玫瑰花红色素提取及稳定性研究

陈元超

（重庆鼎润医疗器械有限责任公司，重庆 401329）

1 概述

玫瑰花红色素是一种提取工艺简单、颜色鲜艳、性质稳定、价廉易得、来源充足的天然色素，可用于食品、有色糖果、果汁饮料、茶饮料及酒类。随着科技的发展和生活水平的提高，玫瑰花红色素以其安全、健康的特点，受到了越来越多的欢迎，需求量也逐年上升，拉动价格逐年上升，各国竟相开发生产，因此本文对玫瑰花红色素的提取及其理化性质进行了初步研究。

2 材料和仪器

2.1 材料

新鲜红玫瑰花瓣

2.2 试剂

蒸馏水、10%柠檬酸、95%乙醇、甲醇、丙酮、正丁醇、乙醚、氯仿、石油醚、葡萄糖、蔗糖、淀粉、食盐、碳酸氢钠、HCl、NaOH、H2O2、Na2S2O3、KCl、CaCl2、MgCl2、AlCl3、NaCl、BaCl2、CuCl2、FeCl3、ZnCl2等，均为分析纯。

2.3 仪器

AUY-120分析天平、SHB-III 型循环水式多用真空泵、R-210旋转蒸发仪、202-3电热恒温干燥箱、UV-1700紫外可见分光光度计、数显酸度计、数显式电热恒温水浴锅。

3 实验方法

3.1 玫瑰花红色素的提取

3.1.1 提取剂的选择

称取等量的9份新鲜玫瑰花瓣，分别加入等体积的蒸馏水、10%柠檬酸、95%乙醇、甲醇、丙酮、正丁醇、乙醚、氯仿、石油醚溶解，浸提40min。观察色素的提取效果，选择合适的提取剂。

3.1.2 提取方法

取新鲜玫瑰花瓣10g，捣碎后加10倍重量的10%柠檬酸溶液，分两次浸提2h，抽滤去除滤渣后，得玫瑰花色素液。提取液在1.30～1.40kPa 减压蒸馏，得深红色浸膏。用少量10%柠檬酸溶液溶解深红色浸膏，再分别用石油醚、氯仿萃取，以除去脂溶性物质。40℃恒温干燥2h，得紫红色粉末。如图1所示。

图1 提取工艺流程

3.2 玫瑰花红色素的紫外吸收光谱特征

取色素提取液，按提取液与水为1 ∶20的比例配制成溶液，定容于100mL 容量瓶中进行实验。用紫外可见分光光度计于450～600nm 对色素水溶液进行吸光度测定，以确定其λmax（最大吸收波长）。

3.3 玫瑰花红色素稳定性研究

3.3.1 pH对玫瑰花红色素稳定性的影响

配制色素含量相同的待测溶液若干份，每份2mL，以0.1mol/L HCl 和0.1M NaOH 溶液将待测溶液pH 调至1～13，摇匀，pH 计测定同时定容到25mL，室温下静置1h，观察颜色变化，并在λmax 处分别测A值。

3.3.2 氧化剂、还原剂对玫瑰花红色素稳定性的影响

取等浓度的色素溶液，分别加入不同体积的氧化剂H2O2（不超过H2O2在一般食品中的最大安全使用量2.0%前提下）和还原剂Na2S2O3（不超过Na2S2O3在一般食品中的最大安全使用量0.05%前提下），摇匀，室温静置20min，观察颜色变化，并在λmax 处测A值。

3.3.3 金属离子对玫瑰花红色素稳定性的影响

取等浓度的色素溶液，分别加入2mL 0.1mol/L 的K+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Na+、Ba2+、Cu2+、Fe3+、Zn2+、Pb2+、Sn4+，调 节pH=3，摇匀静置24h，观察颜色变化，并在λmax 处测A值。

