野菊花类胡萝卜素类色素的稳定性研究

申海进，郭巧生，房海灵，李育川

（1.南京农业大学中药材研究所，江苏南京210095；2.常州卫生高等职业技术学校药学组，江苏常州213000；3.江西省林业科学院，江西南昌330032；4.昆明学院，云南昆明650214）

色泽是食品的一个重要的感官指标[1]，其优劣对食品的可售性和消费者的接受性都会有较大的影响[2]，所以人们常把着色剂添加到食品中以获得需要的表观颜色[3]。

王哲(1992-)，男，硕士研究生，主要研究方向为表面增强拉曼散射及其应用. Email:zhewangscience@163.com

类胡萝卜素就是一种常用色素，属萜类化合物。植化分析显示中药材野菊花Flos Chrysanthemi Indici中存在萜类化合物[4]，且证实是类胡萝卜素类物质[5-6]。经验表明色素经从生体中提取出来后，由于脱离了原有的生理环境，可能会发生褪色、褐变、沉淀、降解等变化。本文考察光照强度、温度、pH、金属离子、糖、酸及食品添加剂等食品加工过程中常见的影响因素对野菊花中类胡萝卜素类色素稳定性的影响，以期为其作为色素利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

野菊花（FCI）于2007年10-11月采集于安徽省金寨县，经南京农业大学郭巧生教授鉴定为菊科（Compositae）植物野菊的头状花序，采后的30 min内，105℃杀青3 min，并40℃通风干燥，-20℃密封储藏备用，临用前粉碎过100目筛。

1.2 方法

1.2.1 色素的制备

料液比按1/50（g/L），选择不同溶剂进行野菊花的浸泡提取，室温12 h后过滤，以相应提取溶剂为空白，续滤液用美国PerkinElmer公司Lambda25紫外-可见分光光度计进行比色，扫描范围800 nm～200 nm，步长2 nm，并指认选中溶剂的药材提取液的最大吸收峰为检测波长。

野菊花样品以选中溶剂进行提取，提取液合并过滤，40℃旋转蒸发后再冷冻浓缩即得色素提取物，同时用各种不同溶剂测试提取物的溶解性。

由图1可知，加入添加剂对初始熔化温度有明显降低效果，添加量在2%时，氧化硼和碳酸钠将初始熔化温度由1 050 ℃降至700 ℃左右。添加10%氧化硼则降至400 ℃；硼砂对初始熔化温度降低的影响呈现缓慢降低的趋势，在添加8%时达到最低温度590 ℃。碳酸钠则在10%时达到最低温度691 ℃。

1.2.2 色素稳定性研究

参照张弘等[7]的方法，色素稳定性以保存率计，以不含色素的溶液为空白，分别测得处理前色素溶液吸光值A0和处理后吸光值A，按下式计算保存率：

村里老人吃饭时会端着饭碗坐在巷子里。晒太阳、乘凉，也是靠着墙根坐在巷子里。从巷子另一头过来一个人，会站着聊两句话，如没急事，就在一边的木凳上坐下来，慢慢聊。

pH对色素保存率的影响，见图3。在pH4.0～pH8.0时，溶液有絮状物形成，对此溶液中加入适量KOH或NaOH后，悬浮物可重新溶解，且随碱量增加，溶液的越发透明亮黄；在pH8.5～pH10.0时，溶液黄色较对照深。从图3中可以看出，在pH4.0～pH7.0内，色素保存率变化不大，且集中在较低的层级，说明低pH对色素有减色作用；当pH升到9.0以后保存率大于100.00%，提示高pH有增色作用；说明色素适宜在碱性条件下储存。

1.2.2.1 光照强度对色素保存率的影响

在自制暗盒内（40 cm×40 cm×40 cm）悬挂功率为9 W的蓝色电子节能灯（新世纪牌，双U型，广东江门天普照明电器厂），通过黑纸遮挡使灯源功率分别为 4.5、9、13.5、18和 27 W，用德国 Testo公司 545照度计测得光照强度依次为（62±28）、（141±21）、（203±44）、（258±28）、（403±26）lx（所有处理各测暗盒内 5 点，试验期内连续测定5次，数据为测定结果的平均值）。取浓度为0.05%的色素溶液（60%乙醇配制）密封于玻璃瓶内，置灯下接受照射处理，每隔4 h摇匀样品溶液并变换接受处理位置，24 h后测定。

