桑椹色素稳定性研究

刘婷婷 周文飞 国玮

摘要：该文研究了外界因素对桑椹色素稳定性的影响。结果表明：pH值影响桑椹色素的稳定性；在20℃低温条件下桑椹色素稳定性较高，且在高温短时条件下，稳定性也比较高；对氧化剂H2O2的耐氧化性差；对普通还原剂维生素C稳定；浓度大于10%的高浓度蔗糖对桑椹色素有一定影响。

关键词：桑椹色素；提取；稳定性

1 引言

桑椹又名桑枣、桑果、桑实、椹子、乌椹等，分布地区很广[1-2]。桑甚不但果肉多汁，滋味甘美，而且具有诸多保健功能，自古以来就是保健食品[3-4]。

食用色素是食品添加的重要组成部分，它不仅广泛应用于饮料、酒类、糕点、糖果等食品，以改善其外观品质，而且也普遍应用于医药和化妆品生产。食用色素，特别是食用天然色素研究与开发有着广阔的发展前景和巨大潜力。1971-1981年的10年间，各国发表专利总计126篇，而合成色素同期仅10篇。进入80年代后，天然色素的研究进入高潮，中国天然色素的研究起步较晚，基本是从20世纪70年代后期开始的，其中主要有重庆天府可乐公司的焦糖色素；天津轻工学院的甜菜红、苋菜红色素；江苏省植物所的菊黄色素；林科院林产化工研究所的可可色素等[5]。

本文分析研究桑椹红色素在几种不同因素影响下的稳定性变化情况。通过对桑椹红色素在不同的pH值、温度、糖等条件下对其进行研究。

2 材料与方法

2.1 实验材料

桑椹色素。

2.2 实验试剂

实验试剂及药品详见表1.

2.3 实验仪器及设备

UV-2000型紫外可见分光光度计，H2S-H恒温水浴振荡器，BS124S电子分析天平，JPT-2架盘天平，PB-10酸度计

2.4 实验方法

天然色素在食品加工及流通过程中容易受到外界条件的影响。测定桑椹色素在可见光区波长下最大吸收峰，在此波长下观察不同pH值条件下色素的颜色变化，分别测定不同温度加热、不同蔗糖浓度下色素吸光度的变化，以及研究氧化还原剂对色素的影响。

2.4.1 pH值对桑椹色素稳定性影响实验。用柠檬酸和磷酸氢二钠配制不同的pH梯度缓冲溶液，在6只试管中，分别吸入0.1 mL桑椹色素溶液，用不同pH值的梯度缓冲溶液稀释至5 mL，摇匀观察颜色变化。以各缓冲溶液为参比溶液，分别测定不同pH值下桑椹色素溶液的吸收光谱特性和吸光度，记录数值。

2.4.2 蔗糖对桑椹色素稳定性影响实验。分别配制不同浓度梯度的蔗糖溶液，分别将0.1 mL的色素溶液用不同浓度蔗糖溶液稀释至5 mL，静置一段时间后（约30 min），以各浓度的蔗糖溶液为参比液，在最大吸收峰下测定其吸光度，记录数值。

2.4.3 维生素C对桑椹色素稳定性影响实验。分别配制不同浓度梯度维生素C溶液，在各试管中吸入0.1 mL的色素溶液，分别稀释至5 mL，静置一段时间后（约30 min），以各浓度的维生素C溶液为参比液，在最大吸收峰下测定其吸光度，记录数值。

2.4.4 温度对桑椹色素稳定性影响实验。各取桑椹色素浓缩液0.4 mL加入五只试管中，用0.1%的HCl-100%乙醇提取剂稀释至20 mL。分别在20℃、40℃、60℃、80℃、100℃下加热2 h，30 min记录一次数据。用提取剂做参比液，在最大吸收峰下测定其吸光度（A），并且计算色素的相对保存率。

