南瓜黄色素提取与性质研究综述

南瓜黄色素提取与性质研究
王桃云
（苏州科技学院生物系，苏州，215009）
摘要：通过试验，对南瓜黄色素提取条件和稳定性进行了研究。

结果表明，提取的最佳工艺条件是以pH值为12、体积分数95%的无水乙醇为浸提剂，按每克丝状南瓜加浸提剂10ml 的比例投料，在温度70℃下，浸提时间为5h；同时，实验结果表明：南瓜黄色素是一种稳定性良好的食用天然色素。

关键词：南瓜；黄色素；提取工艺；天然色素；稳定性
食品色泽是构成食品感官质量的重要因素之一，因此，色素是食品添加剂的一个重要组成部分。

天然色素因其安全可靠、色泽自然、且不少品种兼有营养和药理保健作用而受到人们的青睐。

因此，寻求和开发利用天然色素资源已成为人们日益关注的课题。

南瓜[ Cucurbita moschata(Duch.) Poiret ]为葫芦科南瓜属植物，别称北瓜，为一年生草本植物。

医学临床试验表明，南瓜具有多种食疗保健作用，另外其营养价值也极高，含有多种氨基酸、胡萝卜素、V C、V E、脂肪、聚糖、甘露醇、铁、硒等成分，最近研究发现：南瓜对动脉硬化、胃肠溃疡、肾结石、膀胱结石等疾病具有防治功能。

因此，从南瓜中提取的黄色素不仅安全可靠而且还有食疗和药用价值，所以南瓜黄色素具有极大的市场潜力(1)。

1 材料与仪器
1.1 实验材料
南瓜（金条小番瓜），购自苏州百润发苏福店；洗净，去皮，擦丝备用。

1.2主要仪器
ZK—072型真空干燥箱及配套设备；GL—20G—II型高速冷冻离心机；DS-200型高速粉碎机；FA1004型电子天平；101-1-BS型电热恒温鼓风干燥箱；80-2型台式低速离心机；WFJ7200型可见分光光度计；数显恒温水浴锅及冷凝回流装置；酸度计；柱层析装置；真空蒸馏装置。

1.3试剂
无水乙醇、石油醚、氯仿、丙酮、过氧化氢、亚硫酸钠、柠檬酸、抗坏血酸、苯甲酸钠、蔗糖（以上均为分析纯）。

2 实验方法
2.1南瓜黄色素最佳吸收波长的确定
准确称取丝状南瓜10.00g（南瓜含水量为89.72%），放入锥形瓶中，加入100mL95%的乙醇，调节溶液pH值为6.0，然后将锥形瓶浸泡于60℃恒温水浴锅内，瓶口接冷凝回流装置，3h后取出；过滤、离心、柱层析纯化、真空蒸馏浓缩得色素浸膏。

50℃干燥至恒重后取0.50g南瓜黄色素浸膏溶于100ml95%的乙醇中配成0.5%（W/V）的色素液为待测液，然后，在可见光波段测其吸收光谱。

2.2最佳提取条件的确定
称取等量的南瓜数份进行试验，以筛选出的最佳浸提剂种类、浸提剂浓度、原料形状、料液比、浸提温度、浸提时间、浸提剂的pH值进行试验，确定南瓜黄色素提取的最佳条件(2)。

2.3南瓜黄色素的稳定性研究
以2.1确定的南瓜黄色素最大波峰所对应的波长为测定波长，以吸光度的变化来衡量色素的稳定性，以测定其性质。

2.3.1 光照对南瓜黄色素稳定性的影响
按2.1所述方法临时制得色素液（稀释10倍），倒入5支带塞试管中，置于自然光下照射，每隔2h、6h、12h、24h、48h取1支试管色素液在最佳吸收波长下测其吸光度，并观察颜色变化，计算色素残存率。

2.3.2 温度对南瓜黄色素稳定性的影响
按2.3.1所述方法临时制得色素液，用带塞锥形瓶取上述色素液分别在25℃、40℃、60℃、80℃、100℃水浴恒温锅中恒温加热，采用冷凝回流装置，3h后取出，在最佳吸收波长下测其吸光度，耗去的无水乙醇测定时补足，并计算色素残存率。

⑸
2.3.3 pH对南瓜黄色素稳定性的影响
用乙醇，HCl，NaOH 配置pH为1~14的溶液，分别取13.5mL加入1.5mL 如2.1所述方法临时制得色素液中，摇匀，室温下密封于暗室静置3h后取出，在最佳吸收波长下测其吸光度。

2.3.4 氧化剂对南瓜黄色素稳定性的影响
以过氧化氢为氧化剂，在不超过其在一般食品中的最大安全使用量2.0%（质量百分比）前提下，按2.3.1所述方法临时制得色素液，配置成含不同浓度过氧化氢的待测液，摇匀，室温下密封于暗室分别静置1h、3h和6h后，在最佳吸收波长下测其吸光度。

