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摘要[目的]筛选南烛叶中乌饭成分提取工艺的最优参数，研究乌饭色素应用环境稳定性。[方法]采用单因素试验，以色素溶液吸光度为考察指标，以料液比、温度、时间为影响因素，研究南烛叶中乌饭成分的最佳提取工艺，并考察乌饭叶中乌饭成分在酸性条件、碱性条件、室温和热贮存条件下的稳定性。[结果]当料液比为1∶10（g/ml）、提取温度85 ℃、时间90 min为最佳提取工艺。南烛叶乌饭成分在蒸馏水和酸性条件下表现出良好的短时稳定性，而在高温和碱性条件下稳定性很差。[结论]南烛叶中乌饭成分宜在中性和室温条件下保存。
关键词乌饭色素；水提工艺；稳定性
中图分类号S567文献标识码A文章编号0517-6611（2014）02-00367-02
Abstract[Objective] To optimize the extracting process of black rice pigment from Vaccinium bracteatum and investigate the stability in application environmental of the pigment. [Method] Factors （solidliquid ration， temperature and extraction time） and stability in acidic， alkaline， room temperature or high temperature storage environment were investigated by single factor experiment design and absorbance test. [Result] The optimal extraction conditions were the ratio of material to solvent 1∶10， the extraction temperature 85 ℃ and the extraction time 90 min. The better stability of black rice pigment of Vaccinium bracteatum were showed when stored in neutral or acidic solution but poor stability stored in alkaline or high temperature environmental solution. [Conclusion] The black rice pigment of Vaccinium bracteatum should be stored in neutral solution under room temperature.
Key wordsBlack rice pigment； Water extraction technology； Stability
近年来，合成色素的非法或超标使用引发了诸多食品或化妆品安全事故。因此，开发研制天然色素，并利用天然色素代替人工合成色素已经成为食品、化妆品行业的发展新趋势[1]。目前，食品中的色素添加中，天然色素所占比例不足20%，因此越来越多的科研工作者研究从天然植物中提取天然色素并研究它们的稳定性[2-4]。南烛又称乌饭树（Vaccinium bracteatum Thunb）为杜鹃花科植物，在我国分布极广[5]。据本草记载乌饭叶应用历史悠久，能够益精气、强筋骨、明目、益肠胃和补骨髓等，并有报道指出乌饭叶具有促进视红素再合成、Vp样机能、改善血液微循环、抗溃疡、抗炎症、抗衰老、止泄、抗菌等多种生理活性[6-7]。乌饭树叶含有花青素、无羁萜、表无羁萜醇、β-谷甾醇、熊果酸、蓝黑色素、异荭草素、对羟基桂皮酸、内消旋肌醇、α-亚麻酸、乌索酸、齐墩果酸、三十一烷和鞣质等多种活性成分[8-9]。迄今为止，国内外关于南烛叶的研究尚未引起足够重视，尚属于未开发的植物资源。研究表明，乌饭色素是水溶性色素[10]，故笔者以水为提取剂，通过单因素试验设计方法对南烛中乌饭色素的提取工艺进行优化，并研究色素不同应用环境的稳定性，以期为南烛的进一步开发利用提供依据。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1研究对象。南烛叶为采自浙江宁波郊区的山上的南烛灌木的枝叶。
