葡萄皮紫色素的稳定性研究

张卫敏

(菏泽医学专科学校,山东菏泽274000)

葡萄皮紫色素的稳定性研究

张卫敏

(菏泽医学专科学校,山东菏泽274000)

目的探讨葡萄皮紫色素的提取及其稳定性。方法以葡萄皮为原料，采用80%乙醇提取葡萄皮紫色素，并对其稳定性做较深入研究。结果葡萄皮紫色素为紫色膏状，气芳香，不溶于氯仿，难溶于丙酮、乙醚、乙酸乙酯，溶于甲醇、乙醇，易溶于水；在pH值=3～6时，葡萄皮紫色素稳定性好；Fe3+、Cu2+、Fe2+对紫色素有一定影响，Ba2+、Mn2+、Ca2+、K+对紫色素影响不大；光对紫色素有降解作用；防腐剂对紫色素稳定性影响不显著；紫色素清除DPPH自由基能力比维生素C弱。结论葡萄皮紫色素在实际生产过程中应注意调节pH值，避光贮存，避免使用铁制容器；防腐剂对紫色素无显著影响；紫色素具有一定的抗氧化性。

葡萄皮紫色素；天然色素提取；稳定性

随着科学技术的发展，人们已经认识到合成色素的危害性，合成色素多为焦油类物质，含有苯环或萘环，有致癌、诱发染色体变异的危害。天然色素安全无毒、色泽自然且绝大多数具有生理活性，对人体有直接或间接的营养保健作用，且可调色及生产成本低，在食品、化妆品、医药保健等领域均有巨大的应用潜力[1,2]。

紫色素具有保健功能和鲜明的色调，在副食和饮料中应用广泛。世界上葡萄产量很大，且庞大的饮料和制酒行业中产生大量的葡萄皮渣，从中可提取葡萄皮紫色素[2]。在天然色素的提取过程中，使其保持化学性质稳定较为关键。因此，通过对天然色素性质的研究可以更好地指导其在食品生产中的应用[3]。本实验以葡萄皮为原料，采用80%乙醇提取葡萄皮紫色素，并测定了pH、金属离子、光照、食品添加剂对葡萄皮紫色素稳定性的影响，为葡萄皮紫色素在食品、医药等领域的开发与利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料U-3900紫外可见分光光度计(HITACHI日本)；HH-W 600数显三用恒温水箱(金坛市医疗仪器厂)；SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵(巩义市英峪予华仪器厂)；DZ-1BC型真空干燥箱(天津市泰斯特仪器有限公司)；DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)；PHS-3B型PH计(上海精密科学仪器有限公司)；ACCULAB ALC-210.4电子天平(德国赛多利斯科学仪器北京有限公司)乙醇、丙酮、甲醇、乙醚、乙酸乙酯、氯仿、柠檬酸、苯甲酸钠，Cu·2H2O、BaCl2、MnCl2·4H2O、CaCl2、KCl、FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O均为分析纯。不同pH值缓冲体系(pH=2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0)、0.100 mol/L的HCl溶液和0.100mol/L的NaOH溶液，实验所用水均为三重蒸馏水。实验所用葡萄采自张家口宣化。

1.2 方法

1.2.1 提取方法[4]取洗净鲜葡萄，剥皮，用三蒸水洗净皮上果肉，取适量葡萄皮放入1 000mL锥形瓶中，加入80%乙醇(以浸没样品为宜)用0.5%的柠檬酸调节至酸性，振荡、搅拌、浸提5 h，收集浸提液，浸提三次，合并浸提液，抽滤，所得滤液经减压浓缩、冷冻干燥后得到紫色素浸膏，回收乙醇。

1.2.2 紫色素溶液的制备精密称取干燥的葡萄皮紫色素0.2021g，置于100m L容量瓶中，加三蒸水充分溶解，加水定容至刻度，即得紫色素溶液。

1.3 紫色素的主要物理化学性质

1.3.1 紫色素的外观、颜色及溶解性用目视法观察紫色素的外观、颜色，用实验法测定紫色素在水、甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、乙酸乙酯和氯仿中的溶解性。

1.3.2 吸收光谱特性取紫色素溶液5.0mL，采用紫外可见分光光度法在λ=200～600 nm范围内进行全波长扫描。

1.3.3 pH值对紫色素的影响取25mL比色管8支，分别加入紫色素溶液5.0mL，再分别加入pH=2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0的缓冲溶液至刻度，摇匀，室温下放置30min后，测吸光度。

1.3.4 金属离子对紫色素的影响取10mL比色管21支，分成7组，每组3支，分别加入紫色素溶液5.0 mL，再分别加入0.500 mol/L、0.250 mol/L和0.100 mol/L的含有Cu2+、Ba2+、Mn2+、Ca2+、K+、Fe2+、和Fe3+的溶液至刻度。在室温下放置30min，测吸光度。

