黄顶菊黄色素稳定性研究

赵娟娟 苑园园 王 岩 宋佳宁

（1衡水学院生命科学学院 河北 衡水 053000；2河北省果蔬发酵技术创新中心 河北 衡水 053000）

天然植物色素资源丰富，色彩自然，环境友好，安全性高，有着广阔的市场前景[1]。因此，利用天然植物提取食用色素，是食品添加剂行业发展的新趋势。

黄顶菊是20世纪90年代入侵我国的恶性外来杂草[2]。黄顶菊能严重挤占入侵地区其他植物的生存空间，并跟当地植物竞争养分，所以有黄顶菊生长的地方，其他植物难以生存。黄顶菊花的花期长，颜色鲜艳。据研究表明，黄顶菊花的黄色素中还含有生理活性成分，对清除自由基、防癌、抗衰老等方面有促进作用。从黄顶菊中将黄色素提取出来，并应用到食品、药品、化妆品等领域，不但能解决部分环境问题，还能带来了一定的经济价值。本试验通过对黄色素稳定性条件的探究可以确定提高黄色素稳定性的方法，以期为天然色素的开发提供依据。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂。黄顶菊，采摘自河北省衡水市衡水湖。试剂：H2O2、亚硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铁、硫酸铜、硫酸钠、乙醇、盐酸、氢氧化钠，均为分析纯。

1.2 主要仪器与设备。AX224ZH/E电子天平，常熟奥豪斯仪器制造有限公司；HH-4数显恒温水浴锅，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；DHG-9030A电热恒温烘干箱，江苏省常熟市科普仪器有限公司；UV-5500紫外分光光度计，上海元析仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 黄顶菊黄色素的提取。黄顶菊的花清洗、除杂，烘箱干燥后粉碎，按料液比1∶20加入70%乙醇溶液，60℃恒温提取2 h，多次提取合并提取液，过滤得黄顶菊黄色素提取液。

1.3.2 光照对黄顶菊黄色素稳定性的影响。将提取液稀释，分别取20 ml放于3支具塞量筒中，在黑暗避光、自然光、白炽光条件下放置0h、12h、24h、36h、48 h，440 nm处测定其吸光度值。

1.3.3 温度对黄顶菊黄色素稳定性的影响。将提取液稀释，分别在25℃、40℃、50℃、60℃、80℃恒温水浴锅中放置0h、12h、24h、36h、48h，440nm下测定其吸光度值[3]。

1.3.4 pH值对黄顶菊黄色素稳定性影响。将提取液稀释，用0.01 mol/L盐酸溶液、0.01 mol/L氢氧化钠溶液调节溶液pH值为4～11，440 nm处测定其吸光度值。

1.3.5 氧化剂、还原剂对黄色素稳定性影响。将提取液稀释加入H2O2和Na2SO3溶液，室温下放置不同时间，440 nm处测定其吸光度值。

1.3.6 金属离子对黄色素稳定性影响。将提取液稀释，分别加入不同金属离子(Na+、Cu2+、Fe2+、Ca2+、Mg2+)的硫酸盐溶液，放置不同时间，440 nm处测定其吸光度值[4]。

2 结果与分析

2.1 光照对黄色素稳定性的影响。黑暗避光、自然光、白炽光对黄顶菊黄色素稳定性影响见图1。从图1可知，在黑暗避光和自然光条件下，吸光度值变化幅度较小，在白炽光条件下吸光度变化幅度大；同一时间内吸光度随光照强度增加而减小，且随着时间的增加，吸光度值逐渐变小；光照强度越大，对黄色素结构破坏性越大；还可以得出黄色素的稳定性：黑暗避光＞自然光＞白炽光。

图1 光照对黄顶菊黄色素稳定性影响

2.2 温度对黄色素稳定性的影响。不同温度对黄顶菊黄色素稳定性影响见图2。由图2可知，随温度的增加，吸光度值下降，黄色素溶液也越来越不稳定。30℃时下降幅度小；70℃时下降幅度最大。同一温度下，随着时间的逐渐增大吸光度值逐渐变小，同一时间下，随着温度的增加吸光度值也逐渐变小，黄色素越来越不稳定。所以，黄色素应用时应避免高温环境对其的破坏。

图2 温度对黄色素稳定性影响

2.3 pH值对黄色素稳定性的影响。不同pH值对黄色素稳定性的影响见图3。由图3可知，pH值为4～7时，黄顶菊黄色素溶液吸光度值呈逐渐上升趋势；pH值在7～8时，黄色素下降幅度小，pH值在8～10时，黄顶菊黄色素溶液的吸光度值随pH值的增大而增加，且上升幅度越大，性质变化越大，对黄色素的破坏越大；pH值＞10时，黄顶菊黄色素溶液的吸光度值随pH值的增大而下降，黄色素变得逐渐不稳定。所以，黄色素应用时应在中性或弱酸的环境下使用。

图3 pH值对黄色素稳定性影响

2.4 氧化剂、还原剂对黄色素稳定性的影响。添加氧化剂、还原剂对黄顶菊黄色素稳定性影响见图4。由图4可以看出，添加氧化剂、还原剂后，随着时间的增加黄顶菊黄色素的吸光度值均逐渐下降，说明氧化剂、还原剂会使黄色素变的不稳定，且破坏作用随着时间的增加而增大。所以，黄顶菊黄色素在应用中应尽量避免与氧化剂、还原剂接触。

图4 氧化剂对黄色素稳定性影响

2.5 金属离子对黄色素稳定性的影响。金属离子对黄顶菊黄色素稳定性影响见图5。由图5可以看出，黄色素遇到Fe2+、Cu2+，吸光度值增加幅度大，可能对黄色素的结构造成不可逆的破坏，Ca2+、Na+、Mg2+相对来说对吸光度值变化影响较小。所以黄色素溶液应避免接触铁和铜制品。

图5 金属离子对黄顶菊黄色素稳定性影响

3 结论与讨论

本试验通过研究不同因素对黄顶菊黄色素稳定性的影响，探究黄顶菊黄色素保持稳定的条件，以便为储藏和加工过程提供指导。

在黑暗避光、自然光、白炽光下，随着光照强度的增加黄顶菊黄色素稳定性逐渐下降。在30℃～70℃范围内，随着温度的升高黄顶菊黄色素稳定性逐渐下降。黄色素在中性和弱酸性条件下较稳定，碱性条件下稳定性下降。氧化剂和还原剂对黄色素稳定性影响较大，加入Fe2+、Cu2+后黄色素稳定性破坏严重。黄顶菊黄色素的稳定应用范围为：低温、避光、弱酸性及中性条件下，避免与氧化剂类、还原剂类物质同时使用，避免与铁、铜容器及其制品接触。