当归藤红色素稳定性研究

管海波，黄忠京，银小玲，覃江克，梁敏，罗艳，杨瑞云，*

（1.药用资源化学与药物分子工程教育部重点实验室，广西师范大学化学化工学院，广西 桂林 541004；2.广西民族大学化学与生态工程学院，广西 南宁 530006；3.广西医科大学药学院，广西 南宁 530021）

食用色素作为目前食品添加剂的一个重要组成部分，通常分为合成色素和天然色素两大类。现代医学试验证明，长期和过量使用合成色素对人体健康有一定的危害，部分合成色素还具有致癌、致毒、致畸、致泻等作用[1-2]。而天然色素以其色香诱人、无毒无害、色调自然、口感甘纯，同时具有生理保健等优点，日益受到人们的青睐[3]。因此，寻找和开发更多的天然色素资源已成为食品工业的发展趋势。

当归藤（Embelia parviflora Wall.）系紫金牛科酸藤子属植物，主要分布在广西、广东、云南等地[4]。当归藤的根与藤供药用，用于治疗月经不调、闭经、白带、萎黄病、不孕症等妇科疾病，有当归的作用，因此得名。此外亦用于贫血、跌打损伤、骨折等症状[5-6]。广西民间流传有“谁人懂得筛其蔃，不愁不生养”之说。当归藤提取物呈鲜红色，是一种较为理想的天然红色素来源。本文以广西产当归藤为主要原料，对该色素的稳定性进行研究，为食品工业开发和利用当归藤红色素资源提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

当归藤2009年7月购于桂林药材市场，晾干，粉碎。

无水乙醇、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、苯甲酸钠、Na2SO3等均为市售分析纯。

1.2 仪器与设备

CARY-100紫外可见分光光度计：美国Varian公司；R-1001型旋转蒸发仪：郑州长城科工贸有限公司；BS/BT124S型电子天平：北京赛多利斯天平有限公司；HH-S型恒温水浴锅：巩义市予华仪器有限责任公司；PHS-3C酸度计：上海雷磁仪器厂；医用紫外灯：长沙灯具厂。

1.3 方法

1.3.1 当归藤红色素的提取

称取一定量的当归藤，自然风干，粉碎后用70%乙醇按料液比 1∶25（g/mL）在 70 ℃下浸提 140 min，减压浓缩，即得到当归藤红色素粗品。

1.3.2 当归藤红色素的光谱特性

取一定量的色素粗品用70%乙醇稀释一定倍数，室温下用紫外可见分光光度计在波长200 nm～600 nm范围内进行光谱扫描，最大吸收峰为440 nm，从而确定440 nm波长为测试波长。

1.3.3 pH对当归藤红色素稳定性的影响

用70%乙醇配制一定体积的色素溶液，以5 mol/L HCl和2mol/L NaOH溶液调节色素溶液的pH分别为1、3、5、7、9、11。3 h 后在波长 440 nm 处测定其吸光度。

1.3.4 糖对当归藤红色素稳定性的影响

用 50%乙醇配制成质量浓度分别为 2、4、6、8、10 mg/mL的葡萄糖、蔗糖、麦芽糖溶液。取2 mL色素液于10 mL具塞比色管中，用不同浓度的葡萄糖、蔗糖、麦芽糖溶液定容至刻度，摇匀，室温下放置5 h，以不加甜味剂的色素溶液作对照，测定色素溶液在440 nm处的吸光值，并目测其颜色变化情况。

1.3.5 光照对当归藤红色素稳定性的影响

取一定体积的色素溶液，分别置于室内暗处、室内自然光下、40 W的紫外灯和室外太阳光下，每隔一段时间（0、2、4、6、8 h）后取样，测其在 440 nm 波长下的吸光度变化。

1.3.6 金属离子对当归藤红色素稳定性的影响

取8 mL色素溶液9份，分别加入2 mL浓度为1 mg/mL 的 Mg2+、K+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Cu2+、Zn2+、Na+、Pb2+溶液，对照组加入2 mL蒸馏水，混合均匀，静置2 h后，测定在440 nm波长下的吸光度。并观察颜色变化情况。

