紫甘薯红色素的研究进展.doc

文章编号:1002-1728(200305-0022-04紫甘薯红色素的研究进展Ξ岳静,方宏筠,黄红光(辽宁师范大学生命科学学院,辽宁大连 116029中图分类号::B 紫甘薯红色素(PSPC,purplesweetpotatocolor是从薯肉呈深紫红色的甘薯品种———“紫甘薯”的块根中浸提出来的一种天然红色素。它色泽鲜艳自然,无毒,无特殊气味,具有多种营养、药理和保健功能,是一种珍稀的天然食用色素资源。目前,国外尤其是日本对PSPC的提取、鉴定和理化性质等已作了一些研究。国内学者陆国权等1996年即开始对该色素进行系统的研究,现已取得显著进展。1 甘薯红色素(PSPC的分离提纯关于甘薯红色素(PSPC的分离提纯,已有许多学者做过系统的研究。虽方法各异,但鉴于PSPC特定的结构特点及理化性质,其本质是一致的。现概述如下:111 酸性提取介质介质的pH值是PSPC呈色的主要因素。PSPC在中性或弱碱性溶液中不易被提取且不太稳定,目前报道的多为采用酸性溶剂。酸性溶剂可在破坏紫甘薯细胞膜的同时,溶解水溶性的PSPC。国外曾采用盐酸化甲醇作提取剂,%柠檬酸,乙醇或85∶15的酸化乙醇提取[5~10]。陆国权等作过比较,发现酸化甲醇对PSPC的提取效果最好,稀盐酸和稀柠檬酸提取效果次之[11]。但由于甲醇挥发性强,又有一定毒性,因此不宜用作天然色素提取剂。鉴于色素产品主要应用于食品的添加,故应该用柠檬酸这一食品行业上常用的酸性介质。112 PSPC的纯化PSPC提取物中的杂质,诸如糖类、淀粉、蛋白质、鞣质等含量较高,多呈浸膏状,难成粉末,保质期短未去除杂质的浸膏状甘薯红色素的色价也较低。又因其水溶性的特点,使得同样是水溶性的糖类成为PSPC纯化过程中一个很难以除掉的杂质。对于水溶性的色素,可采用分级醇沉法除去杂质。但醇沉过程中会伴有吸附和包夹,致使色素有不同程度的损失。分级醇沉要比一次醇沉所得产品纯度高。对PSPC进行精制纯化,可采用AB28大孔吸附树脂动态过柱法[12]。此法可除去糖类等水溶性杂质及大部分脂溶性杂质,降低PSPC的吸潮性,提高纯度。70%的酸化乙醇洗脱后,经喷雾干燥或真空冷冻干燥即可得到紫红色固体粉末———PSPC纯品。其中,真空冷冻干燥的方法可减少PSPC的损失量[13]。纯化后的PSPC色价显著提高,杂质含量大大减少,性质也较为稳定,保质期长。目前,国内有几家色素厂已采用陆国权的方法分离提纯PSPC,%柠檬酸作提取剂,物料比1∶200,60℃恒温,浸提1h。浸提得到的粗制品,经减压浓缩,AB28大孔树脂吸附,70%乙醇洗脱,喷雾干燥或真空冷冻干燥后得到紫红色固体粉末———PSPC纯品。2 PSPC的成分和结构PSPC纯品要进行开发利用,首先需对它的成分和结构加以分析鉴定,找出主要官能团,以了解其理化性质和生理功能。紫甘薯所含的花青素为类黄酮系化合物,以C62C32C6为基本骨架,具有类黄酮的典型结构,即Ξ收稿日期:2003-08-31辽宁农业科学 2003(5:22~25LiaoningAgriculturalSciences22苯基苯并吡喃阳离子[R=H,OH或OCH3]。PSPC的主要成分为矢车菊素(Cy,Cyanidin[R=H,R’=OH]和芍药素(Pe,Peonidin[R=H][14],其中芍药素是矢车菊素的甲基化衍生物。PSPC在紫甘薯细胞中以与糖缩合成糖苷的形式存在于液泡中,主要呈色成分为花青素类的氰锭酰基葡糖苷及甲基花青素酰基葡糖苷[15]。3 PSPC的理化性质311 溶解性能PSPC纯品为紫红色固体粉末,是一种水溶性色素。因其结构中含多个酚羟基,故易溶于水、无水乙醇、甲醇、丙酮,不溶于石油醚和菜油等[5]。又因PSPC所含花青素分子中的吡喃环上有一个4价氧原子,具有碱性的性质,而同时又有酚羟基,具有酸的性质,故亦能溶于稀酸和稀碱。312 光谱特性pH值对PSPC的光谱特性影响很大,在不同的介质中呈现不同的光谱特性,只在酸性条件下λ=530nm处出现特征吸收峰[5]。随着pH的升高,PSPC的吸收峰向长波方向移动。当pH为11时,吸收峰反而向400nm方向移动,说明介质pH对其吸收峰位有影响。只要pH值不变,其特征吸收峰也不变。313 稳定性在酸性条件下,甘薯红色素水溶液呈红色且色调稳定,随着pH值的升高,色素水溶液的颜色发生变化,由红色变为红紫色、蓝色、蓝绿色、直至绿色。pH值对PSPC的稳定性影响亦很大。它通过影响花色苷的存在形式改变着花色苷的热稳定性。因为在不同的pH液中花色苷的存在形式不同。一般对单糖苷花色苷来说,pH值小于2时花色苷以22苯基苯并吡喃阳离子(AH2的形式存在;pH值为4~5时,花色苷主要以醌型假碱(B或查尔酮(C