食用色素按其來(lái)源不同可分為天然色素與合成色素．合成色素部分具有毒性，但因其成本較低、色 澤豐富多樣、著色力強(qiáng)等仍被廣泛應(yīng)用 ．長(zhǎng)期食用人工合成的色素會(huì)危害人體健康，因此天然色素需 求量與日俱增，優(yōu)化天然色素的提取工藝已成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)．

１ 實(shí)驗(yàn)部分

１．１ 儀器與試劑

ＫＱ－４００ＫＤＥ高功率數(shù)控超聲波清洗儀（昆山市超聲儀器有限公司）；ＵＶ－５５００ＰＣ紫外－可見(jiàn)分光光 度計(jì)（上海元析儀器有限公司）；ｐＨ 計(jì)（ＳＴＡＲＴＥＲ３１００，奧豪斯儀器上海有限公司）；ＲＥ－５２Ａ 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā) 儀（上海亞榮生化儀器廠）、ＨＣ－１５０Ｔ２高速多功能粉碎機(jī)（永康市綠可食品機(jī)械有限公司）；ＵＰＴ－Ｉ－１０ Ｔ 實(shí)驗(yàn)室超純水器（四川優(yōu)普超純科技有限公司）、ＳＨＺ－ＤⅢ循環(huán)水式多用真空泵（天津華鑫儀器廠）；磁 力攪拌器（８５－１，上海司樂(lè)儀器有限公司）；電子天平（ＢＳＡ２２４５，聚多利斯科學(xué)儀有限公司）；手提式紫外 分析儀（ＺＦ５型上海嘉鵬科技有限公司）；酒精計(jì)（３支組０～１００％，武強(qiáng)縣勝啟儀表廠）；電熱鼓風(fēng)恒溫 干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；恒溫水浴鍋（金壇市環(huán)保儀器廠）；目篩（孔徑０．２５ｎｍ）；抽濾裝 置為實(shí)驗(yàn)室常用玻璃儀器． 新鮮紫五加（根、莖、葉及枝稍）取自云南省普洱市墨江縣，采摘時(shí)間２０１８年８月１號(hào)．９５％乙醇、濃 鹽酸（分析純）、３０％的過(guò)氧化氫（分析純）、抗壞血酸（分析純）和 ＮａＣｌ（分析純）均購(gòu)自四川西隴化工有 限公司；Ｎａ２ＨＰＯ４ 和 ＫＨ２ＰＯ４ 購(gòu)自汕頭市西隴化工廠有限公司；ＮａＯＨ（分析純）、Ｎａ２ＳＯ３（分析純）和 蔗糖購(gòu)自天津市風(fēng)船化學(xué)試劑有限公司；銅標(biāo)準(zhǔn)溶液（ＧＢＷ（Ｅ）０８１００７，介質(zhì)５％ Ｈ２ＳＯ４）、鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液 （ＧＢＷ（Ｅ）０８０９８１，介 質(zhì) １０％ ＨＣｌ）、錳 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 （ＧＢＷ（Ｅ）０８１００３，介 質(zhì) １０％ ＨＮＯ３）、鐵 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 （ＧＢＷ（Ｅ）０８００４，介質(zhì)１０％ ＨＣｌ）、鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液（ＧＢＷ（Ｅ）０８０９７６，介質(zhì)５％ ＨＣｌ）、鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液（ＧＢＷ（Ｅ） ０８１００９，介質(zhì)１０％ ＨＣｌ）、鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液（ＧＢＷ（Ｅ）０８０９７７，介質(zhì)５％ ＨＣｌ）和鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（ＧＢＷ（Ｅ）０８０９７３， 介質(zhì) Ｈ２Ｏ）均購(gòu)自濟(jì)南眾標(biāo)科技有限公司，濃度１ｇ·Ｌ－１；實(shí)驗(yàn)用水均是電阻率為１８ＭΩ·ｃｍ 的實(shí)驗(yàn)室 自制超純水．

１．２ 實(shí)驗(yàn)方法

將采集的新鮮紫五加分為２份，其中一份自然風(fēng)干，另一份放在托盤(pán)中，用電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱調(diào) 試溫度為１０５℃殺青１５ｍｉｎ，然后置于５０℃烘２４ｈ得到干燥的樣品．置于高速多功能粉碎機(jī)中充分粉 碎并過(guò)０．２５ｎｍ 篩，收集粉末于聚乙烯自封袋，置于干燥器備用． 稱取０．３ｇ樣品若干份（除探究不同處理方式的樣品色素含量用到風(fēng)干處理方式，其余所提到的樣 品均為烘干處理），分別在不同的影響因素下進(jìn)行超聲輔助提取，在５０ｍＬ 比色管中定容至刻度線，靜 置１５ｍｉｎ后抽濾，在特征吸收波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度值． 

