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1、1红心萝卜色素的提取及其稳定性研究作者：李洪玲， 杜志坚， 乔秀文， 但建明， 陈少淼【关键词】 红心萝卜色素;,提取;,分离;,理化性质;,稳定性,摘要：目的提取红心萝卜色素并研究其稳定性。方法分别用盐酸、乙酸、乙醇、丙酮等溶剂进行提取，然后用正交设计法优化提取条件。结果乙醇提取效果好，用乙醇进行提取的最佳条件为提取温度 60，提取时间 9 h，乙醇与红心萝卜汁的比例 11。结论此实验方法具有良好的重现性，可靠性。关键词：红心萝卜色素; 提取; 分离; 理化性质; 稳定性 天然食用色素安全性高，尤其是从植物中提取的天然食用色素可保留植物体内丰富的营养成分，具保健功能。所以开发安全可靠、价格低
2、廉、稳定性强的天然食用色素，无疑对提高食品安全标准、质量及保障人类身体健康具有重要意义15 。近年来，国内外也开始食用天然色素的提取及其稳定性研究。目前，我国已对约 59 个生物品种资源的色素进行了基础开发和研究，20 种天然色素已在食品工业中许可使用。但红心萝卜中食用天然色素稳定性的系统研究报道很少。红心萝卜色素的结构属于天竺葵素的葡萄糖衍生物6 ，为开发利用这一天然的食用色素资源，我们对新疆石河子地产具有保健功能的红心萝卜中的天然色素进行色素提取及其相关稳定性研究，通过本实验摸索出其稳定性的规律，为进一步开发和储存提供一定理论依据。1 器材与方法1.1 材料新鲜的红心萝卜，来自新疆石河子。
3、1.2 试剂 0.10 mol/L 氢氧化钠，0.10 mol/L 盐酸，0.1 mol/L 氯化钠，0.10 mol/L 三氯化铁，0.10 mol/L 硫酸锌，0.10 mol/L 硫酸亚铁，0.10 mol/L硫酸铜，0.10 mol/L 氯化钙，石油醚，醋酸乙酯，丙酮，乙醇，乙醚，苯，乙酸等试剂均为分析纯。1.3 仪器 722 型紫外-可见分光光度计（上海精密科学仪器厂） ；Centrifuge 5810R 离心分离器、SHZ-C 型循环水式多用真空泵（巩义市英峪予华仪器厂） ；DZKW-C 电子恒温水浴（北京光明医疗仪器厂） ；高速组织捣碎机。1.4 方法1.4.1 红心萝卜汁制备原
4、料选择成熟适度，肉质新鲜肥大的红心萝卜。清洗去皮用滚筒式洗涤机洗净表皮泥沙杂质，并用 8%10%的氢氧化钠溶液在 95以上处理 13 min，脱去表皮，并立即用流动水洗净残留的碱液。除去残存的黑斑及根须等，放入切片机内切片。将切好的红心萝卜片放进夹层锅内加入 3 倍热水，2100预煮 1015 min，以抑制酶的活性和使组织软化，最后高速组织捣碎机打浆得红心萝卜汁。1.4.2 溶剂对红心萝卜色素提取的影响利用常用 8 种试剂:盐酸、乙酸、乙醇、丙酮、乙醚、醋酸乙酯、苯、石油醚。称取红心萝卜汁 8 份，每份 60 g，分别用上述试剂 100 ml 分 5 次提取、过滤、预处理后调整 pH 值为
5、7 定容至 250 ml，用 722 紫外-可见光分光光度计，在可见光区测定最大吸收波长下的吸光度 A，根据最大吸光度确定最佳提取剂。吸收曲线见图 1。1.4.3 乙醇最佳提取条件的确定根据分析，影响色素提取的主要因素有提取温度、提取时间、配料比等，所以采用三因素三水平正交试验设计，以 L9(34)正交表进行实验设计（见表 1） 。实验操作程序同 1.4.2。图 1 红心萝卜色素最大吸收波长的图谱（略）表 1 乙醇提取色素的正交实验因素水平（略）1.5 红心萝卜色素的稳定性研究 1.5.1 温度对红心萝卜色素稳定性的影响取相同浓度的红心萝卜色素的溶液，分别置于 25，45，65，85下恒温 4
6、 h，每隔 2 小时取样一次，测其在最大吸收波长处的吸光度值 A。1.5.2 光照对红心萝卜色素稳定性的影响取相同浓度的红心萝卜色素溶液分别置于自然光下照射一定时间，定时取样，测定其最大吸光度值 A。1.5.3 金属离子对红心萝卜色素稳定性的影响用三氯化铁、硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铜、氯化钙分别配制一定浓度的金属离子的红心萝卜色素供试液，测定其最大吸光度值 A，观察各金属离子对红心萝卜色素稳定性的影响。2 结果与讨论2.1 常用试剂提取红心萝卜色素的比较不同的溶剂在相同提取条件下得到的红心萝卜色素的吸光度值见表 2。表 2 不同溶剂提取的红心萝卜色素的吸光度值（略）由表 2 中不同的溶剂在相同提
