梔子藍(lán)色素的穩(wěn)定性研究

　　摘要：研究了光、溫度、pH值、金屬離子及常用食品添加劑對(duì)自制的梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，該梔子藍(lán)色素的穩(wěn)定性能良好、性質(zhì)穩(wěn)定。

　　關(guān)鍵詞：梔子藍(lán)色素;穩(wěn)定性;光;溫度;pH值;金屬離子;常用食品添加劑

　　梔子藍(lán)色素(Gardenia blue pigment)是以茜草科植物山梔子的果實(shí)(常稱梔子)為原料，經(jīng)過微生物發(fā)酵或酶的作用制得的天然食用色素，是梔子中京尼平苷經(jīng)水解生成京尼平，然后與氨基酸反應(yīng)生成藍(lán)色素[1]。由于性能穩(wěn)定、食用安全，我國(guó)于1989 年將其列入許可使用的食品添加劑新品種。因其產(chǎn)生獨(dú)特的藍(lán)色調(diào)，并且具有物化性質(zhì)穩(wěn)定、著色力好、無毒等優(yōu)點(diǎn)，因而成為目前國(guó)際上流行的天然食品添加劑，廣泛用于食品、果酒、飲料、醫(yī)藥、日用化工、化妝品等領(lǐng)域[2]。特別是在配制酒的生產(chǎn)中，梔子藍(lán)是石榴紅等復(fù)配色素中不可缺的成分。陳峰等人[3]對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性進(jìn)行了較為全面的研究，結(jié)果表明，梔子藍(lán)色素具有良好的穩(wěn)定性。但室外自然光、檸檬酸對(duì)梔子藍(lán)色素有一定的影響，氧化劑、金屬離子(Fe3+，Al3+)對(duì)梔子藍(lán)色素有較大影響。徐尤智等人[4]研究20種氨基酸與京尼平的呈色反應(yīng)及部分反應(yīng)產(chǎn)物的穩(wěn)定性。20種氨基酸與京尼平反應(yīng)后生成的梔子藍(lán)色素最大吸收波長(zhǎng)大都在590～600 nm，其中賴氨酸色價(jià)E1%1 cm最高達(dá)180，其次是精氨酸和甘氨酸，脯氨酸呈色效果最差;通過穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果表明，太陽光和日光燈照射對(duì)3種梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性影響較小，紫外線影響稍大。賴氨酸與京尼平反應(yīng)生成的梔子藍(lán)色素固體粉末低溫穩(wěn)定性好，高溫下穩(wěn)定性下降。賴氨酸、精氨酸和甘氨酸與京尼平反應(yīng)生成的梔子藍(lán)色素色價(jià)高、穩(wěn)定性好，有較好的應(yīng)用價(jià)值。

　　1 材料和方法

　　1.1 材料

　　(1)梔子藍(lán)色素：梔子苷經(jīng)β -葡萄糖苷酶水解后與甘氨酸反應(yīng)生成，經(jīng)大孔吸附樹脂分離純化后得到。

　　(2)試劑：KCl，Na2SO4，NaCl，NH4Cl，AlCl3·6H2O，F(xiàn)eSO4·7H2O，MgCl2，BaCl2·2H2O，CaCl2，CuSO4，F(xiàn)eCl3·6H2O，NaHCO3，檸檬酸鈉，均為分析純，汕頭市西隴化工廠提供。

　　(3)儀器：HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋，廣東深圳國(guó)華電器有限公司產(chǎn)品;UV-1700型藥物分光光度計(jì)(帶UVProbe工作站軟件)，島津公司產(chǎn)品;PHS-3C型精密pH計(jì)，上海分析儀器廠產(chǎn)品;Sartorious BS 210S型電子天平，Sartorious公司產(chǎn)品。

　　1.2 方法

　　影響梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的因素有光、溫度、酸堿度、金屬離子、食品添加劑等，試驗(yàn)分別對(duì)各個(gè)影響因素進(jìn)行單因素考查。

