猪苓色素提取研究

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本文作者：陈利云马亚娟作者单位：天水师范学院生命科学与化学学院

猪苓在分类学上属于无隔担子菌亚纲、无褶菌目、多孔菌科、多孔菌属，是常用中药，具有利尿、抗癌和抗菌的作用，由于其多糖成分具有良好的抗癌作用[1-3]，使目前对猪苓的研究主要集中在多糖的药用方面[4]，色素则在多糖提取中被作为无效成分丢弃，且对色素的提取工艺和物理化学性质的研究鲜为报道。干燥的猪苓呈深褐色，表皮含有大量色素，色泽鲜亮，易溶于水，着色力强，安全性高、无毒副作用，并具有特殊的药理作用和保健功能。符合作为食品着色剂的要求[5]，是一种值得开发和利用的天然着色剂，可用于食品着色，也可用于化妆品等化工产品。本实验对猪苓色素的最佳提取工艺条件进行研究，并对色素稳定性进行测定，旨在为色素的成分、结构和应用研究提供参考。

1材料与方法

1.1材料、试剂与仪器

猪苓：2010年7月采自甘肃省武都县；所用药品均为分析纯。CJJ78-1磁力加热搅拌器：江苏省金坛市城西晓阳电子仪器厂；HH-S2系列恒温水浴锅：江苏省金坛市环宇科学仪器厂；RE-5299旋转蒸发器：上海亚荣生化仪器厂；GBCUV/VIS916紫外可见分光光度计：澳大利亚GBC科学仪器有限公司。

1.2方法

1.2.1猪苓色素提取工艺条件的选择

干燥猪苓→捣碎→粉碎→萃取液筛选→浸提→离心过滤→滤渣→重复提取数次→滤液提纯→浓缩滤液→干燥→色素干品。对提取剂、提取温度、提取时间和料液比进行单因素试验。根据试验结果，以NaOH溶液为萃取剂，1:60料液比(m/v)进行少量多次(直至滤渣无色)提取为宜，所以设计了L9(34)正交试验，对提取液浓度、提取温度和提取时间3个因素在3个不同水平进行优选(表1)。浓缩、干燥温度与提取温度一致时，测定色素干品的得率。色素得率(%)=色素干品质量(g)/干品猪苓质量(g)×100

1.2.2色素稳定性研究

分别从色素的溶解性、热稳定性、光稳定性等方面研究色素的理化性质，同时研究H2O2、金属离子对色素的影响。

1.2.2.1色素的溶解性、热稳定性、光稳定性

分别吸取5mL蒸馏水、1mol/LNaOH溶液、无水乙醇、丙酮、乙醚、石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯于试管中，然后在各试管中分别加入0.02g色素干品，振荡摇匀，3次重复，观察现象。取适量的以上猪苓色素溶液，以去离子水为参比液，在波长350~680nm的范围内进行扫描，测定最大吸收波长。

1.2.2.2色素的热稳定性、光稳定性将色素溶液

分别放入不同温度的水浴锅中恒温20min后，取出冷却至室温(22℃)，测其吸光度。取适量色素溶液，分成3组，1组避光保存，1组放于室内自然光下，1组放在日光下暴晒。7d后再观察变化，测定其吸光度。

1.2.2.3H2O2、pH值及金属离子对色素的影响

取猪苓色素干品适量，用去离子水溶解，配制成色素溶液。把色素溶液分成数等份，一份加入适量的H2O2溶液，一组加入用1mol/L的盐酸与氢氧化钠溶液调pH值至2~14，另一组分别加入常见金属离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+和Cu2+的氯化物，使各离子的终浓度均为0.01mol/L，以色素溶液为空白对照(CK)，去离子水为参比液，3次重复，观察对比各溶液颜色并测定吸光度。

2结果与分析

2.1正交试验确定猪苓色素的提取工艺条件

由表2的正交试验结果可知，影响猪苓色素提取因子的主次顺序为A＞C＞B，即溶剂是猪苓色素提取的主要影响因素，其次是提取时间、温度。综合分析正交试验的结果，发现色素提取条件最佳组合为A2C2B3，即以1mol/LNaOH溶液为提取剂、提取时间为90min、提取温度95℃。

2.2实验结果分析

2.2.1猪苓色素的溶解性、热稳定性、光稳定性

提取的猪苓色素干品为深褐色结晶或结晶性粉末，其水溶液呈巧克力色，颜色鲜艳。由表3可知，猪苓色素能溶于水，易溶于NaOH溶液但不溶于有机溶剂，有利于其在食品工业上的应用。

2.2.2猪苓色素的热稳定性和光稳定性

猪苓色素热稳定性较高，沸水蒸煮120min时对色素几乎无影响，性质较为稳定，说明色素受热不易分解，可高温加热。经7d日光照射后猪苓色素溶液的吸光度与避光放置的色素溶液吸光度有显著差异，比室内自然光照吸光度有所降低。这说明猪苓色素见光易分解，其水溶液不可久置。光照对该色素的色泽有明显影响，因此对其产品包装需要使用避光材料。

2.2.3H2O2、pH值、金属离子对猪苓色素稳定性的影响

色素溶液加入1mL25%的H2O2溶液时，与对照相比溶液颜色明显变浅，由深褐色变为浅黄色，同时吸光度也显著减小。当溶液pH值为5~10时，与原液(pH6.78)相比色素颜色没有明显变化，均为褐色，吸光度与原液无显著差异，当pH＜5时，色素颜色逐渐变浅，吸光度明显降低，当pH＞10时，颜色变为浅黄色，说明色素在pH5~10内稳定性较好，有利于其在食品工业上的应用。由图4可知，K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+等不影响猪苓色素的颜色，添加了这些离子的色素溶液其吸光度基本不变，但Mn2+、Fe2+、Fe3+和Cu2+使色素颜色发生了改变，其中Mn2+、Fe2+对影响较小，Fe3+、Cu2+对色素的影响尤为显著，因此，应避免猪苓色素与含Fe3+、Cu2+的食品混用。

3结论

本实验对猪苓色素的提取和多个理化性质进行了研究，通过正交试验，得到提取猪苓色素的最佳工艺条件为：1mol/L氢氧化钠溶液为提取剂，提取时间90min，提取温度95℃。猪苓色素能溶于水，易溶于碱性溶液，不溶于有机溶剂。在pH5～10的范围内比较稳定；对热的稳定性好，光照会加速色素的分解，所以应避光保存，且其水溶液不宜久置。在食品中常见的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+等离子不影响色素的稳定性，而Mn2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+等会使色素的颜色变浅，吸光度降低。H2O2对色素稳定性有一定的影响，所以应用猪苓色素时应避免与含Mn2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、H2O2的物质共用。色素在猪苓皮中含量高，不易褪色，属于纯天然产品，是一种值得开发应用的食品添加剂。