1.3.5 光照对紫色素的影响取50mL容量瓶2支，编号为a、b，分别加入紫色素溶液至刻度，将a管避光放置，b管置于室内光线下，隔12 h取样一次，测吸光度。

1.3.6 食品添加剂对紫色素的影响取10mL比色管7支，编号为1～7号，分别加入紫色素溶液3.0mL,1～6号管分别加1.00×10-3mol/L、5.00×10-3mol/L、1.00×10-2mol/L、5.00×10-2mol/L、0.150 mol/L和0.200mol/L的苯甲酸钠溶液至5.0m L，7号管加水至5mL，放置2 h后测吸光度，再取10mL比色管6支，分别加入0.15mol/L苯甲酸钠溶液和紫色素溶液，放置2 h后测其吸光度。

1.3.7 紫色素对DPPH的影响取10mL比色管7支，依次加入52.0μg/mL的DPPH 2.0mL，加入不同量的紫色素溶液用无水乙醇补足体积至5mL，混匀避光，暗室下反应30min，取出后于517 nm处测吸光度，用相应空白试剂作对照。以维生素C做阳性对照组，分别计算紫色素和维生素C对DPPH自由基的清除率。

2 结果

2.1 紫色素的外观、颜色及溶解性紫色素在室温下为膏状，气芳香，不溶于氯仿，难溶于丙酮、乙醚、乙酸乙酯，溶于乙醇、甲醇，易溶于水。

2.2 吸收光谱特性葡萄皮紫色素溶液的最大吸收波长为279 nm。见图1。

图1 葡萄皮紫色素吸收光谱

2.3 pH值对紫色素的影响葡萄皮紫色素在pH值= 3～6吸光度值无明显差异,而在pH=7～8范围内吸光度值变化较大。具体结果如下：空白吸光度为0.177 A，pH值=2时吸光度为0.177 A，pH值=3时吸光度为0.176 A，pH值=4时吸光度为0.178 A，pH值=5时吸光度为0.178 A，pH值=6时吸光度为0.178 A，pH值=7时吸光度为0.202 A，pH值=8时吸光度为0.192 A。

2.4 金属离子对紫色素的影响加入Ca2+、Ba2+、Mn2+、K+溶液的紫色素溶液吸光度值无明显变化，加入Cu2+、Fe2+、Fe3+的紫色素溶液吸光度值变化较大。实验结果表明Fe2+、Fe3+、Cu2+对色素均有一定影响。结果：紫色素溶液浓度为0.100 mol/L时，Cu2+、Ba2+、Mn2+、Ca2+、K+、Fe2+、Fe3+吸光度分别为0.176、0.175、0.190、0.180、0.190、0.254、0.349；紫色素溶液浓度为0.250mol/L时，Cu2+、Ba2+、Mn2+、Ca2+、K+、Fe2+、Fe3+吸光度分别为0.297、0.177、0.194、0.190、0.196、0.307、0.685；紫色素溶液浓度为0.500mol/L时，Cu2+、Ba2+、Mn2+、Ca2+、K+、Fe2+、Fe3+吸光度分别为0.318、0.180、0.197、0.272、0.195、0.448、0.804。

2.5 光照对紫色素的影响a管吸光度值无明显变化，b管吸光度值减小，实验结果表明光对紫色素有降解作用。结果如下：光照时间为12、24、36、48、60 h时，a管吸光度值分别为0.400、0.390、0.392、0.388、0.390；b管吸光度值分别为0.398、0.370、0.387、0.358、0.340。

2.6 防腐剂对紫色素的影响加入不同浓度苯甲酸钠，紫色素吸光度值无明显差异，溶液中色素溶液浓度递增吸光度值增大，呈一定线性关系，防腐剂对紫色素的影响。结果如下：不同浓度防腐剂分别为(1.00×10-3)mol/L、(5.00×10-3)mol/L、(1.00×10-2)mol/ L、(5.00×10-2)mol/L、0.150mol/L、0.200mol/L、0mol/ L，吸光度分别为0.246 A、0.253 A、0.250 A、0.257 A、0.259 A、0.263 A、0.260 A。同浓度防腐剂对紫色素的影响具体结果如下，同浓度防腐剂色素溶液为1.00 mL，苯甲酸钠溶液为4.00 mL时吸光度值为0.155A，溶液为1.50mL，苯甲酸钠溶液为3.50mL时吸光度值为0.180 A，溶液为2.00mL，苯甲酸钠溶液为3.00mL时吸光度值为0.216A，溶液为2.50mL，苯甲酸钠溶液为2.50mL时吸光度值为0.240 A，溶液为3.00mL，苯甲酸钠溶液为2.00mL时吸光度值为0.271 A，溶液为4.00m L，苯甲酸钠溶液为1.00m L时吸光度值为0.329A。