2.3.5 还原剂对南瓜黄色素稳定性的影响
以亚硫酸钠为还原剂，在不超过其在一般食品中的最大安全使用量0.05%（质量百分比）的前提下，按2.3.1所述方法临时制得色素液配置成含不同浓度亚硫酸钠的待测液，摇匀，室温下密封于暗室静置3h后取出，在最佳吸收波长下测其吸光度。

(3)
2.3.6 常用几种食品添加剂对南瓜黄色素稳定性的影响
蔗糖、抗坏血酸、柠檬酸、苯甲酸钠是常用几种食品添加剂，按2.3.1所述方法临时制得色素液，在不超过这几种常用食品添加剂在一般食品中的最大安全使用量的前提下（质量百分比），配制含不同食品添加剂浓度的待测液，摇匀，室温下密封于暗室静置3h后取出，在最佳吸收波长下测其吸光度，并计算色素残存率。

(3,4)
3 结果与分析
3.1吸收峰对应波长的确定
按照2.1所示工艺流程，把柱层析后的色素溶液用7200可见分光光度计测定其在不同波长下的吸光度（用95%的无水乙醇作空白，比色皿厚度为1cm），测定结果如图1所示。

图1 黄色素的吸收光谱图
由图1可知，南瓜黄色素在446nm波长下吸光度最大。

因此，选定446nm 作为测定吸光度的最佳波长。

3.2 最佳提取工艺的确定
3.2.1最佳浸提剂的确定。

称取5份碎状的南瓜，每份5.00g。

在其他条件相同的情况下，分别加入等量的不同浸提剂。

得到滤液离心稀释到相同倍数后。

在446nm波长下测其吸光度，结果如表1所示（水浸提不出）。

表1 在不同浸提剂下的吸光度
浸提剂氯仿丙酮无水乙醇石油醚水
吸光度0.363 0.719 0.831 0.231 0.156
由表1可知，氯仿与石油醚浸提效果均较差。

不宜作为浸提剂。

而丙酮的浸提效果虽然不错，但其具有一定毒性，且价格比乙醇贵。

因此选择提取效果较好。

较经济的无水乙醇，作为最佳浸提剂。

3.2.2最佳浸提剂浓度的确定。

称取5份碎状南瓜，每份5.00g，其他条件相同的情况下，用5种不同体积分数的乙醇提取。

以料液比1g：10 ml（注：后文中出现的料液比都为g/ml），得到的浸提液离心过滤。

用7200可见分光光度计在446nm波长下分别测其吸光度。

结果如图2所示。

图2 不同体积分数乙醇下的吸光度
由图2可知，20% 40% 60% 80%的乙醇提取效果均不佳，95%的乙醇提取效果最好，因此，选定95%乙醇作为最佳浸提剂。

3.2.3南瓜形状对南瓜黄色素提取的影响
称取不同形状的南瓜4份，每份5.00g，在其他条件相同的情况下，用体积分数95%的无水乙醇提取，以料液比为1：4投料，得到的浸提液离心，用7200可见分光光度计在446nm波长下分别测其吸光度，结果如表2所示。

表2 在不同南瓜形状下的吸光度
形状大块小块丝状碎状
吸光度0.485 0.618 0.767 0.680
[ 注：大块为（1*1*1）cm 3，小块为（0.5*0.5*0.5）cm 3，丝状为（直径0.1cm,长为0.5cm的圆柱形），碎状为（DS-200型高速粉碎机粉碎5min）]
由表2可知，南瓜形状为丝状时浸提效果最好，大块、小块、碎状的浸提效果均不佳，所以选定丝状南瓜为浸提物。

3.2.4料液比对南瓜黄色素提取的影响
称取6份碎状南瓜，每份5.00g，在其他条件相同的情况下，用体积分数为95%乙醇，以不同料液比（南瓜重量与浸提剂体积之比）加入碎状南瓜中，放入50℃恒温箱中浸提2h，所得浸提液离心后，稀释到相同倍数，用7200可见分光光度计在446nm波长下分别测其吸光度，结果如表3所示。

表3 在不同料液比下的吸光度
料液比（g：ml）1：6 1：8 1：10 1：12 1：14 1：16 吸光度0.109 0.151 0.253 0.258 0.278 0.275
由表3可知，料液比1：10、1：12、1：14、1：16浸提效果均不错，但从量的角度考虑，1：10的料液比是最佳的。

因此，选定1：10为最佳料液比。

3.2.5浸提温度对南瓜黄色素提取的影响
称取6份碎状南瓜，每份5.00g，在其他条件相同的情况下，用体积分数95%的乙醇，以料液比1：12投料，在不同温度下进行提取，得到浸提液离心，稀释到相同倍数，用7200可见分光光度计在446nm波长下分别测其吸光度，结果如图3所示。