1.1.2主要仪器。78HW1数显恒温磁力搅拌器，购自杭州仪表电机有限公司；HH2恒温水浴锅和Agilent 8453E紫外分光光度计，均购自Agilent公司；PHS2C pH计，购自上海雷韵试验仪器制造有限公司。
1.1.3主要试剂。大米，购自杭州联华超市的五常米；NaOH、HCl等均为分析纯，水为娃哈哈纯净水，市售。
1.2方法
1.2.1南烛叶提取方法。将采集3 d以内的新鲜南烛叶用蒸馏水洗净后，用剪刀剪成0.5 cm宽、2.0 cm长的细条。称取一定质量的叶条于已经在水浴锅中预热至设定温度的一定体积的纯净水中，启动搅拌，并安装好冷凝回流装置，搅拌浸出一段时间后过滤，取滤液稀释至一定体积测定吸光度，以吸光度来代表色素的提取得率。
1.2.2单因素考察。（1）提取温度对乌饭成分提取得率的影响。精确称取洗净切好10.000 g乌饭叶，按料液比1∶10（W/V，g/ml，下同）加入蒸馏水，在温度为75、80、85、90、95和100 ℃下提取 90 min，过滤，取续滤液0.1 ml稀释到50 ml的容量瓶中，摇匀，在317 nm波长下测定吸光度，考察温度对提取得率的影响。（2）提取时间对乌饭成分提取得率的影响。精确称取10.000 g乌饭叶，按料液比1∶10（g/ml）加入蒸馏水，在85 ℃下浸提，时间分别为30、60、90、120和150 min，过滤，取续滤液0.1 ml稀释到50 ml的容量瓶中，摇匀，在317 nm波长下测定吸光度，考察时间对提取得率的影响。（3）料液比对乌饭成分提取得率的影响。精确称取10.000 g乌饭叶，在85 ℃下浸提，时间为90 min，按料液比分别为1∶5、1∶8、1∶10、1∶12和1∶15加入蒸馏水，过滤，取续滤液0.1 ml稀释到50 ml的容量瓶中，摇匀，在317nm波长下测定吸光度，考察料液比对提取得率的影响。 1.2.3工艺扩大对提取乌饭成分得率的影响。分别精确称取5.000、10.000、20.000、50.000和100.000 g乌饭叶，在85 ℃，时间为90 min，料液比位1∶10下浸提，取0.1 ml稀释到50 ml的容量瓶中，摇匀，进行测定，考察工艺扩大对提取乌饭成分的影响。
1.2.4乌饭色素成分环境稳定性研究。按照单因素试验中最佳提取工艺条件提取乌饭成分，冷却，分成4份，1份用盐酸调pH至4，1份用NaOH调pH至11，1份在85 ℃下加热，1份在室温下，分别于1、2、3、4和5 h测定其吸光值，观察乌饭成分在不同pH值和不同环境下的稳定性。并将试验溶液与大米共煮，观察煮熟后大米变黑的情况来验证乌饭成分的稳定性。
2结果与分析
2.1单因素考察试验
2.1.1提取温度对乌饭成分提取得率的影响。图1表明，随着温度的增加，乌饭成分的提取得率增加。当温度超过85 ℃时，吸光定，而在高温和碱性条件下稳定性较差，在碱性环境中乌饭效果丧失。乌饭色素不宜在高温和碱性环境中保存。该研究为乌饭色素的开发利用奠定了理论基础。
参考文献
[1] 杜鹃，吴津蓉，石秀花.玫瑰色素的化学成分研究[J].食品研究与开发，2012，33（4）：137-143.
[2] 蓝德均，崔旭梅.大叶红草色素水提取工艺优化及色素环境稳定性研究[J].安徽农业科学，2012，40（26）：13095-13096.
[3] 曾庆祝，陈陆欣，方细绢，等.苋菜红色素提取工艺及稳定性研究[J].广州大学学报：自然科学版，2012，11（4）：25-30.
[4] 方樟彩，徐国华，钱超，等.辣椒红色素制备新工艺研究[J].高校化学工程学报，2012，26（1）：105-111.
[5] 郝娟娟，冯建元，丁雨龙，等.不同种源乌饭树树叶营养成分比较[J].林业科技开发，2010，24（3）：105-107.
[6] 王立，张雪彤，姚惠源.乌饭树树叶及其提取物对视网膜光损伤的保护作用[J].西安交通大学学报：医学版，2006，27（3）：285-287.
[7] 章海燕，王立，张晖.乌饭树树叶不同提取物抑菌作用的初步研究[J].粮食与食品工业，2010，17（1）：34-37.
[8] 张琳，李宝国，付红伟，等.乌饭树叶黄酮苷类成分研究[J].中国药学杂志，2009，44（23）：1773-1776.
