仙人掌果实红色素的研究

仙人掌果实红色素的研究 陈亚敏 陈禹锋 () 北海检验检疫局 一、前言钭阳岛。 北海沿海岸荒沙滩及涠州岛等地大量生长 2. 红色素的检测 1 紫外2可见吸收光谱: 取少量红色素粉末溶 的仙人掌, 经查证为仙人掌科仙人掌属, 学名 于水制成水溶液, 用 紫外分光光度仪,- 3000 为 。 此仙人掌开黄花, 果实为肉 U O p u n t ia d illen ii 在波长 190-700范围内进行吸光度扫描。质, 呈倒卵形或梨形, 无刺, 红色或紫色, 果汁红 nm 6 纸层析: 参照文献之方法, 将仙人掌果实 色, 味酸甜。 北海一带民间有食用的习惯。 近年 红色素进行纸层析。 展开剂为 80% 甲酸?36% 来, 合成色素由于安全性差, 在品种和 () ?水 5?1?4, 滤纸采用新华滤纸厂产品,H C I 用量上都受到了严格的限制。随着对食品添加剂 将其 裁 成 25 × 40规 格, 做 成 圆 筒, 平 行 点 6cm 安全性呼声的增高, 使用天然食用色素越来越引 2 个样, 放入层析缸中展开。 起人们的重视。 据文献介绍, 在欧美日等发达7 色价: 参照文献方法测定 15961 - 1995 GB 国家和地区, 天然色素已成为主要的食品着色 仙人掌果实红色素色价。 精确称取红色素粉末 剂, 食品覆盖面达 60% 以上。在我国, 从 80 年代 0. 2000, 用水溶解, 稀释至 250, 在 535处 gm lnm 以来, 列入食品添加剂卫生的天然食用色素 测其吸光度, 按下式计算色价。 品种从几种增加到几十种, 相反, 批准使用的合 1% E 1cm = A V W ×1100 ƒƒ535nm 成色素已经减为 9 种。 3 、4 —吸光度;A 在开发天然色素方面, 台湾学者对澎湖 —稀释体积, ; V m l产的仙人掌果实红色素进行研究, 用加入淀粉将 —称样量, 。W g 其粉未化的方法, 改善其贮存的稳定性。 3. 色素贮存试验本文对北海涠州岛的仙人掌果实红色素进行3 参照文献的方法, 将制成的红色素置于冰 研究。根据当地人习惯食用仙人掌果实的事实推断 3 箱中 4?左右贮存, 按一定时间取出定量测定其 该红色素无毒性, 根据文献报道, 仙人掌果实果 吸光度。 以第一天红色素水溶液的吸光度作为 汁含量达 46% , 红色素含量约 2. 1 - 3. 3% , 可作 100% 来计算色素的残存率。为天然红色素, 用于食品加工。 本实验研究了涠州 6 三、结果与讨论 岛仙人掌红色素的性质, 参照文献, 用纸层析法 1. 仙人掌果实红色素的提取 将仙人掌成熟 测得 值为 0. 8。 其在可见光区的最大吸收为R f 果实剔除有伤口或霉变果后, ) ( 535, 色价 28, 33 视果实成熟程度而定; 探讨 nm 3 用自来水冲洗干净, 用搅碎机打碎, 经高速离心 了本工艺红色素产品贮存的稳定性, 与文献同样 机离心分离出果汁, 去除浮渣。果渣用 95% 酒精 贮存条件比较, 存放于 4?冰箱中, 四个月后色素 3 ( ) 0. 1% 1萃取二次, 并入果汁作为红色素提 H C 残存率仍在 97% 以上, 较文献中产品的稳定性 取液。 用无水酒精将红色素沉淀下来, 分离沉淀 () 三个月后残余为 90% 更好。 并将其干燥即得红色素粉末。 二、材料与方法 在试验中, 曾用同样体积的水浸提果渣, 提 1. 仙人掌果实 实验所用的仙人掌果实采自 取效果与酒精方法相当, 但有大量的水溶物进入 北海涠州岛和 表 1 不同酸度水溶液中红色素的吸光度 ( ) () 吸光度 535最大吸光度波长 ƒ pH nm nm 2 2. 6198 2. 6203532 ƒ 2. 6985ƒ535 3 2. 6985 2. 7984ƒ535 4 2. 7984 2. 7628536 ƒ5 2. 7619 7 2. 5209 2. 5384538 ƒ 8 2. 1538 2. 2288ƒ544 9 2. 