图3 不同温度下的吸光度
由图3可知，70℃时的提取液吸光度最大，其余温度的浸提效果均不甚理想。

因此，选定70℃为最佳提取温度。

3.2.6 浸提时间对南瓜黄色素提取的影响
称取6份碎状南瓜，每份5.000g，以1：5的料液比加入体积分数95%的乙醇，在60 oc下的水浴锅中恒温浸提不同时间，浸提液离心后稀释到相同倍数，用7200可见分光光度计在446nm波长下分别测其吸光度，结果如图4所示。

图4 不同浸提时间下的吸光度
由图4可知，5h是最佳浸提时间，其浸提效果最好，时间过短则会浸提不完全，而时间过长则会使色素发生变质，二者都会使吸光度值下降。

3.2.7 pH值对南瓜黄色素提取的影响
称取14份碎状南瓜，每份5.00g，以料液比1：5加入已调节到不同pH值的体积分数95%的无水乙醇，在60 ℃下恒温浸提1.5h，得到的滤液离心稀释到相同倍数，用7200可见分光光度计在446nm波长下分别测其吸光度，结果如图5所示。

图5 不同pH值下的吸光度
由图5所示，pH值为12时，提取效果最好。

总的来说，pH值在碱性范围内，对浸提效果影响不大。

因此，在浸提时pH一般在碱性范围内取值。

3.2.8 南瓜黄色素得率
称取碎状南瓜50.00g6份，以料液比1：10的量加入95%的乙醇，并将浸提液的pH值调为12.0，在70℃下浸提5h，所得浸提液分离纯化后置于真空干燥箱内，在30℃下恒温干燥至恒重，结果如下表所示。

表4 最佳提取条件下的得率
次序 1 2 3 4 5 6 平均值
得率（%） 3.66 3.71 3.73 3.67 3.58 3.71 3.67 [色素得率=南瓜黄色素的恒重量/南瓜原料的湿重*（1-0.8972）] 由表4可知，在最佳提取工艺条件下，南瓜黄色素的得率约为3.67%。

3.3 南瓜黄色素稳定性的研究
根据2.2的实验设计思路，对南瓜黄色素的光照稳定性、温度稳定性、pH稳定性、抗氧化性和抗还原性与及几种常用的食品添加剂对南瓜黄色素稳定性的影响进行了试验，实验材料及制备方法如2.3.1～2.3.6所述，实验结果分述
如下。

3.3.1 光照对南瓜黄色素稳定性的影响
表5 光照对南瓜黄色素稳定性的影响
时间（h）吸光度色素残存率（％）颜色
0 0.448 100 黄色
2 0.436 97.
3 黄色
6 0.384 85.
7 黄色
12 0.356 79.5 黄色
24 0.193 43.0 浅黄
48 0.167 37.3 浅黄
由表5可以看出，南瓜黄色素在自然光照射下，2h内吸光度减少不大，但随着光照时间的延长，吸光度大幅度降低，在12h后色素残存率降为79.5%，24h后色素残存率仅为43.0%，且颜色变浅。

以上结果表明，南瓜黄色素对光照敏感，不能长时间暴露在光照中。

因此，在储存和运输过程中应尽量避免日光直接照射.
3.3.2 温度对南瓜黄色素稳定性的影响
表6 温度对南瓜黄色素稳定性的影响
温度（℃）吸光度色素残存率（％）
25 0.448 100
40 0.443 98.9
60 0.436 97.3
80 0.400 89.3
100 0.395 88.2 由表6可以看出，南瓜黄色热稳定性极好，但80℃以上的高温对色素有轻微的破坏作用，使其降解。

因此认为南瓜黄色素是一种热稳定性较好的色素，但其提取和保存应在80℃以下温度进行。

3.3.3 pH对南瓜黄色素稳定性的影响
表7 pH对南瓜黄色素稳定性的影响
pH值 1 2 3 4 5 6 7
吸光度0.112 0.440 0.436 0.440 0.445 0.448 0.459 pH值8 9 10 11 12 13 14
吸光度0.453 0.463 0.461 0.461 0.472 0.474 0.474 由表7可以看出，在极强酸环境下，南瓜黄色素的吸光度急剧下降；在酸性范围内，色素液吸光度值基本保持不变，而在中性及碱性范围内吸光度值小幅度增大。