7、取条件下得到的红心萝卜色素的吸光度值可知：红心萝卜色素为极性物质，提取溶剂的极性越强，越有利于色素的提取。盐酸、乙酸提取红心萝卜色素都相当高，盐酸吸光度为 0.752，而乙酸为 0.537，但是它们提取红心萝卜色素后，色素溶液颜色为深红色而不是红心萝卜汁的本色，它们有可能使色素分子结构发生了改变，或是生成了吸光度更大的酸式盐类，这有待于利用其它实验数据进行表征说明。其他几种试剂没有这种现象出现，在这几种试剂中乙醇提取红心萝卜色素程度最好，颜色也符合本色。据此选择提取红心萝卜色素的最佳试剂为乙醇。32.2 乙醇提取红心萝卜色素最佳条件的确定乙醇提取红心萝卜色素最佳条件的正交实验及其结果。见表 3
8、。表 3 乙醇的最佳提取条件正交实验及其结果（略）表 4 正交实验结果的方差分析（略）表 3 中吸光度大于 1 者为将溶液稀释后根据郎伯-比耳定律换算过来的。由表 3 的极差和表 4 方差法分析正交实验的结果可以得出，利用乙醇提取红心萝卜色素时各影响因素的影响次序为：配料比对试验指标影响最为显著，其次便是提取温度，最后是提取时间，因此利用乙醇提取红心萝卜色素最佳组合是A3B3C1，即条件为提取温度 60，提取时间 9 h，乙醇与萝卜汁的比例为11。在实际提取中，因为提取时间的影响相对比较小，提取时间可以相对缩短些，这对提取率影响不大，但可以提高生产率。2.3 红心萝卜色素的稳定性研究 2.3.
9、1 温度对红心萝卜色素稳定性的影响温度对红心萝卜色素稳定性影响的试验结果。见表 5。表 5 温度对红心萝卜色素稳定性的影响（略）据表 5 可知：其颜色和吸光度随温度的变化都很小，色素对温度具有较高的稳定性，表明该色素的热稳定性强，有利于色素在不同温度范围内使用的性能稳定性。2.3.2 光照对红心萝卜色素稳定性的影响表 6 是光照对红心萝卜色素稳定性影响的试验。结果见表 6。表 6 光照对红心萝卜色素稳定性的影响（略）据表 6 可知：色素吸光度随光照时间的延长而增大，颜色随光照时间的延长而变浅，说明光照对色素结构稳定和颜色稳定性有一定的影响，因此色素应避光保存。由于红心萝卜色素的分子结构中含有大
10、量的不饱和键，一定波长的光很容易激发其结构的改变，从而使其吸光度和颜色发生改变。2.3.3 金属离子对色素稳定性的影响表 7 是金属离子对色素稳定性的影响。表 7 金属离子对红心萝卜色素稳定性的影响（略）据表 7 可知：金属离子对色素稳定性有很大的影响。所有试验的金属离子都使色素的吸光度急剧变化，与参比相比，吸光度提高了 23 倍。Fe3+ 和 Cu2+ 使色素颜色的加深，由于 Fe3+是人体的必需常量元素，可以考虑将铁和色素复4合，从而增加色素的颜色深度，有利于色素的应用。其它金属离子对颜色无明显的影响。由于红心萝卜色素属于环状的不饱和结构，所以其比较容易与金属离子配位而生成配位化合物，从而
11、使得其吸光度和颜色都发生较大的改变。3 结论 提取新疆红心萝卜色素的最佳溶剂选择乙醇。选用乙醇提取红心萝卜色素的最佳条件为：提取温度 60，提取时间 9 h，乙醇与萝卜汁的比例为 11。色素对温度具有较高的稳定性，光照对色素稳定性有一定的影响，因此色素应避光保存。金属离子对色素稳定性有很大的影响，Fe3+ 和 Cu2+ 引起色素颜色加深，其它金属离子对颜色的影响不明显。参考文献：1 刘家永，吴鸣健，沈国鹏.天然胡萝卜素研究J.郑州工业大学学报，1999，20(4):59.2 曾卫军，雪合拉哈布丁，彭子模，等.鸡冠花黄色素及其稳定性J. 食品工业，2003，22（6）：24.3 刘品华，李照刚，魏柱平.万寿菊花中提取胡萝卜素和叶黄素的研究J.2002，15（6）80.4 王业勤，李勤.天然类胡萝卜素M. 中国医学科技出版社，1997：62.5 张玉奎.现代生物样品分离分析方法M. 北京：科学出版社，2003：162.6 彭永芳，马银海，闫孝金，等.常见金属离子对萝卜红色素稳定性影响.J.食品科学，1997，18(2):52.