4 结果与讨论

4.1 提取剂的选择

称取相同量的玫瑰花瓣分别加入等体积的提取剂，选择合适的提取剂。由表1可以看出，该色素不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂，微溶于水和醇类等极性溶剂，易溶于酸性溶液，原因是玫瑰花红色素属花青素类，为水溶性色素。对这类色素一般选择酸化的醇溶性水溶液为萃取剂，实验发现10%柠檬酸溶液对该色素也有相当好的萃取能力，而成本却比醇溶性水溶液低，所以可以把它选择为该玫瑰花的提取剂。

表1 玫瑰花在不同溶剂中的溶解性

4.2 玫瑰花红色素的吸收光谱图

由图2可以看出，在该波长范围内玫瑰花红色素的吸光值随着吸收波长的增大而逐渐增加，在可见光波长为520nm 处有最大吸收峰，超过此波长，色素的吸光值逐渐减小，因此实验取 520nm 作为测定吸光度的波长。

图2 玫瑰花红色素的紫外吸收光谱

4.3 玫瑰花红色素的稳定性

4.3.1 pH对玫瑰花红色素稳定性的影响

用0.1mol/L HCl 和0.1mol/L NaOH 溶液将色素溶液pH 调至1～13，观察颜色变化，并在波长520nm 处测A值，结果如表2所示。

表2 不同pH下色素在520nm处的吸光度

由表2可以看出，色素溶液随pH 的不同，其颜色会发生不同的变化。其吸光值也随着pH 的增加而逐渐升高。色素在pH 为2～7时，吸光值变化不大，在pH=7以上，吸光值变化较大，而且发生变色。色素在不同的pH 的条件下，色素分子中的色原烯发生变化，从而显示出不同的颜色，且在低pH 时颜色鲜艳，更接近于自然色，所以不宜在碱性条件下提取或保存，同时也说明玫瑰花红色素pH 适用范围宽，可以用不同pH 调节成不同色泽使用，适用于作酸性食品的玫瑰红颜色的添加剂使用。

4.3.2 氧化剂、还原剂对玫瑰花红色素稳定性的影响

配制等浓度的色素溶液，分别加入不同体积的H2O2和Na2S2O3溶液，摇匀静置20min，在波长520nm 处测A值，结果如表3所示。

（用量/ml）

表3 氧化还原剂用量对色素稳定性的影响

由表3可知，随着氧化剂H2O2剂量的增加，色素溶液的吸光值略有下降，但颜色变化不明显；当还原剂Na2S2O3添加量增加时，色素的吸光度减小，颜色变暗。主要是因为氧化剂和还原剂对该色素有不同程度的影响，使其产生了不同程度的分解，说明玫瑰花红色素对氧化剂有一定的耐受性，而耐还原性较差。

4.3.3 金属离子对玫瑰花红色素稳定性的影响

取等浓度的色素溶液，分别加入一定量的金属离子，摇匀静置24h，在波长520nm 处测定A值，其结果如表4所示。

表4 金属离子对色素稳定性影响

由表4 可知加入K+、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Na+色素吸光值变化不大，Al3+、Cu2+使溶液颜色变棕色，Fe3+有增色作用，使溶液颜色变黑，Sn4+使溶液产生沉淀。不同金属离子对玫瑰花红色素的影响不同，主要是因为金属离子和该色素中的一些发色基团络合的缘故，由络合物的结构导致增色或者褪色。因此，在玫瑰花红色素生产和应用中应避免与铁器接触。

5 结论

玫瑰花红色素既溶于水也溶于醇，是水溶性色素，属花青素类，但单纯用水和乙醇很难提取，用柠檬酸水溶液提取效果较好。该色素在可见光内最大吸收波长为520nm。

玫瑰花红色素在碱性条件下不稳定，在酸性条件下较稳定，所以更适用于酸性饮料的应用。该色素对氧化剂有一定的耐受性，耐还原性较差，应进一步研究如何提高它的稳定性，以提高色素的开发利用价值。K+、Ca2+、Mg2+、Na+、Ba2+、Zn2+对色素的稳定性无不良影响，Al3+、Cu2+、Fe3+、Pb2+、Sn4+对色素有一定影响，在提取和保存过程中应避免使用铁器。该色素上述各项良好稳定性实验结果，为其开发和广泛应用，提供了有利的条件和参考依据。