利用内部开发的机器学习算法，研究小组将突触分为37个亚型。值得注意的是，大脑中与高级推理和思维能力相关的区域同样也包含有最为多样化的突触群体，而像脑干这样的“爬行脑区域”，其突触亚型则更为整齐划一。

1.2.2.2 温度对色素保存率的影响

图1显示，在相同处理时间内，色素溶液的保存率与光照度间呈明显的线性关系（Y=-0.072 8X+94.211，R2=0.883 1），试验结果表明光照度越大色素光化分解越激烈。

1.2.2.3 pH对色素保存率的影响

用60%乙醇配制0.05 mol/L的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液（pH 4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5 和 7.0）和 Tris-HCl缓冲液（pH 7.5、8.0、8.5、9.0、9.5 和 10.0），缓冲液pH用瑞士Mettler Toledo公司Delta 320 pH计验证，使各缓冲液中色素浓度为0.05%，室温放置24 h后测定。

1.2.2.4 金属离子对色素保存率的影响

不同的应用场景其复杂程度以及碰撞模拟量均是不同的，针对本文的研究对象，如若用一般的包围盒，其精确度不符合要求，不能准确地描述对象，基于这点，考虑针对混合层次包围盒[6]的改进。

以60%乙醇配制不同浓度的离子溶液，使各溶液中色素浓度为0.1%，4℃冰箱放置24 h后测定。

1.2.2.5 糖和酸对色素保存率的影响

Nonier M.F.等[10]指出类胡萝卜素的色泽取决于存在于分子结构中的共轭双键系统。光对类胡萝卜素有两种作用效应，一是形成顺反双键，使电磁波谱蓝移2 nm～10 nm；二是加速类胡萝卜素链的氧化，载色体降解断裂，光谱向紫外区漂移，并且失去颜色。本试验中色素溶液中的主要呈色物质为类胡萝卜素[5-6]，试验现象表现为褪色，符合第二种效应。光强对色素保存率的影响，见图1。

2.2.4 金属离子对色素保存率的影响

用60%乙醇配制不同浓度的防腐剂（山梨酸钾）、氧化剂（H2O2）、还原剂（亚硫酸钠）、抗氧化剂（VC）等的溶液，使各溶液中色素浓度为0.05%，4℃冰箱放置24 h后测定。

2 结果与分析

2.1 色素的提取与制备

不同溶剂的野菊花提取液在480 nm～400 nm内均有3个峰，从表1中各溶剂下提取液的吸光值可知，丙酮/石油醚=1/1、甲醇/二氯甲烷=1/1、甲醇/乙酸乙酯/石油醚=1/1/1、甲醇/丙酮=1/1、三氯甲烷、二氯甲烷、正己烷/丙酮/乙醇=2/1/1、乙醚等溶剂的提取效果较好。过往研究中乙醚也是从植物组织中提取类胡萝卜素的惯用溶剂[8-9]，综合考虑溶剂的安全性及脱溶的方便性等因素，本试验选乙醚为提取溶剂，据扫描结果可知乙醚提取液的3个特征峰值波长为412、436和468 nm。

表1 不同溶剂野菊花提取液在特征波长处的吸光值Table 1 Absorbance of FCI extracts using different solvents at characteristic bands

乙醚提取物（即类胡萝卜素类色素）为深黄色膏状油树脂，在石油醚和正己烷中，部分溶解并有絮状沉淀，溶液呈晶莹的黄色；在三氯甲烷和二氯甲烷中完全溶解呈黄红色；溶于乙醚，稀溶液为亮黄色，浓溶液呈深黄色；溶于丙酮呈不透明的黄色；在乙酸乙酯中，稀溶液呈黄色，浓度加大后逐渐转为不透明的黄色，同时产生悬浮物。

脑动静脉畸形多见于皮质和白质交界处，呈锥形，基底部面向脑皮质，尖端指向白质深部或直达侧脑室壁；有1支或多支增粗的供血动脉，引流静脉多扩张、扭曲、含鲜红的动脉血；畸形血管团之间杂有变性的脑组织，邻近脑实质常有脑萎缩，甚至缺血性坏死[10-12]。既往研究报道，在脑动静脉畸形的治疗中，可用可脱性球囊或α-氰基丙烯酸异丁醋栓塞血管，但存在操作难度大、不利于控制出血、对人体有一定的毒性等缺点[13-15]。

