不同保存方法对红蓝草色素留存和溶出率的影响

马艳碧 李锦良 黄梅华 黄茂康 何全光

摘要：為延长红蓝草的保存时间，本文采用冷藏、冷冻和干燥处理的方法对红蓝草进行保存，比较经保存前后的红蓝草提取液在可见光波长范围内的吸光值和特征波长的变化情况，以及色素在特征波长的吸光值随时间变化的差异，分析不同保存方法对红蓝草色素留存率和溶出效果的影响，从而确定最优的红蓝草保存方法。结果表明，冷藏1周的红草或蓝草提取液吸光曲线最接近于鲜样，而冷冻或干燥后曲线均发生了变化。-36 ℃冷冻或50 ℃干燥后保存的红草红色素在特征吸收波长处的吸光值和溶出速度差别不大，但蓝草紫蓝色素经冷冻或干燥保存后其特征吸光值均下降，冷冻保存下蓝紫色素的流失比干燥保存的流失更少；冷冻和干燥处理均可加快红草和蓝草色素的溶出速度，浸泡后分别在1.5 h和4.5 h色素溶出率接近最大值；综合考虑，红蓝草短期可在4 ℃下贮藏1周，红草在50 ℃下干燥后真空保存能降低保存成本，而蓝草在-36 ℃下冷冻保存效果最好。本研究为五色糯米饭产业化生产中的红蓝草原料的保存提供了参考依据。

关键词：红蓝草；色素；保存方法；留存率；溶出率

中图分类号：TS201.2 文献标志码：A

Effects of Different Preservation Methods on

Peristrophe roxburghiana Pigment Retention and Dissolution Rate

MA Yanbi1，2， LI Jinliang3，  HUANG Meihua1，2， HUANG Maokang1，2，

HE Quanguang1，2

（1Institute of Agro-Products Processing Science and Technology， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning， Guangxi， 530007， China; 2Guangxi Key Laboratory of New Technology of Fruit and Vegetable Storage and Processing， Nanning， Guangxi， 530007， China; 3Agriculture， Forestry and Water Conservancy Comprehensive Service Center of Chengxiang Town， Wuming District， Nanning， Guangxi， 530000， China）

Abstract： To extend preservation period of Peristrophe roxburghiana， methods of cold storage， freezing and drying treatment were taken to preserve P. roxburghiana. The changes of absorbance value and characteristic wavelength of P. roxburghiana extract in the visible wavelength range before and after preservation and the difference of absorbance value of pigment in characteristic wavelength in different time were compared to analyze the effects of different preservation methods on the pigment retention rate and dissolution effect of P. roxburghiana， so as to determine the optimal P. roxburghiana preservation method. The results demonstrated that the spectrum curve of the extract from cold-stored plant was comparable to that of the fresh plant material， and the curve changed after cold storage or drying. The absorbance value and dissolution rate of red pigment of red grass freezing at -36 °C or drying at 50 °C did not differ much in the characteristic absorption wavelength， but the characteristic absorbance value of purple-blue pigment decreased after freezing or drying， and the loss of purple-blue pigment under freezing preservation was less than that of drying storage. Freezing and drying treatment could accelerate the dissolution of P. roxburghiana pigments， and the red and purple-blue pigments dissolution rate were close to the maximum value at about 1.5 h and 4.5 h respectively after soaking. P. roxburghiana can be kept well at 4°C for a week， red grass drying at 50℃ in vacuum is at a lower cost and blue grass are preserved well when freezing at -36℃. This study provides a reference for the preservation of P. roxburghiana， a raw material for industrial production of Zhuang five-color sticky rice.

Keywords： Peristrophe roxburghiana; pigments; preservation method; retention rate; dissolution rate

红蓝草（Peristrophe roxburghiana）为爵床科观音草属植物，又名观音草、山蓝、红丝线，主要分布在我国云南、广东、广西等地[1]。红蓝草中含有两种天然色素——紫蓝色素和红色素，可作为染料。区分红蓝草所含的色素主要看叶子是否带毛，叶子带毛的主要含红色素，不带毛的主要含紫蓝色素，用其茎叶熬制的汁液浸泡糯米可以分别得到红色或紫色两种糯米饭。广西壮族人民每逢佳节便会以红蓝草汁液染制广西人民尤爱的传统风味小吃——五色糯米饭，故广西的三月三也有“五彩三月三”之称。红蓝草中的色素可作为“五色糯米饭”的天然染料，在食品着色方面具有極大的应用前景。不仅如此，红蓝草具有清热解毒、散瘀消肿、清肺热、止咳等功效，全草可入药[1]。红蓝草除含天然色素外，还有生物碱类、黄酮类、萜类、甾体及苷类、苯丙素和挥发油等多种化合物，具有降血压、保肝护肝、止咳、镇咳、祛痰、抗氧化、防治心血管疾病等作用，在医药、保健以及食品染料中应用广泛[2]，因此对其功能食品开发及临床研究具有重要意义。目前，研究者对红蓝草中的营养成分[2]、化学成分和药理作用[3]展开了深入研究，对其活性成分[4，5，6]和色素的提取[7，8，9]、影响色素稳定性的因素[10，11，12]的研究也不少，但对于红蓝草的保存方法却鲜少报道。

