紫色桔皮色素提取及理化性能研究

紫色桔皮色素提取及理化性能研究

目前，市場上的許多食品也使用了合成染料。合成染料色澤鮮艷，性質(zhì)穩(wěn)定，但對人類健康沒有影響。隨著科學技術(shù)的發(fā)展和人類對自身健康的重視,合成色素被天然色素所完全取代是大勢所趨,因為天然色素不但使用安全可靠,且具有相當?shù)臓I養(yǎng)和醫(yī)療保健作用而倍受人們的推崇。多方面開發(fā)、研究和應用天然色素,對保證人類的健康和發(fā)展綠色食品工業(yè)都是十分重要的。柑桔種類很多,廣植于長江以南各省,皮色由紅到黃深淺不一,內(nèi)面為白色,油性大,香氣濃郁。柑桔皮除可被提取黃色素外,還含有大量的對人體有益的芳香油,麝香草酚等有機物。歷來被視為一種重要的保健中草藥,具有理氣健脾,祛濕化痰的功用,可治療胸腔脹滿,食少吐瀉,咳嗽痰多等癥。因此柑桔皮色素被制成保健品和食品著色添加劑肯定具有重要的開發(fā)價值。我們對浙江衢州桔皮色素的提取及其物理化學性質(zhì)進行了初步探討,以供對桔皮黃色素的開發(fā)利用提供依據(jù)。1材料和實驗1.1儀器、試劑與儀器材料:桔皮(市場上所售的浙江衢州產(chǎn)黃皮桔)。儀器:756MC型紫外可見光分光光度計(上海第三分析儀器廠);PHS-3C型酸度計(上海偉業(yè)儀器廠);恒溫水浴鍋。1.2實驗1.2.1深紅色黏土膏深紅色粘結(jié)膏的制備鮮桔皮洗凈、晾干、磨碎,用60%食用乙醇溶液浸泡,物料比(m/v)為1∶5,室溫下浸提6h(攪動),用干凈的白紗布包裹,擠出浸提液,再用60%乙醇溶液對殘渣浸提2次,合并3次浸提液,抽濾,得黃色液體,60℃以下減壓蒸餾回收食用乙醇,得深紅色粘稠膏狀體。1.2.2特征吸收光譜測定取1g色素膏于1000mL容量瓶中去離子水定容,搖勻靜止后在200~400nm波長范圍內(nèi)用756型紫外分光光度計測定其特征吸收光譜。1.2.3溶解物質(zhì)的鑒定取色素膏少許各加入3mL的5%NaOH溶液,pH=11NaOH溶液、pH=2HCl溶液、水、甲醇、乙醇、乙醚、花生油、CCl4中,觀察在不同物質(zhì)中的溶解性及其顏色。1.2.4照射時間的確定將pH=6的0.1%的色素溶液放在45W紫外燈下于30cm處照射不同的時間,在波長330nm處測其吸光度;將上述色素溶液放在太陽光下照射,在不同時間測其吸光度;將上述色素溶液放在室內(nèi)自然光下,每天測其吸光度,連續(xù)40天,分析光對色素的影響。1.2.5濃度ph取一定量的色素母液用蒸餾水稀釋成0.1%濃度,pH=6。分成4份,分別置于不同溫度熱水浴中加熱不同的時間,在330nm處測其吸光度,分析溫度對色素穩(wěn)定性的影響。1.2.6測定不同ph下色素吸收劑對不同ph值下色素吸收劑的影響把等量的色素母液8份放入用NaOH和HCl所配成的不同pH的水溶液中,振搖,靜止30min后觀察溶液的顏色、狀態(tài),在室溫下于330nm處測定不同pH值下色素吸光度。分析pH值對色素的影響。1.2.7na2so3固體測定取6個錐形瓶分為兩組。第一組的三個瓶中分別加入濃度為10%的H2O25mL、10mL、15mL用蒸餾水稀釋到100mL后各瓶中滴加等量的色素母液搖勻、靜止;第二組的三個錐形瓶中分別加入0.05g,0.25g、0.5g的Na2SO3固體,各加入100mL水,溶解,滴入等量的色素母液,搖勻,靜止。12h后對六個錐形瓶中的溶液在330nm處測定其吸光度。分析色素的耐氧化、還原性。