紫蓝草紫色素的提取及稳定性研究

隆金桥，谢宇奇

（百色学院化学与生命科学系，广西百色533000）

紫蓝草紫色素的提取及稳定性研究

隆金桥，谢宇奇

（百色学院化学与生命科学系，广西百色533000）

以70%乙醇为溶剂，采用超声波辅助从紫蓝草中提取紫色素，并对该紫色素在不同pH、温度、光照、氧化剂、还原剂、不同金属离子条件下的稳定性进行检测。结果表明，紫蓝草紫色素易溶于水和乙醇，在酸性和中性溶液中稳定，温度、光照和还原剂对其稳定性没有影响，抗氧化能力弱，金属离子Fe3+对紫色素的稳定性有影响，而Na+、Zn2+、Cu2+离子对紫色素的稳定性没有影响。

紫蓝草；紫色素；稳定性

紫蓝草（Peristrophe roxburghiana）又名红蓝、红丝线[1]，为爵床科植物，主要分布于我国南部各省，性甘、淡、凉，具有淡淡清香味，中医上用于消炎、清热解毒、利尿、清肺热、止咳、散瘀、凉血止血、消肿止痛等[2]。紫蓝草紫色素可作为天然食用色素，具有无毒无副作用、安全性高等优点，在防癌、降血压、降血脂、保护视力等方面具有重要作用，倍受消费者青睐。义崇宽[4-7]等对红蓝草色素提取工艺及其稳定性进行了初步研究，但目前国内未见关于紫蓝草紫色素稳定性研究的文献报道。本文采用超声醇提法从紫蓝草中提取天然紫色素，探讨紫色素在不同pH、温度、光照、氧化剂、还原剂、不同金属离子条件下的稳定性，为紫蓝草紫色素的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

原料：新鲜紫蓝草（市售），样品经百色学院苏仕林教授鉴定，现存放于广西教育厅生物能源开发与研究重点实验室。

1.2 试剂与仪器

1.2.1 试剂

乙醇、双氧水、亚硫酸钠、氯化钠、氯化锌、氯化铜、氯化铁、盐酸、氢氧化钠等均为分析纯。

1.2.2 实验仪器

万分之一天平；多功能榨汁搅拌机RSD-348：合肥荣事达小家电有限公司；高功率数控超声波清洗器KQ-200KDB：昆山市超声仪器有限公司；PHS-3C数字式酸度计：上海雷磁仪器厂；721分光光度计：上海菁华科技仪器有限公司；循环水式多用真空泵SHBB9500980MPA：郑州长城科工贸有限公司；台式高速电动离心机。

1.3 方法

1.3.1 紫蓝草紫色素提取工艺流程

紫蓝草→清洗→晾干→粉碎→浸提→过滤→浓缩→离心分离→紫色素浓缩液。在前期研究的基础上，称取新鲜的粉碎的红蓝草20 g放入锥形瓶中，按料液比为1∶15（g/mL）加入300mL 70%乙醇溶液浸泡，再放入超声波清洗仪中，以超声波功率100W破碎，水浴加热70℃，40min，待溶液冷却，过滤，把滤液倒入烧瓶中，使滤液不要超过烧瓶体积的1/2，用旋转蒸发仪进行减压浓缩[控制温度在（60±5）][6]，将减压浓缩后的样液倒出，离心分离，得到紫色素浓缩液。

1.3.2 最大吸收波长的测定

取5mL离心分离液置于50mL容量瓶中，加入蒸馏水，定容至刻度，摇匀，在410 nm～610 nm波长内测试其吸光度。

1.4 紫色素稳定性试验

1.4.1 不同pH对紫蓝草紫色素吸光度的影响

分别取5mL离心分离液置于50mL容量瓶中，加入不同pH缓冲剂，配制成pH=1～2、pH=3～4、pH=5～6、pH=7～8、pH=9～10、pH=11～12的溶液，蒸馏水定容至刻度，摇匀，放置1 h，观察溶液的颜色并比较吸光度变化情况。

1.4.2 温度对紫蓝草紫色素吸光度的影响

取5mL离心分离液置于50mL容量瓶中，加入蒸馏水，定容至刻度，摇匀，分别在室温、40、60、80℃条件下水浴0、10、20、30、40min，观察溶液的颜色并比较吸光度变化情况。

1.4.3 光照对紫蓝草紫色素吸光度的影响

取5mL离心分离液置于50mL容量瓶中，加入蒸馏水，定容至刻度，摇匀，分别于直射光照、室内散光照射和避光条件下放置0min、20、40、60、80 h，观察溶液的颜色并比较吸光度变化情况。

1.4.4 氧化剂、还原剂对紫蓝草紫色素吸光度的影响

取5mL离心分离液置于50mL容量瓶中，分别加入蒸馏水、0.1%Na2SO3、0.1%H2O2溶液，定容至刻度，摇匀，放置0、0.5、1、2、3、24、48、72 h，观察溶液的颜色并比较吸光度变化情况。

1.4.5 金属离子对紫蓝草紫色素吸光度的影响

取5mL离心分离液置于50mL容量瓶中，分别加入含0.1%Na+、Fe3+、Zn2+、Cu2+离子的溶液，定容至刻度，摇匀，放置0、30、60、120、180min，观察溶液的颜色并比较吸光度变化情况。