　　1.2.1 光對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

　　用濃度相同的梔子藍(lán)溶液進(jìn)行2組對(duì)比試驗(yàn)，一組放置于避光處，一組放置于室內(nèi)自然光照射，每隔5 d測(cè)定2組的OD595值，由梔子藍(lán)溶液OD595值的變化判斷光對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響。

　　1.2.2 溫度對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

　　將濃度相同的梔子藍(lán)溶液分別放置于100，80， 40，20，4，-8 ℃下，2 h后取樣測(cè)定其吸光度，由梔子藍(lán)溶液OD595值的變化判斷不同溫度對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響。

　　1.2.3 pH值對(duì)梔子藍(lán)色素的穩(wěn)定性影響

　　用不同pH值的緩沖液配制相同濃度的梔子藍(lán)溶液，pH值為2～9，每隔5 d測(cè)定，由梔子藍(lán)溶液OD595值的變化判斷pH值對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響。

　　1.2.4 金屬離子對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

　　在濃度相同的梔子藍(lán)溶液中加入相同摩爾質(zhì)量的下列金屬鹽：KCl，Na2SO4，NaCl，NH4Cl，AlCl3·6H2O，F(xiàn)eSO4·7H2O，MgCl2，BaCl2·2H2O，CaCl2，CuSO4，F(xiàn)eCl3·6H2O，每隔5 d測(cè)定，由梔子藍(lán)溶液OD595值的變化判斷金屬離子對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響。

　　1.2.5 食品添加劑對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

　　在濃度相同的梔子藍(lán)溶液中加入不同質(zhì)量(0， 1%，2%，3%，4%，5%，6%)的氯化鈉、檸檬酸鈉、碳酸氫鈉等常用食品添加劑，每隔5 d測(cè)定各試驗(yàn)組的梔子藍(lán)溶液的OD595值，由梔子藍(lán)溶液OD595值的變化判斷不同食品添加劑對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 光對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

　　根據(jù)試驗(yàn)方法1.2.1，每隔5 d測(cè)定置于光照及暗處的梔子藍(lán)溶液的OD595值。

　　光對(duì)梔子藍(lán)色素的影響見圖1。

　　相對(duì)于避光放置，在自然光下放置的梔子藍(lán)溶液在經(jīng)一段時(shí)間后OD595值稍微變小，而溶液的顏色幾乎沒有多大變化。說明光照對(duì)梔子藍(lán)色素的影響很小。

　　2.2 溫度對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

　　根據(jù)試驗(yàn)方法1.2.2，將梔子藍(lán)溶液分別于不同溫度下恒溫放置，2 h后測(cè)定溶液的OD595值。

　　溫度對(duì)梔子藍(lán)色素的影響見圖2。

　　放置在100，80，40，4，-8 ℃中的梔子藍(lán)溶液其OD595值與放置在20 ℃條件下比較，在40 ℃時(shí)OD595值有所上升，可能是殘留的京尼平和氨基酸反應(yīng)導(dǎo)致梔子藍(lán)色素有所增加;放置在80 ℃以上，OD595值有所下降，因此較高的溫度對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性有一定的影響，低于室溫下放置對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性沒有影響。

　　2.3 pH值對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

　　根據(jù)試驗(yàn)方法1.2.3，配制相同濃度pH值2～9的梔子藍(lán)溶液，然后每隔5 d測(cè)定其OD595值。

　　pH值對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響見圖3。

　　在靜置的過程中，pH值從2到8的試樣顏色是淺藍(lán)色，而pH值9的試樣顏色稍深。放置5 d時(shí)，各pH值條件下OD595值沒有變化;10 d時(shí)觀察到pH值9的試樣顏色變?yōu)樽霞t色;在25 d時(shí)，pH值從2到8的試樣中均出現(xiàn)沉淀，而pH值9的試樣管中無沉淀，pH值2～5的梔子藍(lán)溶液OD595值變化并不大，pH值6～9的梔子藍(lán)溶液OD595值隨著時(shí)間的增加有所增大。因此，梔子藍(lán)色素在pH值2～5時(shí)比較穩(wěn)定，在偏堿條件下有增色效應(yīng)。