说明极酸环境对南瓜黄色素有强烈破坏作用，其它pH值对南瓜黄色素稳定性影响不大，说明南瓜黄色素酸碱稳定性好；且在中性和碱性环境下南瓜黄色
素有轻微增色作用。

因此，南瓜黄色素适合在碱性和中性范围内保存并适用于碱性食品的着色。

3.3.4 氧化剂对南瓜黄色素稳定性的影响
表8 H2O2对南瓜黄色素稳定性的影响
浓度（％）1h 色素残存率（％）3h 色素残存率（％）6h 色素残存率（％）
0 0.448 100 0.448 100 0.448 100
0.2 0.440 98.2 0.440 98.2 0.436 97.3
0.6 0.435 97.1 0.435 97.1 0.431 96.2
1.0 0.430 96.0 0.429 95.8 0.426 95.1
1.4 0.416 9
2.9 0.413 92.2 0.411 91.7
2.0 0.409 91.3 0.409 91.3 0.405 90.4
由表8可以看出，在0.2%浓度下暗室中密封静置1h后色素残存率为98.2%；在浓度为2.0%H2O2黑暗中密封静置6h后色素残存率为90.4%；随着浓度的增加降解程度也增加，色素残存率下降；同一浓度下，随着时间的延长，吸光度也有减小趋势。

以上结果表明，氧化剂对南瓜黄色素稳定性有一定影响，但影响不大。

所以认为南瓜黄色素有一定的耐氧化性。

3.3.5 还原剂对南瓜黄色素稳定性的影响
表9 Na2SO3对南瓜黄色素稳定性的影响
0 0.448 100
0.01 0.448 100
0.02 0.438 97.8
0.03 0.437 97.5
0.04 0.433 96.7
0.05 0.427 95.3
由表9可以看出，还原剂对南瓜黄色素有一定影响，随着Na2SO3浓度的增大吸光度变化不大，但有下降趋势，在浓度为0.05%下，色素残存率为95.3%。

所以还原剂对南瓜黄色素的稳定性影响不大，南瓜黄色素有一定的抗还原性。

3.3.6 几种常见食品添加剂对南瓜黄色素稳定性的影响
试验结果如下图6-9可知，南瓜黄色素在未放食品添加剂之前的吸光度为0.452，苯甲酸钠在达到最大安全使用量0.25%（3）时吸光度为0.502，南瓜黄色素的色素残存率为111.1%，说明苯甲酸钠对南瓜黄色素有一定增色作用；而柠檬酸达到最大安全使用量0.03%（3）时吸光度为0.420，抗坏血酸达到最大安全使用量0.12%（3）时吸光度为0.438，蔗糖达到最大安全使用量1%（3）时吸光度为0.442，则南瓜黄色素的色素残存率分别为92.9%、96.9%、97.8%，说明这三种食品添加剂对南瓜黄色素的稳定性有一定影响，但影响很小。

图6 苯甲酸钠对南瓜黄色素稳定性影响
0.32
0.370.420.470.520.570.620
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
(％)
吸光度
图7 柠檬酸对南瓜黄色素稳定性影响
0.32
0.370.420.470.520.570.620
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03(％)
吸光度
图8 抗坏血酸对南瓜黄色素稳定性影响
0.32
0.370.420.470.520.570.6200.020.040.060.080.10.12(％)
吸光度
图9 蔗糖对南瓜黄色素稳定性影响
0.32
0.370.420.470.520.570.62
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
(％)
吸光度
4 结论
4.1 南瓜黄色素的最佳提取工艺是：以丝状南瓜为原料，以料液比1：10的量加入95%的乙醇，并将浸提液的pH值调为12.0，在70℃下浸提5h。

4.2 南瓜黄色素光稳定性较差，热稳定性较好，但不耐80℃以上高温；抗氧化和抗还原性较好；酸碱稳定性好，但不宜用于强酸（pH‹1）的环境。

在几种常用的食品添加剂柠檬酸、苯甲酸钠、抗坏血酸和蔗糖最大安全使用范围内，它们对南瓜黄色素几乎没有影响；苯甲酸钠对南瓜黄色素有一定增色作用。

因此，南瓜黄色素宜在80℃以下温度、pH>1且各种食品添加剂的量不超过其最大安全使用量的环境下保存和使用。

南瓜黄色素有较好的稳定性，有广泛的使用范围，具有良好的开发前景。

参考文献
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2002，23，（11）：19~21
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3.刘程．食品添加剂应用大全．北京：北京大学出版社，1994
4.李大婧，杨同舟．玉米黄色素稳定性的研究，食品与机械，2001(1)：31-32
Extraction technology and Stability of yellow pigment from Cucurbita moschata
Wang Taoyun
(Dept. of Biology, Suzhou Science and Technology College, Suzhou, China 215009) Abstract：The extraction technology and stability of the yellow pigment from Cucurbita moschata was studied in this paper. The result showed that the optimum conditions were the extraction reagent 95% alcohol with pH 12, ten times of volume of extraction reagent as large as the weight of the Cucurbita moschat, extraction temperature at 70℃ for 5 hours. At the same time , the result showed that the C. moschata yellow pigment is a good natural pigment in stability.
Key Words:Cucurbita moschata; Yellow pigment; Stability; Extraction technology; Natural pigment.。