本实验采用冷冻或干燥处理的方法对红蓝草进行保存，比较经处理保存前后的红蓝草原料提取液吸收波长的变化和色素溶出速度的差异，选出最优的红蓝草保存方法，以期为红蓝草在五色糯米饭等加工产品的工业化生产及植物染料在医药、保健和食品领域的的开发应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料

新鲜红蓝草（叶子带毛和叶子不带毛2种，为更好区分，叶子带毛简称红草，叶子不带毛简称蓝草），于2022年4月采自广西武鸣。

1.1.2 实验设备

UV-1800PC紫外/可见分光光度计（上海美析仪器有限公司）；BSA124S电子天平〔赛多利斯科学仪器（北京）有限公司〕；WGLL-230BE电热鼓风干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）；3-18KS高速冷冻离心机（长沙高新技术产业开发区湘仪离心机仪器有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 样品的预处理及保存方法

鲜样采集回实验室后，剔除杂草及腐烂不完整的枝叶，清洗干净，晾干表面水分，对红蓝草鲜样进行4种不同保存条件的处理，即分别将样品置于保鲜袋中4 ℃冷藏2周、-36 ℃冷冻2个月和在50 ℃和80 ℃条件下干燥至水分含量8%以下后抽真空，并置于室内阴凉处保存2个月。

1.2.2 样品水分含量的测定

根据《GB5009.3-2016 食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法[13]测定鲜样杆叶的水分含量。

1.2.3 不同保存方法原料提取液吸收波长的测定

取上述置于4 ℃冷藏1周（冷藏超过1周的植株叶片开始逐渐腐烂）、-36 ℃冷冻保存2个月和在50 ℃、80℃条件下干燥后真空保存2个月的红草和蓝草，冷冻保存称取10 g湿样，干燥保存称取相当于10 g湿样的干样于100 mL水中，煮沸30 min后，冷却定容至100 mL，静置过滤，取2 mL滤液在波长为340～900 nm范围内进行光谱扫描，并和鲜样对比吸收波长有无明显变化。

1.2.4 不同保存方法色素溶出速度的测定

将4 ℃冷藏（1周）、-36 ℃冷冻（1周）、50 ℃干燥（1周）、80 ℃干燥（1周）保存后的各样品在同一条件下浸提，即取上述不同方法保存的样品，冷冻保存称取10 g湿样，干燥保存称取相当于10 g湿样的干样于100 mL水中，搅拌后定时取水样过滤测定吸光值，结合文献以及上一步的分析结果，选择在490 nm波长处、580 nm波长处测定红草、蓝草的吸光值。

2 结果与分析

2.1 水分含量

为确定样品杆叶配比以及保存条件的选择，将红草和蓝草的杆叶分离后进行水分含量的测定。经计算得出：红草杆的水分含量为64.88%，叶为68.80%；蓝草杆的水分含量为74.48%，叶的水分含量为76.33%（表1）。由于叶杆水分差异不大，但考虑到在传统技艺中是叶杆一起熬制染液[14]，叶杆的重量比例约为1∶2，故在后续实验中按照叶杆1∶2的重量比配置样品。

2.2 不同保存方法下原料提取液吸收波长的比较

通过比较经保存前后的红蓝草提取液在可见光波长范围内的吸光值和特征波长的变化情况，可用于判断经处理后的样品与鲜样中的色素成分是否存在差别，从而选出该样品的最优保存方法。

由图1可知，在340～900 nm波长范围内，不同方法下保存的红草提取液均没有出现新的吸收峰，在特征吸收波长490 nm处的吸光值比较接近。在4 ℃冷藏1周的红草提取液曲线和鲜样曲线最为接近，340～552 nm部分的曲线几乎重合，550～900 nm部分冷藏的红草提取液吸光值略有增加。热风干燥和冷冻后长期保存的红草提取液，550～900 nm和390～530 nm部分吸光值明显上升，同时417 nm处的吸收峰值提高，总体来看，冷冻保存的红草提取液吸光值上升较小，80 ℃干燥的吸光值提升最大。因此，红草在经过长期保存后虽然没有新的吸收峰产生，特征吸收峰变化不大，但有部分曲线的吸光值明显提高，短期1周可采用4 ℃冷藏保存，此时曲线和鲜样最为接近。由于冷藏超过1周后叶片开始腐烂，因此长期保存需要采用冷冻或者干燥的方法，从长期保存的曲线来看，冷冻保存优于50 ℃干燥，而80 ℃干燥效果最差。

