紫甘蓝色素的提取及其稳定性研究实习方案

课题一：紫甘蓝色素的提取和稳定性研究

一、研究课题背景：

由于食品加工业中常用的人工合成色素的安全性越来越多地受到人们的关注，因此，天然色素的开发研究已成为食品研究领域的热点。花色苷是人们最熟悉的水溶性天然食用色素，作为一种天然食用色素，安全、无毒，资源丰富，而且具有一定营养和药理作用，随着人们健康意识的逐步提高及近年来合成色素毒性的不断发现，天然色素已在人们的日常生活中占有重要的地位，尤其在医药、食品及化妆品等行业的生产与应用中，人们对天然色素的研究和开发非常广泛。

紫甘蓝又叫紫包菜、红甘蓝，因其颜色紫红而得名，它是甘蓝种中的一个变种，易种植，营养价值丰富，是一种常见而又深受消费者喜爱的蔬菜。随着人们对食品安全的日益重视，大力开发天然色素作为食用色素已逐渐成为一种趋势。由于紫甘蓝来源广泛，产量大，价格便宜，色素含量高，其中的色素属于花色苷类，有一定的保健功能，不少研究人员将其作为提取天然色素的优选原料之一。

作为色素，稳定性是一项重要的衡量指标，由于食品的形态和加工工艺不同，色素对酸、碱、光、热、氧化剂、还原剂及其他化学物质的稳定性直接关系到色素的应用。目前，国内对紫甘蓝色素的研究还不够系统，特别是有助于实现色素产业化的基础研究还很薄弱，各种研究的使用性不强。为了开发新型天然色素，提出紫甘蓝色素的提取工艺和稳定性这一课题。

二、实验材料及步骤

1、材料和仪器

食用紫甘蓝蔬菜；可见分光光度计；电子天平；PH试纸；干燥箱。

乙醇、盐酸及其他试剂均为分析纯；

2、紫甘蓝色素的提取及其在不同条件下的溶解性

提取工艺：将一定量新鲜的紫甘蓝去除老叶、黄叶，洗净晾干，用电子天平称出若干份5g样品切成小块备用，分别加入25ml蒸馏水、PH=3的酸性水、60%乙醇及酸化的60%乙醇（PH=3）等溶剂，在水浴60°下浸提一段时间，大约1.5小时，发现除蒸馏水中显红色外，其余溶剂中均为白色，此时可认为色素浸提基本完全，过滤后得到提取液并定容至100ml。观察所得提取液的颜色，紫色最深的即为最佳提取溶剂。

将所得的最佳提取液先用分光光度计在不同波长下测其吸光度值：从500nm 开始测量，每隔10nm测定一次吸光度，直到600nm为止，画出吸光度曲线，确定其最大吸收波长。

3、紫甘蓝花色苷提取单因素实验

①提取温度对紫甘蓝花色苷提取量的影响

取6份5g紫甘蓝置于100ml三角瓶中，加50ml酸化水溶液，摇匀后在30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃下水浴30min，在最大吸收波长下测定其吸光度。

②提取时间对紫甘蓝花色苷提取量的影响

取6份5g紫甘蓝置于100ml三角瓶中，加50ml酸化水溶液，摇匀后在10、20、30、40、50、60min，在最大吸收波长下测定其吸光度。

4、紫甘蓝花色苷液稳定性实验

①温度对色素稳定性的影响

取紫甘蓝色素提取液稀释液10ml四份，在不同温度下恒温一定时间，其中25和45温度下要一个小时观察一次，观察4次；65和85温度下每隔半个小时观察一次，观察8次。即观察总时间不低于4小时。在最大吸收波长下测定其吸光度值。

②PH值对色素稳定性的影响

取色素提取液12份，每份5ml用0.1mol/L盐酸和0.1mol/L氢氧化钠溶液调节溶液酸碱度，观测不同PH值对溶液颜色的变化，在最大吸收波长下测定其吸光度。

③紫甘蓝色素耐光性的试验

取紫甘蓝色素提取液稀释液10ml两份，一份置于室外强光下，一份置于室内，每隔1小时观察一次，记录颜色变化并在最大吸收波长处测定吸光度，观察四次。

④金属离子对紫甘蓝色素稳定性影响的试验

取紫甘蓝稀释液10ml，每份中加入不同质量的盐至金属离子浓度为

0.05mol/L, 对照中加相同体积的蒸馏水，观察颜色变化并在最大吸收波长处测其吸光度值。

⑤碳水化合物对紫甘蓝色素稳定性的影响

取紫甘蓝稀释液10ml×12，加入不同质量的蔗糖、葡萄糖使其达到以下浓度，静置5min后在最大吸收波长处测其吸光度值。

⑥氧化剂、还原剂对紫甘蓝色素稳定性影响的试验

取紫甘蓝稀释液10ml×6，分别配制不同氧化剂、还原剂至浓度为0.2%，静置5min后在最大吸收波长处测其吸光度值。

⑦盐对紫甘蓝色素稳定性的影响

取紫甘蓝稀释液10ml×6，加入不同质量的氯化钠使其达到以下浓度，静置5min后在最大吸收波长处测其吸光度值。

⑧食品添加剂对花色苷稳定性的影响。

取1O mI稀释好的花色素溶液，分别加入浓度为2．5％、5．O％、10．0％的葡萄糖、蔗糖、柠檬酸，待葡萄糖、蔗糖和柠檬酸充分溶解后，在室温下放置2 h，取样测定其在最大吸收波长处的吸光度值并观察其颜色的变化。

5、提高花色苷稳定性的方法的研究

提高花色苷稳定性,主要采用使花色苷色素处于酸性环境,尽量避光,在较低温度下贮存、添加合适的稳定剂等。在色素结构改造方面,研究的主要内容包括补充辅色剂、脂酰化、金属离子络合和与花青定苷结合进行糖基转化等，通过辅色作用，结构修饰、微胶囊技术等提高花色苷的稳定性。