三种紫甘薯色素性质及稳定性研究_连喜军

粮食与油脂2009年第3期 45三种紫甘薯色素性质及稳定性研究连喜军，陈良笛，王　吰，鲁晓翔（天津商业大学天津市食品生物技术重点实验室，　天津　300134）摘　要：紫甘薯美国黑薯、花心薯和德国黑薯水溶性色素吸收最大吸收波长分别为538.5 nm 、525 nm和532 nm 。

三种紫甘薯色素在酸性条件下呈深红色，性质稳定，通过对三种紫甘薯色素稳定性研究发现，p H 对色素稳定性有很大影响，在p H 为3时温度和光照对色素基本不产生影响，三种紫甘薯色素有良好耐热性和耐光性。

关键词：甘薯；紫色素；稳定性Study on character and stability of three different purplesweet potatoes pigmentsLIAN Xi-jun ，CHEN Liang-di ，WANG Hong ，LU Xiao-xiang（Tianjin Key Laboratory of Food Biotechnology ，Tianjin University of Commerce ，Tianjin 300134，China ）Abstract ：The absorption of three purple sweet potatoes pi g ments were 538.5nm ， 525nm and 532 nmrespectively. The three purple sweet potatoes pi g ments were deep red and stable in acidic solutions. I n three factors of p H ， temperature and photo ， p H was a most important factor for stability of three purple pi g ments and those purple showed better hot and photo resist in solutions which p H was 3.Key words ：sweet potato ；purple pi g ments ；stability 中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：1008―9578（2009）03―0045―03收稿日期：2008–12–27甘薯（Ipomoea batatas）是旋花科甘薯属一个重要栽培品种，原产南美洲，在我国，甘薯有400多年栽培历史，现已搜集、保存2，000余份珍贵种质资源〔1〕。

目前对甘薯色素研究较多的是紫甘薯色素，一般采用酸性溶剂法直接提取，其主要成分为被咖啡酸、阿魏酸或对羟基苯甲酸等芳香酸酰化的矢车菊素和芍药素等花色苷；紫A–4甘薯水溶性色素最大吸收在528 nm 和323 nm。

紫甘薯色素对光和热稳定性较好，具有抗氧化、抗突变、改善肝功能等多种生理功能，在食品、化妆品及医药等业有着广阔应用前景〔6～10〕。

赵冬兰等报道〔11〕，紫A –7、烟紫665、紫A –6、紫A –4、紫肉、浙80–花2–13、渝紫1号、徐紫薯1号等八种紫甘薯中以渝紫1号紫色素含量最高，紫色素相对浓度达到8.25。

花色素不稳定，通常与各种糖结合形成不同配糖体，即花色苷。

与花色素成苷的糖主要有葡萄糖、半乳糖，阿拉伯糖、木糖、鼠李糖和由这些单糖构成均匀或不均匀二糖和三糖，其中，以3–单糖苷、5–双糖苷、3，5–二糖苷和3，7–二糖苷最为常见。

方忠祥等〔12〕对紫甘薯色素热稳定性进行详细研究分析认为，在酸性条件下，非酰化和单酰化花色苷颜色在很大程度上取决于连在糖苷配基B–环上取代基。

羟基越多，颜色越向紫移，而甲氧基化却导向红移，花色苷糖基化和酰基化一般都具有紫移效应。

一般来说，随着糖苷配基羟基化程度增强，花色苷稳定性呈下降趋势；而甲氧基化程度增强，则使花色苷稳定性呈上升趋势，游离羟基糖苷化也将增强花色苷稳定性。

目前文献对不同品种甘薯紫外可见吸收研究尚未见报道，本研究选取适宜天津种植金海2号、日本黄薯、水果薯、苏薯8号、香蕉薯、花心薯、京薯6号、美国黑薯等八种甘薯，提取其中色素，测定其紫外可见吸收。

1 材料和方法1.1 主要原料和试剂美国黑薯、德国黑薯、花心薯鲜甘薯：天津市宝坻区侯家缨镇。

95%乙醇，浓盐酸，氢氧化钠均为分析纯。

1.2 主要研究方法1.2.1 甘薯色素提取工艺流程新鲜甘薯→粉碎→烘干→分别用去离子水或95%乙醇浸提→过滤除渣→离心4000 r /min ，20 min →取上清液透析除杂→旋转薄膜蒸发器蒸发浓缩→自然晾干→成品色素1.2.2 甘薯色素紫外可见扫描将甘薯色素提取液离心，以溶剂为空白，用日本岛津紫外可见分光光度计uv–2501pc，uv–vis recording spectrophotometer shimadzu 测定。

1.2.3 三种紫甘薯水溶性色素稳定性研究（1）p H 对三种紫甘薯色素吸收影响将三种紫甘薯色素液pH 值用盐酸和氢氧化钠分别调节为1、2、3、4、5、6、7、8、9、12，测定其在最大吸收波长处吸光值，研究pH 对紫甘薯色素稳定性影响。

（2）紫甘薯色素热稳定性研究将紫甘薯色素提取液于恒温水浴锅中加热，温度为40℃、50℃、60℃、70℃，在10 min、20 min、30 min、40 min、90 min、120 min、150 min 和180 min 下测定吸光度，研究温度对紫甘薯色素稳定性影响。