2.4.5 H2O2对桑椹色素稳定性的影响。在试管中加入桑椹色素浓缩液0.4 mL，用3%的双氧水稀释至20 mL，摇匀并倒入比色皿中，以双氧水为参比液，迅速在最大吸收峰读取吸光值，每隔两分钟读一次。

2.5 数据处理方法

本实验每个处理分别做三次平行，在确定这三次平行的数据稳定的前提下，取其平均值作为分析的原始数据。其表达式如下：

波动比率=（平行数据中的最大值-平行数据中的最小值）÷平行数据的平均值

如果波动比率小于或等于5%，则取平行数据的平均值作为原始数据，如果波动比率大于5%，则将平行数据中的偏离中间数值最大的数据剔除，取其他两个数据的平均值。

3 结果和分析

3.1 桑椹色素溶液的吸收光谱特性

以无水乙醇+0.1%HCl为参比液，用UV-2000紫外可见分光光度计测定色素提取液在不同波长下的吸光度，在可见光区找出最大吸收峰。实验结果见图1。由上图可见，桑椹色素测定液在可见光区的最大吸收波长在536 nm处。

3.2 外界因素对桑椹色素稳定性的影响

3.2.1 pH值对桑椹色素稳定性影响。pH对色素的影响实验结果详见表2。

在溶液介质中，花色苷会随pH而有几种结构的转换。对于一个给定的pH值，在花色苷的四种结构之间存在着平衡：蓝色的醌式（脱水）碱、红色的花色烊正离子、无色的甲醇假碱、和查耳酮。通常在pH值很低时，花色苷的溶液呈现其最强的红色。随着pH的增大，花色苷的颜色退为无色，最后在高pH值时呈现紫色或蓝色。

3.2.2 蔗糖对桑椹色素稳定性的影响。蔗糖对桑椹色素稳定性的影响实验结果见图2。

图2 蔗糖对桑椹色素的影响

由图可见，蔗糖的浓度对桑椹色素的吸光度有影响，当蔗糖浓度在10%以下时，随着蔗糖浓度提高，色素吸光度有提高的趋势；而高浓度蔗糖浓度反而使得该色素的吸光度降低。

3.2.3 维生素C对桑椹色素稳定性的影响。实验结果见表3。

从表中可知，在每个温度下，随着时间的增加，吸光度值逐渐减少，损失率逐渐增加；在较高温度下，色素的损失更为明显，在100℃下放置 ，损失率达28.4%，但是在短期内损失率很低，因此使用高温瞬时加热的方法可最大限度地保持花色苷的含量。

3.2.5 H2O2对桑椹色素稳定性的影响。H2O2对色素稳定性的影响结果如图3。

双氧水对桑椹色素的影响比较大，色素溶液迅速由粉红色变为乳白色，在前4 min色素吸光度随着反应时间延长迅速下降，后来趋于稳定。因为天然色素是生物有机物质，但由于失去细胞膜等生物保持基质的保护，当氧化剂存在时，会直接氧化色素，使色素变色。在短时间内反应结束，结构稳定，颜色也不发生持续性的变化。

本文主要研究了pH值、温度、氧化剂、还原剂、糖等因素对桑椹色素稳定性的影响。因时间的关系，未设计辅色剂的组合对提高色素稳定性的效果。对本文所涉及领域的研究可以从上述视角展开以期获得更大的突破。

参考文献

[1] 杨晓宇，马岩松，车芙蓉. 桑椹资源的开发利用[J]. 食品科技，1999（4）25-26.

[2] 操红缨. 桑椹研究进展[J]. 时珍国医国药，1999，10（8）：626-628.

[3] 陈建国，胡 欣，等. 桑椹红色素的性质及提取工艺研究[J]. 食品工业科技，1996（2）：15-18.

[4] 王鸿飞，李和生，韩素珍，等. 桑椹的加工利用[J]. 宁波大学学报，1999.12（4）：81-84.

[5] 卢 钰，董现义，杜景平，等. 花色苷研究进展[J]. 山东农业大学学报（自然科学版），2004，35（2）：315-320.