1.3.7 氧化剂对当归藤红色素稳定性的影响

以H2O2作为氧化剂，配制成浓度分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%的H2O2溶液。取当归藤色素提取液各5 mL，分别加入不同浓度的H2O2溶液1 mL，对照组中加入1 mL蒸馏水，再用70%乙醇稀释至10mL，室温下放置3h后，于440nm下测其吸光度，并目测其颜色变化情况。

1.3.8 还原剂对当归藤红色素稳定性的影响

以Na2SO3作为还原剂，配制成浓度分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL 的 Na2SO3溶液。取当归藤色素提取液各5 mL，分别加入不同浓度的Na2SO3溶液1 mL，对照组中加入1 mL蒸馏水，再用70%乙醇稀释至10 mL，室温下放置3 h后，于440 nm下测其吸光度，并目测其颜色变化情况。

1.3.9 温度对当归藤红色素稳定性的影响

取等量色素溶液8份，分别置于30（室温）、40、50、60、70、80、90、100 ℃的恒温水浴中。1.5 h 后，在440 nm波长下分别测定吸光值，并目测其颜色变化情况。

1.3.10 防腐剂对当归藤红色素稳定性的影响

以苯甲酸钠作为防腐剂，分别配制浓度为0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%的苯甲酸钠色素溶液，室温下放置2 h、4 h后，在440 nm波长下分别测定其吸光度，并目测其颜色变化情况。

2 结果与分析

2.1 pH对当归藤红色素稳定性的影响

不同pH对当归藤红色素稳定性的影响见表1。

表1 pH对红色素稳定性的影响Table 1 Effects of pH values on the stability of red pigment

由表1可知，随着pH的增加，当归藤色素的红色逐渐加深。在酸性条件下较稳定，且色泽明亮，而在碱性条件下不稳定，其原因可能是碱性条件改变了色素中发色基团的结构。因此当归藤红色素的开发利用过程中，必须注意pH值的影响。

2.2 糖对当归藤红色素稳定性的影响

糖对当归藤红色素稳定性的影响见表2。

表2 糖对红色素稳定性的影响Table 2 Effects of sugar on the stability of red pigment

由表2可知，随着葡萄糖浓度的增加，吸光度值有所下降，但变化幅度很小，并且目测色素溶液颜色也基本保持不变，说明在此浓度范围内，葡萄糖对当归藤色素的稳定性影响不大；蔗糖浓度在2 mg/mL～8 mg/mL，当归藤色素溶液的吸光值随着蔗糖浓度的增加而缓慢增大，当蔗糖浓度达到10 mg/mL时当归藤色素溶液的吸光度值变化较大，可能是高浓度的蔗糖使色素溶液体系发生了改变，因此在低浓度范围内蔗糖对当归藤色素具有一定的护色作用；随着麦芽糖浓度的增加当归藤色素溶液的吸光值变化不明显，颜色也基本无变化，说明在一定浓度范围内麦芽糖对当归藤色素无不良影响。

2.3 光对当归藤红色素稳定性的影响

不同光照条件对当归藤红色素稳定性的影响见图1。

图1 光对红色素稳定性的影响Fig.1 Effects of different time of light on the stability of red pigment

由图1可知，在室内黑暗处和室内自然光下，色素色调及吸光度几乎没有变化，表明室内暗处和室内自然光对该色素的色泽和稳定性均无明显影响；紫外光照射下，吸光度随着时间延长先增大后减小，但总体变化幅度不大，因此，在该色素的制备过程中，可以用紫外光短时间内进行杀菌；室外太阳光下，色调及吸光度变化较显著，随着太阳光照射时间的延长，色素溶液吸光度值显著增大，色素溶液颜色由红色变为橙色，并且出现浑浊现象，表明太阳光对色素稳定性有显著影响，所以在使用和储备该色素时，应尽量避免强光照射。

2.4 金属离子对当归藤红色素稳定性的影响

金属离子对当归藤红色素稳定性的影响见表3。

表3 金属离子对红色素稳定性的影响Table 3 Effects of metallic ions on the stability of red pigment