2.7 紫色素对DPPH的影响紫色素清除DPPH自由基的IC50=331μg/mL，VC清除DPPH自由基的IC50= 20.8μg/mL，由此得出，紫色素清除DPPH自由基的能力比VC弱。紫色素对DPPH的影响具体结果如下：紫色素浓度为0.00μg/mL时，吸光度为0.513 A，对DPPH清除率为0.00%；紫色素浓度为80.0μg/mL时，吸光度为0.451 A，对DPPH清除率为12.1%；紫色素浓度为160μg/mL时，吸光度为0.419 A，对DPPH清除率为18.3%；紫色素浓度为240μg/mL时，吸光度为0.382 A，对DPPH清除率为25.5%；紫色素浓度为320μg/m L时，吸光度为0.340 A，对DPPH清除率为33.7%；紫色素浓度为400μg/mL时，吸光度为0.297A，对DPPH清除率为42.1%。

3 讨论

葡萄品种繁多，广泛分布于全国各地，葡萄皮中含有较多的天然色素可广泛用于食品、药品、化妆品等领域中而且色泽鲜艳，与合成色素相比具有一定的营养和药理作用[5]。出于对合成色素安全性的担忧，天然色素[6]替代合成色素已成为未来发展趋势。

葡萄皮色素为芳香族色素，体系pH值不同时，芳香族色素结构重排改变了存在的结构形式[7]，使芳香族色素的色泽发生改变。因此，在葡萄皮紫色素的应用过程中要注意pH值的大小，以免影响色泽。

葡萄皮主要含有花色素、花色苷等物质[8]，Fe3+与花色素形成螯合物，所以Fe3+对葡萄皮紫色素影响很大，而Cu2+对色素的色泽也有较大破坏作用。该色素不能存放在铁制容器里，以免色素被破坏影响色泽。光可能使紫色素降解，所以不易在光照条件下长时间保存，应避光贮存。

食品添加剂对色素影响不大，色素可以广泛应用于含食品添加剂的食品领域中，色泽鲜亮，安全性高。

葡萄皮色素中存在多种生物活性物质，如花色苷类、多酚类、黄酮类等，具有抗氧化性和清除自由基等作用。这对抗癌、防癌、抗衰老、预防心血管疾病，提高身体健康有很好的作用[9-10]。本实验通过葡萄皮紫色素对DPPH自由基的清楚作用，表明葡萄皮紫色素有一定抗氧化能力与文献报道[11-13]一致。

葡萄皮紫色素在常温下为紫色膏状，气芳香，易溶于水。在pH值=3～6范围内稳定性较好。Fe3+、Fe2+、Cu2+对其有一定影响。苯甲酸钠对紫色素稳定性无明显影响，可用于食品、饮料的生产领域中。长时间光照对紫色素具有降解作用。紫色素能够清除DPPH自由基，表明具有一定的抗氧化性。其他因素如糖类等对葡萄皮紫色素稳定性的影响还有待于进一步研究。

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Extraction and Stability of the Pu rp le Pigm en t in Grape Skin

Zhang W eim in
(HezeMedicalColleges，Heze 274000，Shangdong)

ObjectiveThe extraction and stability of Purple pigment in Grape Skin were studied.M ethods The Grape Skin w as taken as raw materialw ith the 80%ethanol extracted Grape skin purp le pigment,and its stability had been donemore through research.Resu lts The purple pigment ispurple cream,fragrantair,notdissolve in chloroform,hardly dissolve in acetone,ethylether,ethyl acetate,dissolve inmethanol,ethanol,easy to dissolve in water;The stability of this purple pigmentwas good when pH iswithin 3.0～6.0;Fe3+,Cu2+,Fe2+on the purple is known as a certain impact,Ba2+, M n2+,Ca2+,K+has little effect to the purple pigment;The stability of the purple pigmentgotw orse under the light;the pur⁃ple pigmentdid not react toomuch to the preservative;purple pigment removal capacity than Vc weak DPPH free radical. Con clusion Purple pigment in the grape skin during the actual production app lication should pay attention to ad justpH, dark storage,avoid to use of iron containers;preservatives on the purple pigmentof no significant impact;purple pigment hassomeantioxidantactivity.

purple pigmentof grape skin;naturalpigmentextracted;stability

S663.1;TS264.3

A

1008-4118（2015）03-0008-04

10.3969/j.issn.1008-4118.2015.03.004

2015-04-14

张卫敏(1986-)，女，硕士研究生。研究方向：药物新剂型与新技术。