曹艳萍(榆林学院化学系,陕西榆林719000)

　　李子(Plum),又名李实、嘉庆子,为蔷薇科植物。其果肉中含有多种氨基酸,果实、根皮、树脂、叶、种子亦可药用,具有清肝、涤热、生津、利水等功效。按果皮颜色可分为黄色至橙红色、绿色至黄色、红色至胭脂红色和红紫色4个品种群。红紫色的黑宝石李子在美国10个主栽李子品种中居于首位,由于其个***艳、味甜、耐贮、抗寒、丰产,Vc含量达56.2mg/kg,总糖含量达94.0mg/kg[3],属综合性状俱优的晚熟李子品种。从1996年引入我国以来,已在山东、河北、辽宁、陕南等地大面积推广种植,显示出巨大的潜在经济价值。但迄今为止,对其培育、推广种植的研究报道较多,对其深加工的研究报道还不多见。由紫外可见光谱及理化性质检验,可以初步推断该色素为花青类物质,属多酚类衍生物[5～7],但其主要成分及其结构尚需进一步研究确定。李皮红色素属李子深加工的副产品,其水溶性好、含量高、稳定性好、无毒,兼有营养、药理、着色等多种功能,便于提取,工艺简单,适宜于在酸性或弱酸性介质中使用,也可作为酸碱指示剂,是一种较为理想的天然食用色素,具有重要的开发价值。本研究以饮料加工厂废弃的黑宝石李子皮渣为原料提取红色素,并对其提取工艺条件和色素的稳定性进行了研究,旨在为开发和应用天然食用色素以及李子的综合利用提供依据。

1　材料与方法

1.1　试剂及仪器

　　体积分数95%乙醇、体积分数50%乙醇、丙酮、乙醚、石油醚、蔗糖、柠檬酸、食用香精、苯甲酸、过氧化氢,亚硫酸钠等均为国产分析纯。722型分光光度计,上海精密仪器有限公司;HS-2A型精密酸度计,上海雷磁仪器厂;恒温水浴槽,重庆仪器厂;HC-TP11-2架盘**天平,上海**天平仪器厂;ZFQ-85A旋转蒸发器,上海医械专机厂。

1.2　原料及其处理

    将黑紫色李子皮渣(饮料厂提供)晾干,磨碎,过0.149mm(100目)筛备用。李子皮色素提取工艺流程:李子皮粉末→浸取→抽滤→滤液→减压浓缩→粗色素→精制纯化→成品(紫红色粉末状)

1.3　溶剂筛选

    称取6份各0.15g李子皮粉末,分别以30mL水、体积分数95%乙醇、体积分数50%乙醇、丙酮、乙醚、石油醚等为溶剂,在室温下浸提1h,过滤、定容。

1.4　提取条件选择

1.4.1　提取剂浓度

　称取4份各0.10g李子皮粉末,分别加入体积分数为30%,50%,70%,90%的乙醇溶液30mL,浸泡1h后,过滤、稀释定容至100mL,测定溶液*大吸收波长(λmax)处的吸光度值3次。同法做平行试验3次,取其平均值。

1.4.2　pH

　吸取4份各30mLpH分别为1,2,4,6的体积分数50%乙醇液,分别浸提0.10g李子皮1h后过滤,用体积分数2%盐酸将滤液均调至pH为4.0,定容,测λmax处吸光度,测定方法同1.4.1。

1.4.3　浸提温度

　称取4份各0.20g李子皮粉末,分别加入50mLpH为4的体积分数50%乙醇溶液定容后,在20,40,60,80℃时提取30min后,过滤定容,测λmax处吸光度,测定方法同1.4.1。

1.4.4　提取时间

　称取4份各0.10g李子皮粉末,分别加入30mLpH为4的体积分数50%乙醇,室温下定容,搅拌提取0.5,1.0,1.5,2.0,3.0h后测λmax处吸光度,测定方法同1.4.1。

1.5　色素的稳定性研究

1.5.1　pH

　取3份各10mL李子皮色素提取液,1份用体积分数2%的HCl调成不同pH值的酸性溶液,1份用体积分数2%的NaOH调成不同pH值的碱性溶液,另1份作酸碱可逆调节,目测色素颜色随不同pH的变化,并测定pH为2,4,6时色素溶液在可见光区的吸光度。