从表3可知，金属离子对当归藤红色素稳定性的影响不尽相同。K+、Ca2+、Na+、从吸光度值和颜色上看差异均不明显，说明这3种金属离子对当归藤红色素稳定性无不良影响。Zn2+使色素变成淡黄色，且吸光值显著降低，说明Zn2+对当归藤红色素具有降解作用。Mg2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+对当归藤红色素稳定性的影响较大：Mg2+使色素变成淡黄色，并伴有淡黄色悬浮物；Fe3+使色素变成棕褐色，同时吸光值急剧升高；Al3+使色素变成淡黄色，且生成白色絮状悬浮物；Cu2+使色素变成黄褐色，生成黄褐色絮状悬浮物的同时，吸光值也急剧升高；Pb2+使色素变成浅褐色，并产生浅褐色絮状悬浮物；其原因是由于这些金属离子与色素发生了反应，生成不溶性的盐，因此该色素在生产和应用中，应尽量避免与这些金属容器相接触。

2.5 氧化剂对当归藤红色素稳定性的影响

H2O2对当归藤红色素稳定性的影响见表4。

由表4可知，H2O2浓度在0.1%～0.5%时当归藤色素溶液的吸光度逐渐增大，当H2O2浓度超过0.6%时当归藤色素溶液吸光度逐渐降低，但总体上看吸光度变化幅度不大，并且目测色素溶液颜色也基本保持不变，维持在一个较稳定的水平上。因此当归藤红色素在低浓度的氧化剂中稳定性较好，具有一定的抗氧化性。

表4 H2O2对红色素稳定性的影响Table 4 Effects of hydrogen peroxide on the stability of red pigment

2.6 还原剂对当归藤红色素稳定性的影响

Na2SO3对当归藤红色素稳定性的影响见表5。

表5 Na2SO3对红色素稳定性的影响Table 5 Effects of sodium sulfite on the stability of red pigment

由表5可知，随着Na2SO3溶液浓度的增大，色素溶液的吸光度增大，在0.2 mg/mL～1.0 mg/mL浓度范围内吸光度变化幅度不显著，颜色由暗红色变为红色，说明Na2SO3溶液对当归藤色素稳定性影响不大，同时也说明此色素具有一定的抗还原性，并且在一定程度上Na2SO3溶液对色素有增色作用。

2.7 温度对当归藤红色素稳定性的影响

温度对当归藤红色素稳定性的影响见图2。

图2 温度对红色素稳定性的影响Fig.2 Effects of temperature on the stability of red pigment

由图2可知，随着温度的升高，当归藤红色素溶液的吸光度增大。当温度在70℃以下，溶液的颜色和吸光度变化不大，说明当归藤红色素在低温下较为稳定；当温度超过80℃时，色素溶液的吸光度变化幅度较大，并且伴有混浊现象产生，这说明高温对当归藤红色素稳定性有一定的影响，因此在生产和应用中应避免高温处理。

2.8 防腐剂对当归藤红色素稳定性的影响

苯甲酸钠对当归藤红色素稳定性的影响见图3。

图3 苯甲酸钠对红色素稳定性的影响Fig.3 Effects of sodium benzoate on the stability of red pigment

由图3可以看出，2 h和4 h后的吸光度值变化均不显著，色素色调也无明显变化，说明防腐剂对当归藤红色素稳定性基本没有影响，可以添加作为色素防腐使用。

3 结论

通过以上研究表明，当归藤红色素在酸性条件下较稳定，具有一定的抗氧化、抗还原性及耐热性。食品工业中常用的4种食品添加剂，葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、苯甲酸钠对该色素无明显影响。而太阳光对色素稳定性有显著影响，应尽量避免强光照射。金属离子K+、Ca2+、Na+对当归藤红色素稳定性无不良影响，但Mg2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+对当归藤红色素稳定性的影响较大。因此，在当归藤红色素的开发利用过程中应尽量避免这些因素的干扰。

[1]杨志娟.我国天然色素的现状与发展方针[J].食品研究与开发,2003,24(2):2-6

[2]盛玮,薛建平,陈媛君,等.超级黑糯玉米芯色素理化性质及稳定性的研究[J].食品科技,2010,35(11):264-268

[3]杨青珍,王锋,孙元琳.甜樱桃果实红色素的提取和稳定性研究[J].食品科学,2010,31(4):120-122

[4]陈家源,卢文杰,王雪芬,等.小花酸藤子化学成分的研究[J].华西药学杂志,1998,13(2):95-96

[5]江苏新医学院.中药大辞典,下册[M].上海:上海科学技术出版社,1977:879

[6]江苏植物研究所.新华本草纲要,第一册 [M].上海:上海科学技术出版社,1988:389