2 结果与讨论

2.1 紫蓝草紫色素的吸收光谱

在可见光波长范围内，在480 nm处有稳定的最大吸收峰，如图1所示。故该试验采用480 nm作为测定波长。

图1 紫蓝草紫色素最大吸收波长的测定Fig.1 Determination on the maximum absorption wavelength of Peristrophe roxburghiana Purpurin

2.2 不同pH对紫蓝草紫色素吸光度的影响

在pH=1～14范围内紫色素溶液呈透明状态，在酸性及中性溶液中为紫红色，吸光度变化较小，pH＞9时，颜色开始变深，吸光度变化较大，说明紫色素溶液在碱性条件下稳定性较差，实验结果如图2所示。

图2 pH对紫蓝草紫色素吸光度的影响Fig.2 Effect of pH on the absorbance of Peristrophe roxburghiana red pigments

2.3 温度对紫蓝草紫色素吸光度的影响

在试验加热时间范围内温度对紫蓝草紫色素的基本没有影响，说明紫蓝草紫色素耐热性比较好，结果如图3所示。

图3 温度对紫蓝草紫色素吸光度的影响Fig.3 Effect of temperature on the absorbance of Peristrophe roxburghiana red pigments

2.4 光照对紫蓝草紫色素吸光度的影响

在试验范围内，紫蓝草紫色素在直射光、室内散光、避光条件下吸光度变化不大，可见紫蓝草紫色素有较好的耐光性，结果如图4所示。

图4 光照对紫蓝草紫色素吸光度的影响Fig.4 Effect of light on the absorbance of Peristrophe roxburghiana red pigments

2.5 氧化剂、还原剂对紫蓝草紫色素吸光度的影响

过氧化氢使紫色素溶液吸光度变小，且浓度越大，影响效果越明显，说明紫蓝草紫色素抗氧化性较差，在使用过程中注意防止氧化，以保持紫色素的稳定性。加入Na2SO3后，紫色素在72 h内的吸光度基本没有变化。说明紫色素的抗还原能力较强，结果如图5所示。

表5氧化剂对紫蓝草紫色素吸光度的影响Fig.5 Effect of oxidants and reducing agents on the absorbance of Peristrophe roxburghiana red pigments

2.6 金属离子对紫蓝草紫色素吸光度的影响

分别在紫色素水溶液中加入Na+、Fe3+、Zn2+、Cu2+后紫色素的吸光度有一定的变化，Fe3+使紫色素水溶液的吸光度变小，说明Fe3+对紫色素的稳定性有影响。而Na+、Zn2+、Cu2+离子对紫色素的稳定性影响不大。由于金属离子本身的颜色使紫色素的水溶液发生了一些变化。其中，Fe3+和Cu2+影响最大，加入Fe3+后色素溶液由浅紫红色变为黄褐色，而加入Cu2+后溶液变为紫红色中带绿色，添加Na+对紫色素色调没有影响，添加Zn2+后溶液颜色加深，可见Zn2+对溶液有增色作用，结果如图6所示。

图6 金属离子对紫蓝草紫色素吸光度的影响Fig.6 Effect of metal ions on the absorbance of Peristrophe roxburghiana red pigments

3 结论

紫蓝草紫色素是一种水溶性色素，也易溶于乙醇，在酸性和中性溶液中稳定，温度和光照对其稳定性没有影响，抗氧化能力弱，还原剂对其没有影响，Fe3+对紫色素的稳定性有影响。而Na+、Zn2+、Cu2+离子对紫色素的稳定性没有影响。紫蓝草紫色素具有较好的开发和应用前景。

[1]黄燮才.实用(一)中草药原色图谱[M].南宁:广西科学技术出版社,1993:400-401

[2]江苏新医学院.中草药大辞典(上)[M].上海:上海科学技术出版社,1985:1000-1001

[3]韦玉芳.天然五色粽子的研制[J].广西轻工业,2010(10):16-18,63

[4]蒋红芝,义崇宽,刘贵云,等.超声波水提红蓝草红色素工艺条件的研究[J].安徽农业科学,2011,39(13):7721-7722,7774

[5]义崇宽,蒋红芝.红蓝草红色素的微波提取工艺研究[J].安徽农业科学,2011,39(35):21785－21786

[6]蒋红芝,义崇宽,严壮苗,等.红蓝草红色素稳定性的研究[J].安徽农业科学,2011,39(24):14993-14995

[7]蒋红芝,义崇宽,范务彩,等.微波提取红蓝草紫色素工艺研究[J].湖北农业科学,2011,50(21):4463-4464,4468

Stability of Purpurin of Peristrophe Roxburghiana

LONG Jin-qiao，XIE Yu-qi
（Department of Chemistry and Life Science，Baise University，Baise533000，Guangxi，China）

Taking 70%ethand as solvent，the purpurin were extracted from Peristrophe roxburghian by using ultrasonic assisted extraction.the stability of the pigment at various pH，temperature，light，oxidants，reducing agents and various metal ions conditions were detected.The results showed that，the purpurin were soluble easily in water and ethanol，stable in acidic and neutral solution，temperature，illuminationand reductive agen has no effect on its stability，weaker antioxidant capacity，Fe3+had a certain impact on the stability of Purpurin，Na+，Zn2+，Cu2+had no effect on the stability of the Purpuri.

Peristrophe roxburghiana；purpurin；stability

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.010.018

2013-12-09

国家自然科学基金项目资助（41163007）；广西教育厅科研项目资助（200911MS229）

隆金桥（1970—），男（壮），副教授，研究生，主要从事有机化学教学与研究工作。