粮食与油脂46 2009年第3期（3）紫甘薯水溶性色素光稳定性研究将样品水溶液（液体深度0.5 mm）置于阳光下直射30 min、60 minh、90 min、120 min、150 min、180 min、210 min、240 min、270 min，测定其吸光度。

2 结果与讨论2.1 三种紫甘薯水溶性色素可见吸收图１为三种紫甘薯水溶性色素可见吸收。

图1　三种紫甘薯水溶性色素可见吸收注: （1）美国黑薯水溶性色素吸收（最大吸收波长538.5 nm ）； （2）花心薯水溶性色素吸收（最大吸收波长525 nm ）； （3）德国黑薯水溶性色素吸收（最大吸收波长532 nm ）。

(1)(2)(3)由图1可见，紫甘薯美国黑薯水溶性色素吸收最大吸收波长为538.5 nm，花心薯水溶性色素吸收最大吸收波长为525 nm，德国黑薯水溶性色素吸收最大吸收波长为532 nm。

2.2 三种紫色甘薯色素物理性状图2　三种紫色甘薯色素照片德国黑薯色素花心薯色素美国黑薯色素紫甘薯所含花青素为类黄酮系化合物，以C6–C3–C6为基本骨架，具有类黄酮典型结构，即2–苯基苯并吡喃阳离子[R=H，OH 或OCH 3]。

紫甘薯色素主要成分为矢车菊素（Cy，Cyanidin）[R=H，R '=OH]和芍药素（Pe，Peonidin）[R=H]〔11〕，其中芍药素是矢车菊素甲基化衍生物。

色素在紫甘薯细胞中以与糖缩合成糖苷形式存在于液泡中，主要呈色成分为花青素类氰锭酰基葡糖苷及甲基花青素酰基葡糖苷〔12〕。

从图2可看出，固态紫色甘薯色素呈透亮深红色，粉末状；可溶于纯水、甲醇、乙醇、冰醋酸、丙酮、稀盐酸和稀氢氧化钠，且溶后无异味，但不溶于石油醚和菜籽油。

2.3 三种紫色甘薯色素稳定性研究2.3.1 pH 对紫甘薯色素稳定性影响表1~表3为pH 对美国黑薯、花心薯和德国黑薯色素吸光度影响。

由表1和表2可看出，在pH 小于4时，随pH 减小美国黑薯色素和花心薯色素吸光度在逐渐减小；当pH 大于4时，随pH 增大两种色素吸光度也在逐渐减小；当pH 等于4时，色素吸光度最大。

由表3可看出，德国黑薯色素随pH 增加，吸光度在逐渐减小。

由以上结果可见，在酸性条件下，甘薯红色素水溶液呈红色，且色调稳定。

随pH 值升高，色素水溶液颜色发生变化，由红色变为红紫色、蓝色、蓝绿色、直至绿色。

pH 值对色素稳定性影响很大，它通过影响花色苷存在形式改变花色苷热稳定性，因在不同pH 液中花色苷存在形式不同，一般对单糖苷花色苷来说，pH 值小于2时花色苷以2–苯基苯并吡喃阳离子（AH–）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）存在；pH 值大于6时，花色苷主要以醇型（A）存在〔13〕。

表1　pH 对美国黑薯色素影响pH A pH A 11.559 6 1.4392 1.592 70.9813 1.614 90.39541.714120.303表2　pH 对花心薯色素影响pH A pH A 1 1.354 6 1.2003 1.342 80.5004 1.488 90.45151.252120.363表3　pH 对德国黑薯色素影响pH A pH A 1 1.212 50.7002 1.128 70.5073 1.012 80.48541.071100.3032.3.2 温度对紫甘薯色素稳定性影响表4～表6为温度对美国黑薯、花心薯和德国黑粮食与油脂2009年第3期 47薯色素吸光度影响。

表4　温度对美国黑薯色素影响温度/时间0.5 h 1 h 1.5 h 2.0 h 2.5 h 3.0 h 40℃ 1.558 1.561 1.570 1.544 1.544 1.541 50℃ 1.532 1.584 1.564 1.553 1.575 1.581 60℃ 1.548 1.618 1.624 1.637 1.629 1.631 70℃ 1.514 1.652 1.672 1.651 1.630 1.627注：起始吸光度为1.863，p H为3表5　温度对花心薯色素影响温度/时间0.5 h 1.0 h 1.5 h 2.0 h 2.5 h 3.0 h 40℃ 1.525 1.553 1.548 1.570 1.558 1.562 50℃ 1.525 1.553 1.513 1.584 1.592 1.670 60℃ 1.646 1.721 1.689 1.707 1.702 1.695 70℃ 1.695 1.826 1.732 1.721 1.802 1.794注：起始吸光度为1.534，p H为3表6　温度对德国黑薯色素影响温度/时间0 h0.5 h 1.0 h 1.5 h 2.0 h 2.5 h 3.0 h 40℃0.3490.3450.3510.3550.3630.3570.360 50℃0.3490.3460.3560.3820.4030.4490.437 60℃0.3490.3620.3890.4130.4540.5000.536 70℃0.3490.3620.3890.4410.4960.4720.436注：起始吸光度为0.350，p H为3由表4～表6可知，当pH为3时，美国黑薯色素、花心薯色素和德国黑薯色素表现出很强耐热性；在40℃～70℃温度范围内作用3h，色素吸光度基本不发生变化。