２ 結(jié)果與分析

２．１ 特征吸收波長(zhǎng)的確定

利用 ＵＶ－５５００ＰＣ紫外－可見(jiàn)分光光度計(jì)對(duì)紫五加色素提取液進(jìn)行光譜掃描（見(jiàn)圖１）．由圖１ａ可知， 紫五加溶液的吸收光譜在６６５ｎｍ 處有明顯特征吸收峰，因此選擇６６５ｎｍ 作為測(cè)定紫五加溶液吸光度 的特征波長(zhǎng)．另外，在紫外范圍內(nèi)也有特征吸收峰（見(jiàn)圖１ｂ），可為后續(xù)開(kāi)展色素結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)研究等提 供參考．

２．２ 單因素提取試驗(yàn)

單因素實(shí)驗(yàn)方案如表１所示，考察乙醇體積分?jǐn)?shù)、液料比、超聲功率、提取溫度和超聲時(shí)間對(duì)紫五加 色素提取的影響，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為８０％時(shí)，紫五加色素溶液的吸光度值最大．當(dāng)乙醇加入量大于１５ ｍＬ時(shí)，紫五加色素溶液的吸光度值隨液料比增加而降低．從原料的充分利用角度考慮，乙醇 加入量１５ｍＬ為最佳．當(dāng)超聲功率小于２８０ Ｗ 時(shí)，紫五加色素溶液的吸光度值隨超聲功率的增加而增 加；當(dāng)超聲功率大于２８０ Ｗ 時(shí)，吸光度值呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)．可能是由于功率過(guò)大破壞了紫五加色素的結(jié)構(gòu)．因此，超聲功率２８０ Ｗ 為最佳．當(dāng)超聲時(shí)間小于８０ｍｉｎ時(shí)，紫五加色素的吸光度值隨超聲 時(shí)間的增加而增加；當(dāng)超聲時(shí)間大于８０ｍｉｎ時(shí)，其吸光度值呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)．因此，超聲時(shí)間 ８０ｍｉｎ為最佳．當(dāng)超聲溫度小于７０℃時(shí)，紫五加色素溶液的吸光度值隨超聲溫度的增加而增加；當(dāng)超聲 溫度大于７０ ℃，其吸光度值呈降低趨勢(shì)．這可能是由于溫度過(guò)高熱不穩(wěn)定性和揮發(fā)性成分易 被破壞和揮發(fā)損失，使得提取量有所下降 ．同時(shí)過(guò)高的溫度使乙醇揮發(fā)損失，提取率降低，故超聲溫度７０ ℃為最佳．

３ 總 結(jié)

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)響應(yīng)面分析法對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得出最佳方案（修正） 為：液料比６０∶１（樣品０．３ｇ，乙醇加入量１８ｍＬ）、乙醇體積分?jǐn)?shù)為８５％、超聲功率３２０ Ｗ、超聲時(shí)間９４ ｍｉｎ．此工藝條件下提取的紫五加色素吸光度值可達(dá)０．７５６（預(yù)測(cè)值０．７６０）．經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析以及相應(yīng)的誤 差分析確定所優(yōu)化的模型與數(shù)據(jù)有很高擬合度，試驗(yàn)誤差小，回歸模型系數(shù)顯著，因此該方案可行．紫五 加色素穩(wěn)定性試驗(yàn)探究表明：１０ ℃～９０ ℃溫度范圍內(nèi)，溶液ｐＨ＜７，自然光或紫外光照射，加入 ＮａＣｌ 溶液均對(duì)紫五加色素?zé)o明顯影響；金屬離子Ｃａ２＋ ，Ｎａ＋ 和Ｆｅ３＋ 對(duì)紫五加色素的影響較??；Ｍｇ２＋ ，Ａｌ３＋ ， Ｚｎ２＋ ，Ｃｕ２＋ 和 Ｍｎ２＋ 對(duì) 紫 五 加 色 素 的 影 響 較 大；抗 氧 化 劑 （異 抗 壞 血 酸）、氧 化 劑 （Ｈ２Ｏ２）、還 原 劑 （Ｎａ２ＳＯ３）、及蔗糖均明顯影響紫五加色素穩(wěn)定性．紫五加各部位色素含量最高的是風(fēng)干的葉，除葉以外 處理方式（烘干或風(fēng)干）對(duì)紫五加色素的提取影響較小，該研究可為以后紫五加色素的開(kāi)發(fā)利用提供可靠的理論依據(jù)．



 

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