL/min）；温度：100～800℃；升温速度：5℃/min。

2 结果与分析

2.1 原料颜色对色素吸收光谱的影响

首先，对红、黑不同颜色高粱壳提取液的吸收光谱进行绘制，结果见图1。

图1 原料颜色对吸收光谱的影响Fig.1 Effect of material color on the absorption spectrum

图1表明，红壳和黑壳色素的最大波长分别为490nm和510nm。说明提取原料颜色不同，色素光谱性质也随之不同。

2.2 原料颜色对色素提取率的影响

将黑壳和红壳分别称取5份，每份称取100g，按1.2.1方法在设定温度下提取色素，色素提取率结果见图2。

图2 原料颜色对色素提取率的影响Fig.2 Effect of material color on the pigment extraction rate

图2表明，红壳、黑壳色素都受温度影响，均在60℃时溶解度最高。同时也明显看出黑壳色素提取率较高。这说明黑色高粱壳中的色素含量较红壳高。

2.3 原料颜色对色素色价的影响

将红壳、黑壳各称取100g，按1.2.1方法提取色素，按1.2.3方法测定色价，结果见表1。

表1 原料颜色对色素色价的影响Table 1 Effect of material color on the pigment color price

色价是我国习惯采用的表示色素含量的方法。表1表明黑壳色素色价45，红壳色素色价32。从中可以看出原料颜色影响色素含量，用黑壳为原料提取的高粱红色素含量高于红壳提取。

2.4 原料颜色对色素色调的影响

将红壳、黑壳各称取100g，按1.2.1方法提取色素，按1.2.4方法测定色调，结果见表2。

表2 原料颜色对色素色调的影响Table 2 Effect of material color on the pigment tone

色调是指色素中含主要颜色强弱的指标，可用红色指数表示。表2表明，红壳色素红色指数高于黑壳色素，色调显深红棕色，黑壳色素红色指数低于红壳色素，色调显深紫褐色，说明红壳色素中红色成分较强。

2.5 两种色素的热稳定性分析

分别称取红壳色素、黑壳色素各100mg，按1.2.5程序控制温度下，测量色素的分解率与温度的关系，热分析TG见图3。

图3 两种色素的TG图Fig.3 Two pigments TG map

图3表明，两种色素终止分解温度相同都在720℃，初始分解温度有所不同，红壳色素为110℃，黑壳色素为150℃，说明黑壳色素比红壳色素耐热性能强。

3 结论

通过比较红壳和黑壳两种原料对高粱红色素理化性质的影响，可以看出提取原料的颜色直接影响色素的提取率、色价、色调及耐热性能。黑壳色素含量多，色素色价高且耐热性能好，色调偏紫褐色，色泽较暗；与之相比，红壳色素提取率及色价偏低，但色调深红棕色且柔和亮丽。壳色决定色调，也许这正是高粱红色素在各类食品应用中表现出来的色泽差异的原因所在。因此，在高粱红色素推广应用过程中应注重食品颜色的需求，如在配制酒、巧克力中应选择黑壳色素；在肉灌肠类、糖果中应选用红壳色素。

[1]郭庆启，毛佳，王萍，等.响应面法优化红松松籽壳色素提取工艺的研究[J].食品工业科技，2010（11）：262-264.

[2]GB2760-2011《食品添加剂使用卫生标准》[S].中华人民共和国卫生部发布，2011-04-20.

[3]张宏宇，吕玉璋，李韬.高粱红色素乙醇提取工艺的研究[J].现代食品科技，2010（3）：300-302.

[4]王毅民.天然高粱红色素提取方法与性质的研究[J].甘肃科学学报，1996（2）：82-85.

[5]李淑芬，李景林，潘世全.高粱天然红色素提取及其理化性质的研究[J].辽宁农业科学，1993（1），49-51.

[6]GB9993-2005《食品添加剂高梁红》[S].2005.

[6]阎炳宗，王春利，孙英汉，等.GB9993-2005《食品添加剂高梁红》[S].中国国家标准化管理委员会，2005-06-30.

Effect of different raw material color on physical and chemical properties of sorghum red pigment

LI Chuan-xin，ZHANG Hong-yu，LI Jing-lin*
（Liaoning Provincial Academy of Agricultural Sciences，Shenyang 110161，China）

TS201.2

A

1002-0306（2012）16-0174-03

2011-12-14 *通讯联系人

李传欣（1952-），男，研究员，研究方向：天然色素研究与开发。