2.2 色素保存率研究

2.2.1 光强对色素保存率的影响

用60%乙醇配制不同浓度糖和酸溶液，使各溶液中色素浓度为0.05%，4℃冰箱放置24 h后测定。

图1 光强对色素保存率的影响Fig.1 Effect of light quantity on preservation rate of pigment

用60%乙醇配制浓度为0.05%的色素溶液，置0、20、40、60、80、100 ℃水浴进行避光热处理，考虑实际食品加工中热处理操作一般不超过1 h，本试验确定处理时间为1 h。处理结束后立即置4℃冰箱降温20 min，定容后测定。

2.2.2 温度对色素保存率的影响

温度对色素保存率的影响，见图2。

图2 温度对色素保存率的影响Fig.2 Effect of temperature on preservation rate of pigment

从图2可知随着温度的升高色素保存率呈现出明显的上升趋势，处理温度从0℃升至100℃时，色素的保存率从99.50%增加至113.91%，80℃以后变化逐渐趋缓。温度试验的结果表明，色素的耐热性较强。

应急应对方面，就云南省最近一次破坏性地震——2014年 “8.03”鲁甸MS6.5级地震情况来看，云南发生破坏性地震灾害时，存在的问题主要有以下这些。

2.2.3 pH对色素保存率的影响

图3 pH对色素保存率的影响Fig.3 Effect of pH value on preservation rate of pigment

式中吸光值为3个特征波长下吸光值的平均值，3重复。

1.2.2.6 食品添加剂对色素保存率的影响

金属离子对色素保存率的影响见表2。

表2 金属离子对色素保存率的影响Table 2 Effect of metal ions on preservation rate of pigment

除Fe3+外的其它各离子的色素溶液中都有絮状物形成，形成速度为 Ca2+＞Zn2+＞K+＞Na+＞Mn2+＞Fe2+＞Cu2+＞Al3+，且随离子浓度的加大沉淀形成速度和形成量也提高，分析可能是色素与金属离子形成了螯合物。Fe2+、Fe3+和Cu2+加入后色素溶液的颜色立即发生了变化，说明对这几种离子对色素不稳定。Ca2+有减色作用，但随浓度升高减色效果变小。其余离子有增色作用，Na+和Zn2+增色效果随离子浓度升高而加强，但K+、Mn2+和Al3+随浓度加大增色效果反而下降。

2.2.5 糖和酸对色素保存率的影响

为了进一步做好巡测部署工作，确保测验精度，我们对该站非汛期径流特性进行了分析计算，旨在分析该站在非汛期精简测次的情况下，对比其径流量的误差情况。我们选取丰、平、枯水年三个年份，分别为2008、2006、2002 年，时间段为非汛期 1—5、10—12月，采用原年份实测流量，分别选取每月一次、两次、三次实测流量，采用连实测流量法算出相应的非汛期径流量，同年鉴的径流量相比较，对比结果详见表6。

那天我也飞了一把，帅气的男教练带着我在天上兜了差不多二十分钟的风，然后轮到迟羽陪着“功夫熊猫”飞。他们俩刚飞起来我就领悟了“只有熊猫”的精髓。胖子快要吓成一个精神病，自始至终气运丹田地“啊啊啊啊”尖叫，我们只看到空中一坨巨大的肉在不停地疯狂抖动，尖叫了五分钟就迅速落地了——确切地说是坠地。

糖对色素保存率的影响，见表3。从表3糖对色素保存率的影响可知，除麦芽糖处理的色素溶液的保存率随糖浓度的升高而持续升高外，其余三糖处理的色素保存率均呈先上升后下降的趋势，且都在糖浓度为0.15%时有最大值，说明生产中保持适当的糖浓度是有利于色素保持的。

Mini-CEX考核框架模式充分发挥了护生的主体作用，护生必须主动查阅相关资料，设计评估方法及患者可能出现的症状和体征，以此激发护生积极思考、主动探索的兴趣，充分调动其学习积极性和主动性。有92%的护生认为该模式提高了沟通与交流能力，83%的护生认为促进了师生间的沟通和交流。因此，Mini-CEX考核框架模式能够指导护生学会学习、学会与人交流和相处，更为日后进入临床与患者沟通打下了基础。

