梔子藍色素的穩定性研究

　　摘要：研究了光、溫度、pH值、金屬離子及常用食品添加劑對自制的梔子藍色素穩定性的影響。結果表明，該梔子藍色素的穩定性能良好、性質穩定。

　　關鍵詞：梔子藍色素;穩定性;光;溫度;pH值;金屬離子;常用食品添加劑

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

　　1 材料和方法

　　1.1 材料

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

　　(2)試劑：KCl，Na2SO4，NaCl，NH4Cl，AlCl3·6H2O，FeSO4·7H2O，MgCl2，BaCl2·2H2O，CaCl2，CuSO4，FeCl3·6H2O，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型數顯恒溫水浴鍋，廣東深圳國華電器有限公司產品;UV-1700型藥物分光光度計(帶UVProbe工作站軟件)，島津公司產品;PHS-3C型精密pH計，上海分析儀器廠產品;Sartorious BS 210S型電子天平，Sartorious公司產品。

　　1.2 方法

　　影響梔子藍色素穩定性的因素有光、溫度、酸堿度、金屬離子、食品添加劑等，試驗分別對各個影響因素進行單因素考查。

　　1.2.1 光對梔子藍色素穩定性的影響

　　用濃度相同的梔子藍溶液進行2組對比試驗，一組放置于避光處，一組放置于室內自然光照射，每隔5 d測定2組的OD595值，由梔子藍溶液OD595值的變化判斷光對梔子藍色素穩定性的影響。

　　1.2.2 溫度對梔子藍色素穩定性的影響

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

　　1.2.3 pH值對梔子藍色素的穩定性影響

　　用不同pH值的緩沖液配制相同濃度的梔子藍溶液，pH值為2～9，每隔5 d測定，由梔子藍溶液OD595值的變化判斷pH值對梔子藍色素穩定性的影響。

　　1.2.4 金屬離子對梔子藍色素穩定性的影響

　　在濃度相同的梔子藍溶液中加入相同摩爾質量的下列金屬鹽：KCl，Na2SO4，NaCl，NH4Cl，AlCl3·6H2O，FeSO4·7H2O，MgCl2，BaCl2·2H2O，CaCl2，CuSO4，FeCl3·6H2O，每隔5 d測定，由梔子藍溶液OD595值的變化判斷金屬離子對梔子藍色素穩定性的影響。

　　1.2.5 食品添加劑對梔子藍色素穩定性的影響

　　在濃度相同的梔子藍溶液中加入不同質量(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測定各試驗組的梔子藍溶液的OD595值，由梔子藍溶液OD595值的變化判斷不同食品添加劑對梔子藍色素穩定性的影響。

　　2 結果與分析

　　2.1 光對梔子藍色素穩定性的影響

　　根據試驗方法1.2.1，每隔5 d測定置于光照及暗處的梔子藍溶液的OD595值。

　　光對梔子藍色素的影響見圖1。

　　相對于避光放置，在自然光下放置的梔子藍溶液在經一段時間后OD595值稍微變小，而溶液的顏色幾乎沒有多大變化。說明光照對梔子藍色素的影響很小。

　　2.2 溫度對梔子藍色素穩定性的影響

　　根據試驗方法1.2.2，將梔子藍溶液分別于不同溫度下恒溫放置，2 h后測定溶液的OD595值。

　　溫度對梔子藍色素的影響見圖2。

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

　　2.3 pH值對梔子藍色素穩定性的影響

　　根據試驗方法1.2.3，配制相同濃度pH值2～9的梔子藍溶液，然后每隔5 d測定其OD595值。

　　pH值對梔子藍色素穩定性的影響見圖3。

　　在靜置的過程中，pH值從2到8的試樣顏色是淺藍色，而pH值9的試樣顏色稍深。放置5 d時，各pH值條件下OD595值沒有變化;10 d時觀察到pH值9的試樣顏色變為紫紅色;在25 d時，pH值從2到8的試樣中均出現沉淀，而pH值9的試樣管中無沉淀，pH值2～5的梔子藍溶液OD595值變化并不大，pH值6～9的梔子藍溶液OD595值隨著時間的增加有所增大。因此，梔子藍色素在pH值2～5時比較穩定，在偏堿條件下有增色效應。

　　2.4 金屬離子對梔子藍色素穩定性的影響

　　根據試驗方法1.2.4，在相同濃度的梔子藍溶液中加入等摩爾質量的金屬鹽，每隔5 d測定溶液的OD595值。

　　金屬離子對梔子藍色素穩定性的影響見圖4。

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

　　2.5 食品添加劑對梔子藍色素穩定性的影響

　　根據試驗方法1.2.5，分別在梔子藍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%，定時測定各試驗組的OD595值。

　　不同NaCl質量分數對梔子藍色素穩定性的影響見圖5，不同碳酸氫鈉質量分數對梔子藍色素穩定性的影響見圖6，不同檸檬酸鈉質量分數對梔子藍色素穩定性的影響見圖7。

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

　　3 結論

　　梔子藍色素耐光、耐熱、耐酸堿，尤其在酸性環境下有更好的穩定性，在偏堿條件下有增色效應。K+，NH4+，Na+，Mg2+，Ca2+對色素穩定性有一定影響，但影響較小;Al3+，Cu2+，Ba2+對色素穩定性影響較大;Fe3+，Fe2+對色素穩定性影響最顯著;氯化鈉、檸檬酸鈉、碳酸氫鈉對梔子藍色素的顏色影響較小。

　　參考文獻：

　　吳志梅，梁華正，李佳春. 梔子藍色素的發酵及分離純化工藝的研究[J]. 生物技術， 2005，15(4)：61-63.

　　徐娟，涂炳坤，鄧先珍，等. 梔子成分開發利用研究進展[J]. 湖北林業科技，2005(6)42-46.

　　陳峰，陳劍鋒. 梔子藍色素穩定性的研究[J]. 寧德師范學院學報(自然科學版)，2013，25(3)：236-239.

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

　　推薦閱讀：《農業工程技術(農產品加工業)》(月刊)創刊于1980年，由中華人民共和國農業部主管，農業部規劃設計研究院、中國農業工程學會主辦的國家級農產品加工行業期刊。