[9] 杨晓东，肖珊美，徐友生，等.乌饭树叶挥发油的GC-MS分析[J].生物质化学工程，2008，42（2）：23-26.
[10] 王立，姚惠源.大孔吸附树脂纯化乌饭树树叶黑色素的研究[J].天然产物研究与开发，2006，18（1）：20-24.
关键词乌饭色素；水提工艺；稳定性
中图分类号S567文献标识码A文章编号0517-6611（2014）02-00367-02
Abstract[Objective] To optimize the extracting process of black rice pigment from Vaccinium bracteatum and investigate the stability in application environmental of the pigment. [Method] Factors （solidliquid ration， temperature and extraction time） and stability in acidic， alkaline， room temperature or high temperature storage environment were investigated by single factor experiment design and absorbance test. [Result] The optimal extraction conditions were the ratio of material to solvent 1∶10， the extraction temperature 85 ℃ and the extraction time 90 min. The better stability of black rice pigment of Vaccinium bracteatum were showed when stored in neutral or acidic solution but poor stability stored in alkaline or high temperature environmental solution. [Conclusion] The black rice pigment of Vaccinium bracteatum should be stored in neutral solution under room temperature.
Key wordsBlack rice pigment； Water extraction technology； Stability
近年来，合成色素的非法或超标使用引发了诸多食品或化妆品安全事故。因此，开发研制天然色素，并利用天然色素代替人工合成色素已经成为食品、化妆品行业的发展新趋势[1]。目前，食品中的色素添加中，天然色素所占比例不足20%，因此越来越多的科研工作者研究从天然植物中提取天然色素并研究它们的稳定性[2-4]。南烛又称乌饭树（Vaccinium bracteatum Thunb）为杜鹃花科植物，在我国分布极广[5]。据本草记载乌饭叶应用历史悠久，能够益精气、强筋骨、明目、益肠胃和补骨髓等，并有报道指出乌饭叶具有促进视红素再合成、Vp样机能、改善血液微循环、抗溃疡、抗炎症、抗衰老、止泄、抗菌等多种生理活性[6-7]。乌饭树叶含有花青素、无羁萜、表无羁萜醇、β-谷甾醇、熊果酸、蓝黑色素、异荭草素、对羟基桂皮酸、内消旋肌醇、α-亚麻酸、乌索酸、齐墩果酸、三十一烷和鞣质等多种活性成分[8-9]。迄今为止，国内外关于南烛叶的研究尚未引起足够重视，尚属于未开发的植物资源。研究表明，乌饭色素是水溶性色素[10]，故笔者以水为提取剂，通过单因素试验设计方法对南烛中乌饭色素的提取工艺进行优化，并研究色素不同应用环境的稳定性，以期为南烛的进一步开发利用提供依据。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1研究对象。南烛叶为采自浙江宁波郊区的山上的南烛灌木的枝叶。
1.1.2主要仪器。78HW1数显恒温磁力搅拌器，购自杭州仪表电机有限公司；HH2恒温水浴锅和Agilent 8453E紫外分光光度计，均购自Agilent公司；PHS2C pH计，购自上海雷韵试验仪器制造有限公司。