0692 2. 1703ƒ548 图 1 仙人掌红果色素吸收光谱 10 1. 8451 1. 9517ƒ550 红色素提取液中会影响产品的质量, 故只选 3 0. 2000g 稀释至 250m l 后测定。 用酸性酒精作萃取液。 2. 仙人掌果实红色素的性质 ( ) 1性状: 该法提取的仙人掌果实红色素为 红紫色粉末, 易溶于水、牛奶、酒精溶液, 不溶于 无水酒精、石油醚、丙酮、氯仿等有机溶剂。 其水 溶液呈弱酸性, 0. 2% 的水溶液 值为 4. 75。 pH 3 、4、8 根 据 文 献介 绍, 此 仙 人 掌 果 实 红 色 素 () 的成份可能与甜菜中甜菜红苷 的成份 B e tan in 图 2 红色素水溶液耐光性 类似。从紫外分光光度仪扫描所得的吸收光谱图 ( ) 图 1可 看 出, 其 在 可 见 光 区 最 大 吸 收 波 长 为 535, 在紫外区最大吸收波长为 203. 5。nm nm ( ) 2酸度对色素稳定性的影响: 红色素的水 溶液呈红色, 在 之间较稳定, 当 高于3- 6 pH pH 6. 6 时, 溶液出现紫色, 且 越大, 紫色越深; 水 pH 溶液在 时稳定性最大, 其最大吸收波长4- 5 pH 为 535; 当 低于 2. 5 时, 最大吸收稍向短 nm pH 图 3 酸度对红色素影响曲线 () 波方向移动 2 时, 最大吸收波长为 532, pH nm 表 2 漂白剂对色素稳定性的影响 且吸收强度降低; 当 高于 6 时, 最大吸收向 pH 强氯精浓度0ppm 5ppm 10ppm (长 波 方 向 移 动 10 时, 最 大 吸 收 波 长 为pH ()2. 1472 2. 2110 2. 1887 吸光度 535 nm ) 550, 吸收也降低。不同酸度水溶液中红色素 nm () 残余 % 100 102. 97 101. 93 的吸光度变化见表 2。 ( 按自来水中漂白剂的浓度, 加入强氯精 三 ( ) 3红色素的耐光性: 仙人掌红色素的耐光 ) 氯乙腈尿酸, 测定红色素水溶液的吸收光谱, 发性较差, 在日光照射下容易褪色, 其水溶液在室 ( 现 5-10浓度的强氯精对色素没有影响 表 ppm 内常态下放置, 一般十五天色素残余 50% 左右, ) 1。二十天后出现沉淀, 色素残余 18. 82% 。 红色素 () 5温度的影响 水溶液耐光性变化情况见图 2。 仙人掌红色素不耐热, 不适合用于加温的食 同时, 色素耐光性受酸度的影响较大, 溶液 品。 在温度上升时, 红色素水溶液褪色很快。 若 在 时, 在室内常态下放置, 十二天后色素残2 pH 以 室 温 下 的 色 素 吸 光 度 为 100% 计, 当 温 度 在余 19. 81% ; 溶液在 时, 红色在 24 小时内 10 pH 70?时, 加热 30, 色素残存率为 70% 左右。温 m in 退尽。 酸度对红色素的影响见图 3。 度对红色素稳定性的影响见表 2。 () 4水中漂白剂的影响 7 ()表 3 温度对红色素的影响 535 nm 表 4 仙人掌贮存性能 间隔 吸光度 色价 残余率 () 室温70 80 90 100 温度 ? 天数 ()()()% A E ()30 30 30 30 30 时间 m in0 2. 4094 28. 54 100 1. 3095 0. 9256 0. 6257 0. 2228 0. 0611 吸光度 残30 2. 3944 28. 37 99. 37 75 2. 3741 28. 13 98. 51 100 70. 68 47. 78 17. 01 4. 66 存率, % 90 2. 3235 27. 53 96. 43 113 2. 3640 28. 01 99. 98 ()表 4 金属离子对色素稳定性的影响 535 nm 120 2. 3548 27. 90 97. 73 ()()()金属 吸光度 色素残余 % ppm A 3 每次称量 0. 2000色素粉末, 定容 250。 