“小王啊，这次我也是下了血本，要是这次翻不了身，我就要提前去见无量天尊了，”老道用沉重的声音说道。“这次的行动全权由我负责，你可别多话啊。”

表3 糖对色素保存率的影响Table 3 Effect of sugar on preservation rate of pigment

酸对色素保存率的影响，见表4。

表4 酸对色素保存率的影响Table 4 Effect of acids on preservation rate of pigment

从表4酸对色素保存率的影响可知，草酸、磷酸、酒石酸、柠檬酸处理的色素溶液呈乳黄色，有悬浮物形成。单宁酸处理下的色素溶液的保存率随酸浓度的升高反而下降，醋酸处理结果则与之相反。在测定范围内硼酸处理的色素溶液的保存率变化不大。

2.2.6 食品添加剂对色素保存率的影响

食品添加剂对色素保存率的影响结果见表5。

表5 食品添加剂对色素保存率的影响Table 5 Effect of food additives on preservation rate of pigment

表5中结果显示，色素保存率随防腐剂和还原剂浓度的升高而升高，但还原剂溶液中有悬浮物产生。随着氧化剂浓度的升高，色素保存率呈先上升再下降的趋势，这可能是由于部分类胡萝卜素在低H2O2浓度下发生了异构使吸光值升高；而高浓度时，过量氧化剂的存在导致类胡萝卜素氧化分解。随着抗氧化剂浓度的升高，色素保存率也呈现出一个先上升再下降的过程，这可能是由于VC浓度提高后溶液酸性增加造成的。

3 结论

Collera-Zuniga O.等[11]认为类胡萝卜素在其原有天然环境中表现较稳定，而当被分离、纯化或溶于有机溶剂时，就变得异常的脆弱。本文中，野菊花类胡萝卜素类色素受pH的影响较大，表现为褪色；遇金属离子易形成絮状物，表现为变色或褪色；其余因素均影响不大或有增色作用；说明在影响较大的情况下使用该色素，必须要先对其进行分子修饰。

[1] Perez-Urquiza M,Beltran JL.Determination of dyes in foodstuffs by capillary zoneelectrophoresis[J].Journal of Chromatography A,2000,898(2):271-275

[2] Cserhati T,Forgacs E,Darwish Y,et al.Effect of reduced glutathione on the stability of pigments in paprika powders studied by multiwavelength spectrometry and high-performance liquid chromatography[J].Journal ofChromatographyA,2002,949(1):269-273

[3] Huang H Y,Chiu C W,Sue S L,et al.A nalysis of food colorants by capillary electrophoresis with large-volume sample stacking[J].Journal of Chromatography A,2003,995(1/2):29-36

[4] Yoshikawa M,Morikawa T,Murakami T,et al.Medicinal flowers.I.Aldose reductase inhibitors and three new eudesmane-type sesquiterpenes,kikkanols A,B,and C,from the flowers of Chrysanthemum indicum L.[J].Chemical and Pharmaceutical Bulletin,1999,47(3):340-345

[5] Shen HJ,Guo Q S,Fang H L.Toxicological evaluation of carotenoidtype extracts from Flos Chrysanthemi Indici[J].Journal of medicinal plants research,2011,5(23):5507-5512

[6] 申海进,郭巧生,房海灵.野菊花乙醚提取物的理化性质及抗氧化能力[J].食品科学,2012,33(15):43-47

[7] 张弘,郑华,陈军,等.胭脂虫红色素稳定性研究[J].食品科学,2008,29(11):59-64

[8] Kishimoto S,Maoka T,Nakayama M,et al.Carotenoid composition in petals of Chrysanthemum (Dendranthema grandiflorum(Ramat.)Kitamura)[J].Phytochemistry,2004,65(20):2781-2787

[9] Guerra N B,Melo E A,Filho J M.Antioxidant compounds from coriander(Coriandrum sativum L.)etheric extract[J].Journal of Food Composition and Analysis,2005,18(2/3):193-199

[10]Nonier M F,De Gaulejac N V,Vivas N,et al.Characterization of carotenoids and their degradation products in oak wood.Incidence on the flavour of wood[J].Comptes Rendus Chimie,2004,7(6/7):689-698

[11]Collera-Zuniga O,Jimenez F G,Gordillo R M.Comparative study of carotenoid composition in three mexican varieties of Capsicum annuum L.[J].Food Chemistry,2005,90(1/2):109-114