1.1.3主要试剂。大米，购自杭州联华超市的五常米；NaOH、HCl等均为分析纯，水为娃哈哈纯净水，市售。
1.2方法
1.2.1南烛叶提取方法。将采集3 d以内的新鲜南烛叶用蒸馏水洗净后，用剪刀剪成0.5 cm宽、2.0 cm长的细条。称取一定质量的叶条于已经在水浴锅中预热至设定温度的一定体积的纯净水中，启动搅拌，并安装好冷凝回流装置，搅拌浸出一段时间后过滤，取滤液稀释至一定体积测定吸光度，以吸光度来代表色素的提取得率。
1.2.2单因素考察。（1）提取温度对乌饭成分提取得率的影响。精确称取洗净切好10.000 g乌饭叶，按料液比1∶10（W/V，g/ml，下同）加入蒸馏水，在温度为75、80、85、90、95和100 ℃下提取 90 min，过滤，取续滤液0.1 ml稀释到50 ml的容量瓶中，摇匀，在317 nm波长下测定吸光度，考察温度对提取得率的影响。（2）提取时间对乌饭成分提取得率的影响。精确称取10.000 g乌饭叶，按料液比1∶10（g/ml）加入蒸馏水，在85 ℃下浸提，时间分别为30、60、90、120和150 min，过滤，取续滤液0.1 ml稀释到50 ml的容量瓶中，摇匀，在317 nm波长下测定吸光度，考察时间对提取得率的影响。（3）料液比对乌饭成分提取得率的影响。精确称取10.000 g乌饭叶，在85 ℃下浸提，时间为90 min，按料液比分别为1∶5、1∶8、1∶10、1∶12和1∶15加入蒸馏水，过滤，取续滤液0.1 ml稀释到50 ml的容量瓶中，摇匀，在317nm波长下测定吸光度，考察料液比对提取得率的影响。 1.2.3工艺扩大对提取乌饭成分得率的影响。分别精确称取5.000、10.000、20.000、50.000和100.000 g乌饭叶，在85 ℃，时间为90 min，料液比位1∶10下浸提，取0.1 ml稀释到50 ml的容量瓶中，摇匀，进行测定，考察工艺扩大对提取乌饭成分的影响。
1.2.4乌饭色素成分环境稳定性研究。按照单因素试验中最佳提取工艺条件提取乌饭成分，冷却，分成4份，1份用盐酸调pH至4，1份用NaOH调pH至11，1份在85 ℃下加热，1份在室温下，分别于1、2、3、4和5 h测定其吸光值，观察乌饭成分在不同pH值和不同环境下的稳定性。并将试验溶液与大米共煮，观察煮熟后大米变黑的情况来验证乌饭成分的稳定性。
2结果与分析
2.1单因素考察试验
2.1.1提取温度对乌饭成分提取得率的影响。图1表明，随着温度的增加，乌饭成分的提取得率增加。当温度超过85 ℃时，吸光定，而在高温和碱性条件下稳定性较差，在碱性环境中乌饭效果丧失。乌饭色素不宜在高温和碱性环境中保存。该研究为乌饭色素的开发利用奠定了理论基础。
参考文献
[1] 杜鹃，吴津蓉，石秀花.玫瑰色素的化学成分研究[J].食品研究与开发，2012，33（4）：137-143.
[2] 蓝德均，崔旭梅.大叶红草色素水提取工艺优化及色素环境稳定性研究[J].安徽农业科学，2012，40（26）：13095-13096.
[3] 曾庆祝，陈陆欣，方细绢，等.苋菜红色素提取工艺及稳定性研究[J].广州大学学报：自然科学版，2012，11（4）：25-30.
[4] 方樟彩，徐国华，钱超，等.辣椒红色素制备新工艺研究[J].高校化学工程学报，2012，26（1）：105-111.
[5] 郝娟娟，冯建元，丁雨龙，等.不同种源乌饭树树叶营养成分比较[J].林业科技开发，2010，24（3）：105-107.
[6] 王立，张雪彤，姚惠源.乌饭树树叶及其提取物对视网膜光损伤的保护作用[J].西安交通大学学报：医学版，2006，27（3）：285-287.
[7] 章海燕，王立，张晖.乌饭树树叶不同提取物抑菌作用的初步研究[J].粮食与食品工业，2010，17（1）：34-37.
[8] 张琳，李宝国，付红伟，等.乌饭树叶黄酮苷类成分研究[J].中国药学杂志，2009，44（23）：1773-1776.
[9] 杨晓东，肖珊美，徐友生，等.乌饭树叶挥发油的GC-MS分析[J].生物质化学工程，2008，42（2）：23-26.
[10] 王立，姚惠源.大孔吸附树脂纯化乌饭树树叶黑色素的研究[J].天然产物研究与开发，2006，18（1）：20-24.