g m l0 2. 1472 100 置四个月后, 色素的残存率还能保持在 97% 以 100 1. 7901 83. 37 Sn 200 1. 7380 80. 94 ()上 表 4。 300 1. 7160 79. 92 四、结论0 2. 1472 100 仙人掌宜于 生 长 栽 培, 在 我 国 气 候 温 暖 地 100 1. 9710 86. 26 C u 200 1. 9007 83. 26 区, 有大量野生的和人工栽培的仙人掌, 海南等 300 1. 8254 79. 09 地还从墨西歌等国家引进大量地种植。仙人掌果 0 2. 1472 100 100 2. 2270 97. 46 实红色素含量丰富, 提取工艺简便易行, 成本低 M g 200 2. 1448 93. 87 廉。 此红色素可制成固体, 避免了液态色素的不 300 2. 0531 89. 86 稳定性质, 易于贮存和运输, 而且有着色性能好、 0 2. 1472 100 A l 100 2. 1627 94. . 62 食用安全等优点。 近年来, 随着人们生活水平不 200 2. 1055 92. 15 断的提高, 世界各国越来越重视食品的安全卫 0 1. 7769 100 生, 因此, 开发仙人掌果实红色素作为果汁粉或 100 1. 7065 96. 04 C a 200 1. 8314 103. 07 应用于食品加工, 有着广阔的前景。300 1. 7461 102. 32 0 1. 7769 100 参考文献32 1. 6500 92. 86 F e 48 1. 5614 87. 87 100 0. 5567 31. 33 1 陈 俊 愉、程 绪 珂《中 国 花 经 》, 上 海 文 化 出 版 社 ()1990 () 6金属离子对红色素稳定性的影响 () 2 云南省科学技术情报研究所, 第 1 期 1999. 1. 20金属盐对仙 人 掌 红 色 素 也 有 一 定 的 影 响, 3 , . . ; , . . ; , . . H uangSLC h uangYTL iuYTS tud ie s o n , , 、、、等的存在会使红色素水F eC u C aM gA lSn th e C h a rac te r s and S tab ility Im p ro vem en t o f R ed 溶液吸收强度降低, 其中 F e 离子的影响最大,() .P igm en t s f rom C ac tu s O p un t ia D illenn iF ru it () 的影响最小 表 3。C a T a iw an T angye Yan jiu so Yan jiu H u ibao , 37 - 45, 3. 仙人掌果实红色素的着色性能 仙人掌红()138 1992 色素对食品染着性好, 色价高达 28 林秀芳、吴淑珍、叶东柏, 澎湖产仙人掌果肉中天然 4 以上。由于绝大多数食品的值都在 3, 7 范围,色素之研究, 嘉南学报, 9: 49- 58。 pH 庄海旗, 仙人掌果汁红色素含量测定与微量元素分 5 故用其做食品着色剂时, 色泽不会受 值的影pH ()析。《广东微量元素科学》69- 71。 4 1997. 1 响。但由于此红色素不耐光、不耐热, 其水溶液在室 蔺定运,《食用色素的识别与应用》, 中国食品出版 6 内自然条件下一般二十天左右就无使用价值, 故仅 社, 北京, 1987。 适用于糕点类, 西式糕点用奶油、冰淇淋、冷点心、 1591- 1995GB 7 饮料等存放时间不宜长的食品类着色。 , . . 1975. V o n E lbeJHS tab ility o f be ta la ine s a s foo d 8 4. 仙人掌红色素的贮存 将红色素粉末放于. . , 42- 46.co lo r sFoo d T ech no lo gyM ay 冰箱中 4?左右保存, 放