　　2.4 金屬離子對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

　　根據(jù)試驗(yàn)方法1.2.4，在相同濃度的梔子藍(lán)溶液中加入等摩爾質(zhì)量的金屬鹽，每隔5 d測(cè)定溶液的OD595值。

　　金屬離子對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響見圖4。

　　加入FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的梔子藍(lán)溶液顏色變成褐黃色，影響了原液的顏色，并且放置幾小時(shí)之后就出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，藍(lán)色素被沉淀，上清液呈入淺綠色，說明Fe2+和Fe3+能使色素沉淀的作用。加CuSO4的梔子藍(lán)溶液呈綠色，CuSO4的顏色影響梔子藍(lán)色素的顏色，2 d后藍(lán)色素有沉淀析出。加有BaCl2·2H2O的試管中1 d后就觀察到液體呈現(xiàn)渾濁，尤其試管底部有黏稠狀沉淀，并且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)沉淀增加。加入AlCl3·6H2O，MgCl2，CaCl2的試樣在3 d后中也出現(xiàn)沉淀，10 d后所有試樣中都有沉淀出現(xiàn)。加入Fe3+，F(xiàn)e2+，Al3+，Cu2+，Ba2+等離子試樣的OD595值均有所下降，加入K+，NH4+，Na+，Mg2+，Ca2+等離子試樣的OD595值保持穩(wěn)定。以上結(jié)果說明，K+，NH4+，Na+，Mg2+，Ca2+對(duì)色素穩(wěn)定性有一定影響，但影響較小;Al3+，Cu2+，Ba2+對(duì)色素穩(wěn)定性影響較大;Fe3+，F(xiàn)e2+對(duì)色素穩(wěn)定性影響最顯著。

　　2.5 食品添加劑對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響

　　根據(jù)試驗(yàn)方法1.2.5，分別在梔子藍(lán)溶液中加入不同量的氯化鈉、檸檬酸鈉、碳酸氫鈉，考查水平均為0，1%，2%，3%，4%，5%，6%，定時(shí)測(cè)定各試驗(yàn)組的OD595值。

　　不同NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響見圖5，不同碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響見圖6，不同檸檬酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的影響見圖7。

　　低濃度的氯化鈉、檸檬酸鈉、碳酸氫鈉有一定的增色效應(yīng)，在較高濃度條件下溶液的OD595值變化不大。因此，在食品行業(yè)中采用梔子藍(lán)色素著色時(shí)應(yīng)考慮到食品添加劑對(duì)梔子藍(lán)色素的影響，而選擇適合比例。

　　3 結(jié)論

　　梔子藍(lán)色素耐光、耐熱、耐酸堿，尤其在酸性環(huán)境下有更好的穩(wěn)定性，在偏堿條件下有增色效應(yīng)。K+，NH4+，Na+，Mg2+，Ca2+對(duì)色素穩(wěn)定性有一定影響，但影響較小;Al3+，Cu2+，Ba2+對(duì)色素穩(wěn)定性影響較大;Fe3+，F(xiàn)e2+對(duì)色素穩(wěn)定性影響最顯著;氯化鈉、檸檬酸鈉、碳酸氫鈉對(duì)梔子藍(lán)色素的顏色影響較小。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　陳峰，陳劍鋒. 梔子藍(lán)色素穩(wěn)定性的研究[J]. 寧德師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2013，25(3)：236-239.

　　徐尤智，梁華正，陳賀，等. 高色價(jià)梔子藍(lán)色素的制備及其穩(wěn)定性研究[J]. 現(xiàn)代食品科技，2011，27(4)：440-443.

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