1.5.2　添加剂

　配制含0,5,10,20g/kg蔗糖、柠檬酸、食用香精和苯甲酸的色素提取液,定容放置1h后,测定520nm处的吸光度。测定方法同1.4.1。

1.5.3　耐氧化、耐还原性

　配制含0.00,0.02,0.40,0.60g/kg过氧化氢和亚硫酸钠的色素溶液,室温下静置1h,测520nm处的吸光度,测定方法同1.4.1。

1.5.4　耐热、耐光性

　取色素提取液30mL,稀释至50mL置于带塞试管中定容,放在室内光照处,0,1,2,3,5,7d后测定λmax处的吸光度。同法,取色素提取液,在20,40,60,80℃放置0.0,0.5,1.0h后,冷却测λmax处的吸光度,测定方法同1.4.1。

2　结果与分析

2.1　提取溶剂的筛选

　　目测结果表明,色素在石油醚中几乎不溶解,在乙醚、乙酸乙酯中溶解很少,在水、体积分数95%乙醇、体积分数50%乙醇、丙酮中溶解较好,但丙酮提取液稍有浑浊,不便于研究,同时考虑到价格和食用性,选用水和乙醇为提取剂较适宜。测定提取液在400～600nm时的吸光度,结果如图1所示。

 

由图1可见,体积分数50%乙醇的提取****,*大吸收峰波长λmax=520nm。

2.2　*佳提取条件的选择

2.2.1　提取剂

　表1结果表明,乙醇体积分数为50%时提取****。

 

2.2.2　提取剂pH值

　由表2可见,提取剂pH对色素提取率的影响较大,色素提取率随提取剂pH的减小而增大,所以在酸性条件下即pH≤4时提取效果*佳。



2.2.3　浸提温度

　由表3可见,随浸提温度的升高,色素提取率增加,但变化比较缓慢,出于工业化生产和节能的考虑,选择在室温(20～25℃)时提取较为合理。



2.2.4　提取时间

　表4结果表明,色素提取率随提取时间的延长而增加,但2h后增加缓慢,故确定合理的浸提时间为1.5～2h。



2.2.5　L9(33)正交试验

　由以上单因素试验可见,李子皮浸提液pH值、浸提液体积分数、浸提时间对提取率均有显著影响,因此,以浸提液体积分数(A)、浸提时间(B)、浸提液pH值(C)3因素设计正交试验,测定λmax处的吸光度,测定方法同1.4.1。正交试验结果如表5所示。



　　从极差分析(表5)可知,RC>RB>RA,故影响提取率的因素次序为C>B>A,较优提取条件是A2B3C2,即提取剂乙醇的体积分数为50%,提取剂pH为2,提取时间为2h。

2.3　李子皮红色素稳定性研究

2.3.1　pH值对色调的影响

　由表6和图2可见,pH值对李子皮红色素的颜色影响很大,当pH≤4.5时为稳定的深红色,吸收曲线的*大吸收峰波长为520nm,酸性越强,色素越红;pH>5时为兰紫色,吸收曲线的*大吸收峰波长580nm,吸收曲线有较大变化,碱性越强颜色越深;而当pH约为4.8时呈无色,此时有1个颜色变化的突点,非常敏锐。整个色素的颜色改变具有可逆性,可通过pH值进行调节。





2.3.2　常见食品添加剂对色素稳定性的影响

　由表7可见,蔗糖、香精、苯甲酸≤5g/kg时,对色素稳定性影响不大,柠檬酸具有一定的增色作用。



2.3.3　色素的耐氧化、耐还原性

　由表8可见,色素有一定的抗氧化性,但抗还原性较差。



2.3.4　色素的耐热、耐光性

　由表9,10可见,李子皮红色素不仅耐光性强,而且光照还可增色;耐热性也较好。



3　结　论

1)本研究结果表明,体积分数50%乙醇水溶液是提取李子皮红色素的*适溶剂。

2)乙醇提取李子皮红色素的*佳工艺条件:提取剂乙醇体积分数为50%,pH=2,室温(20～25℃)提取2h,抽滤,减压浓缩,真空干燥,得黑紫色粉末状色素粗品。

3)李子皮红色素是一种较为理想的无毒天然植物源指示剂。pH值对色素溶液色调影响较大,pH≤4.5为稳定的深红色,>5为兰紫色,pH在4.8左右为无色,此处有1个变化突点。

4)常用食品添加剂蔗糖、香精、苯甲酸的质量分数≤5g/kg时,对李子皮红色素几乎无影响,柠檬酸可增色,李子皮中的红色素耐光性较强,具有一定的抗氧化和耐高温能力,但抗还原性较差。