辅色剂提高石榴花色素稳定性研究*

2018-07-26左光德张锦元李江丽谢启明

楚雄师范学院学报 2018年3期

左光德,张锦元,罗琴,李江丽,谢启明

(1.德宏师范高等专科学校，云南芒市 678400；2.云南省海外投资有限公司，云南昆明 650501；3.楚雄师范学院化学与生命科学学院，云南楚雄 675000)

石榴花，为石榴属植物落叶灌木或小乔木石榴的花，常为红色，颜色鲜艳。石榴花在云南彝族地区传统上就有食用石榴花的习俗，民间还用于治疗鼻阻、吐血、外伤出血、白带过多及中耳炎。因此，石榴花用于食用天然色素的开发，是安全和有价值的。

随着时代的进步，生活条件的提高，色素作为添加剂用于改善食品的色度，已经在食品加工领域得到广泛利用[1]。人们为了改善食品的感观，致力于获取各种色素。虽然人工合成色素价格便宜、稳定、无味，但近年来，由于人工合成色素所带来的安全问题引起人们对色素安全性的重视。为了解决由合成色素所带来的安全问题，人们把注意力转向了优质的天然色素的开发[2]。

很多天然色素虽然安全，但由于稳定性不好等因素，限制了其进一步的开发利用。石榴花红色素属于天然红色素[3]。研究表明石榴花色素色泽不稳定，而影响石榴花稳定性的因素较多。而天然色素的稳定性是关系到其应用的重要属性，石榴花色素稳定性的不足，影响了石榴花红色素的开发利用[4―7]。

辅色技术及辅色剂有天然色素中的应用，是解决天然色素稳定性不足的有效途径，目前对石榴花色素进行辅色的研究尚无文献报道。我们以石榴花作为原料，用溶剂法对石榴花红色素提取，用几种辅色剂对其进行辅色研究，并用正交试验法对辅色剂及辅色条件进行优化筛选。

1.材料与试剂

1.1仪器

Alpha_1502紫外可见分光光度计(上海谱元仪器有限公司)；HH-S2恒温水浴锅(江苏环保仪器厂)；UV2401-PC紫外-可见分光光度计(日本岛津)；CP224C电子天平(奥豪斯仪器有限公司)。

1.2试剂

无水乙醇、95%乙醇、丁二酸、草酸、柠檬酸、抗坏血酸、硼酸、乳酸、NaOH，以上试剂均为分析纯。

1.3 试样及处理

本实验所用的试样石榴花采自楚雄师范学院雁塔校区花园，新鲜的石榴花用水清洗后阴干备用。

2.实验方法

2.1石榴花色素的提取工艺

阴干的石榴花→磨碎→在pH=1，95%乙醇中倾泡8个小时→过滤→石榴花色素原液[8―9]。

2.2石榴花色素的分子光谱

取一定量的石榴花色素溶液用蒸馏水稀释3倍，用蒸馏水做参比，在紫外分光光度计400―800nm波长范围内扫描，记录最大吸收波长[9]。

2.3石榴花色素的辅色与辅色剂的影响

2.3.1不同种类的辅色剂对石榴花色素稳定性的影响

配制pH=2的石榴花色素溶液分别装于7支比色管中，在6支比色管中分别加入浓度为3%的辅色剂(丁二酸；草酸；柠檬酸；乳酸；抗坏血酸；硼酸)[10]至刻度线另一支用蒸馏水定容到刻度线,分别置于40℃的水浴锅中恒温加热1小时后取出，在最大波长处下测试液的吸光度值，并与不加辅色剂的石榴花色素液做对比记录数据[11]。

2.3.2相同辅色剂的浓度对石榴花色素稳定性的影响

于15支比色管中分别加入pH=2的石榴花色素溶液再分别加入浓度为0%～4%辅色剂(柠檬酸，草酸，丁二酸)至刻度线，分别置于40℃水浴锅加热1小时后取出，在最大波长处测定试液的吸光度值分别记录数据[11]。

2.3.3辅色与辅色剂种类对石榴花色素热稳定性的影响

向pH=2的石榴花色素溶液，分别加入浓度为3%的三种辅色剂(草酸，柠檬酸，丁二酸)至刻度线,再分别置于30℃，60℃,90℃的水浴锅中连续加热3小时，每隔半小时测最大波长处的吸光度值，与不加辅色剂的石榴花色素做对比，并记录数据[12]。

2.4正交实验对辅色剂筛选及辅色条件优化

从单因素实验的基础得知因素草酸的浓度，温度，pH值与石榴花色素作用最明显，在色素的实际应用中都会碰到这几个条件，故用草酸的浓度，温度，pH值做正交试验，设计实验L27(3)[13]，因素及水平设计如下表1。

表1 正交实验因素表

3.结果与讨论

3.1确定石榴花色素在可见光区域的最大吸收波长

波长范围在400―800nm内扫描石榴花色素溶液图谱如图1所示。

图1 石榴花色素400―800nm波长扫描图谱

由图1所示，538nm 是pH=2的石榴花色素在波长范围400―800nm内的最大吸收波长。在研究中，对石榴花色素吸光度的测定均在538nm进行。

3.2种类不同的辅色剂与石榴花色素稳定性之间的关系

用六种辅色剂与石榴花色素作用，考察石榴花色素稳定性与种类不同的辅色剂之间的关系，结果如表2。

表2 种类不同的辅色剂与石榴花色素稳定性的关系

从以上实验数据可以看出，在石榴花色素液中加入丁二酸，草酸，柠檬酸，吸光度值均大于参照组，证明它们可能与石榴花色素中的成分作用增强了其稳定性；抗坏血酸与石榴花色素作用效果不明显，相反硼酸和乳酸则会导致吸光度值降低[14]。因此，丁二酸，草酸，柠檬酸就是最佳的石榴花色素的辅色剂，后续的实验就选择它们做辅色剂。

3.3浓度不同的辅色剂与石榴花色素稳定性之间的关系

浓度不同的辅色剂与石榴花色素稳定性之间的关系见表3

表3 浓度不同的辅色剂与石榴花色素稳定性之间的关系

从上述实验结果可以看出，随着辅色剂浓度从0%～4%的递增，色素的吸光度值也依次增大，即浓度越高吸光度越强，其中草酸效果最明显。

3.4石榴花色素热稳定性受是否添加辅色剂及辅色剂种类的影响

考察了不同温度下辅色剂与石榴花色素热稳定性之间的关系，结果见表4―6.

表4 不同温度下辅色的吸光度值表

由表4的实验数据来看，一方面吸光度值从0―3h均是逐渐减小的，随着温度的升高减小的幅度也变大，另一方面，相同的温度时间条件下，添加辅色剂的石榴花色素吸光度值显著高于没加辅色剂的对照组。可见辅色剂的加入可增强石榴花色素的热稳定性，其中草酸与石榴花色素作用最明显大大提高了石榴花色素的稳定性，色素含量的保留值较高，丁二酸稍差[11]。