1.2.8金屬離子對色素的影響在18個容量瓶中,各加入等量的pH=6、濃度為0.1%的色素溶液,把上述容量瓶分成三組,分別加入Na+、Cu2+、Mn2+、Mg2+、Ca2+、Fe3+等離子,每組的離子濃度分別為20×10-6mol/L、100×10-6mol/L、500×10-6mol/L,振搖,靜止12h,在330nm處測其吸光度,分析各種不同濃度的金屬離子對色素的影響。2結(jié)果與分析2.1紫外光區(qū)吸收峰的確定桔皮黃色素在極稀溶液中在可見光區(qū)沒有最大吸收峰。在紫外光區(qū)有三個吸收峰,在218nm處有一個最高峰,其次為280nm和338nm各有一個吸收峰(見圖1)。2.2不溶解于弱極性和非極性物質(zhì)桔皮黃色素易溶解在強極性和極性液體物質(zhì)中,不溶解在弱極性和非極性物質(zhì)中。在堿性環(huán)境中,顏色加深,說明該色素和堿發(fā)生了的反應,有助色基團生成。2.3黃色素的測定pH=6,濃度0.1%色素溶液在45W紫外線燈光照射不同時間,在330nm處測其吸光度如下:日光照射不同的時間,測定吸光度如下:室溫自然光下放置不同時間,測定吸光度如下:從上面數(shù)據(jù)可以看出,桔皮黃色素耐紫外光照射,耐陽光照射。室溫自然光下長時間也無顯著變化,色素耐光性好。2.4顏色的穩(wěn)定性從上表數(shù)據(jù)可以看出,桔皮黃色素熱穩(wěn)定性極好。2.5光譜圖形分析不同pH值對桔皮黃色素的影響由圖2可以看出,pH值在2、4、6、10時在200~400nm處光譜圖形幾乎重合,且兩個峰的最大吸收都在280,338nm處,說明在這個pH值范圍內(nèi),色素對酸堿很穩(wěn)定。由pH=13的光譜圖可以看出,此時吸收峰往長波方向移動,右邊的最大吸收峰向右偏移至370nm處。目測此溶液顏色明顯加深,由原來的亮黃色變?yōu)槌赛S色,說明堿性強時,該色素有變化。2.6阻制劑的顏色從圖3可以看出,還原劑對色素幾乎無影響,氧化劑有較顯著的影響,開始變化較大,后來減小。目測溶液的顏色,加H2O2的顏色變淺,加Na2SO3的幾乎看不出顏色的改變。說明色素耐還原能力比耐氧化能力強。2.7fe3+濃度大時從表中數(shù)據(jù)可以看出,各種離子的加入對色素的吸光度都有影響,其中Cu2+,Mg2+,Mn2+,Fe3+影響較大,可能有配合物生成。特別是當Fe3+濃度大時(500×10-6mol/L)吸光度變化較大,目測溶液顏色變淺,且有沉淀生成。另外,Cu2+,Ca2+離子在濃度較大時(500×10-6mol/L)吸光度反而增大的主要原因是由于色素溶液濃度極稀(0.1%),色素含量很少,當上述金屬離子濃度增大時,其多余的Cu2+,Ca2+水合離子在330nm處也有吸收(實驗證明如此),因而使吸光度增大?？傊?色素抗多種金屬離子的干擾能力較強。3黃皮色素與總金屬酶桔皮原料易得,色素提取工藝簡單。我們研究的是浙江衢州所產(chǎn)的黃皮桔(不是紅皮桔),其色素在水中和弱酸、弱堿溶液中溶解性好,對光和熱有極強的耐受性。在pH2~10的范圍內(nèi),色素穩(wěn)定性好,顏色基本不變。多種金屬離子對它的影響不明顯,而且桔皮歷來在民間有泡水渴的習慣,其中所含有的橙皮甙、芳香性揮發(fā)油對人體有益,無任何毒副作用。據(jù)文獻報道紅色桔皮色素是以γ-胡蘿卜素為主體的類胡蘿卜素混合物。我們從浙江衢州黃皮桔皮中提取的色素和上述色素類似但有區(qū)別:(1)上述色素不溶于水,易溶于油等。而該色素的溶解性正好相反