根据蒋红芝等[12]对红蓝草紫蓝色素稳定性的研究可知紫蓝色素稀释液最大吸收波长为580 nm，结合图2，蓝草在340～900 nm波长范围内出现2个波峰，经保存后的蓝草，和鲜样相比，吸收波长的曲线趋势并没有发生明显变化。蓝草经过贮藏后，特征吸收波长580 nm的吸光度值下降，4 ℃冷藏蓝草提取液吸光值最接近鲜样，长期冷冻保存的样品吸光度值下降较多，50 ℃干燥处理吸光度值略低于冷冻保存，80 ℃干燥处理的样品提取液特征吸光值最低。此外，经过热风干燥处理后400 nm处的吸收峰明显提高，且80 ℃干燥的样品峰值高于50 ℃干燥的样品。可见，鲜样经冷藏、冷冻或干燥后，蓝草中的紫蓝色素会减少，使其特征吸光度下降。结合吸光度的下降变化，可知蓝草宜现采现用[15]，短期1周冷藏可放于4 ℃， 长期保存先采用冷冻保存，如干燥后保存，干燥时温度不宜过高。

2.3 不同保存方法下红蓝草色素溶出速度的比较

通过测定不同样品的色素特征吸光值随浸出时间的变化来比较其色素溶出速度，在同一时间点，吸光值越高，红蓝草色素溶出速度越快。由图3和图4可知，经不同方法保存的红蓝草浸提时间越长，吸光值越高，色素溶出越多。4种不同保存方法的红草与蓝草在浸提0 h和浸提24 h时的吸光度差别不大，而在浸提0.5 h、21.5 h、4.5 h时的吸光度存在明显差异，其中1.5 h时尤为明显。

由图3可知，浸提1.5 h，-36 ℃下冷冻的红草浸提液吸光值最大，经50 ℃和80 ℃干燥后的红草的吸光值次之，4 ℃下冷藏的红草的吸光值最小；浸提时间达到4.5 h，经50 ℃和80 ℃干燥的红草其浸提液的吸光值接近，且大于冷藏和冷冻的吸光值，浸提达到24 h时，4种不同处理方法的红草吸光值差异不大。在其他条件不变的情况下，色素浸提时间的延长有助于色素溶出，红草经冷冻后色素溶出在浸提1.5 h时达到最大值，而经干燥后红草红色素随浸提时间的延长，溶出越多，在4.5 h后，色素溶出趋于稳定。

由图4可知，浸提0.5 h，-36 ℃下冷冻的蓝草浸提液吸光值最大，4 ℃下冷藏的蓝草的吸光值最小，经50 ℃和80 ℃干燥后的蓝草吸光值差别不大；浸提达到4.5 h，冷藏和干燥后的蓝草吸光值接近，但比冷冻蓝草的吸光值低；浸提达到24 h，4种不同处理的蓝草吸光值相同，说明冷藏的蓝草色素溶出速度最慢，冷冻处理后的蓝草色素溶出速度最快，干燥处理溶出速度介于两者之间。

3 结论与讨论

本实验采用冷冻或干燥处理的方法对红蓝草进行保存，分析其对色素留存率的影响。实验发现红蓝草在4种不同处理的条件下均能保存一定时间，保存后浸提液的扫描光谱会发生变化，其中在特征吸收波长处，经冷冻或干燥保存的红草红色素吸光值和鲜样相比差异不大，而冷冻或干燥保存会导致蓝草紫蓝色素吸光值下降。结合何语静[16]在研究4种天然色素的光敏性和热敏性中提到环境中的温度和光照会对天然色素产生影响，造成色素保存率降低，而蒋红芝等[12]发现红蓝草红色素、紫色素溶液的吸光值受溫度和光照的影响不大的研究结果分析，实验中红蓝草紫蓝色素留存率下降的原因可能是色素未经过纯化，随着干燥的进行，红蓝草的水分流失，相关酶的活性下降，但未完全失活，因此在储藏过程中有部分色素分解，而低温下虽能抑制酶对色素的分解作用但亦未能使酶完全失活。除此之外，空气中的氧气、微生物等因素也有可能会促使色素降解。

本实验通过比较红蓝草的色素溶出速度发现，红草经冷冻后特征吸光值在浸提1.5 h时接近到最大值，而干燥的红草浸提时间需要4.5 h以上，色素溶出才趋于稳定；经冷冻后的蓝草色素的溶出速度也优于其他3种处理方法，随着时间延长，吸光值增大，4.5 h的浸提即可使色素溶出率接近最大值，说明冷冻均利于红草和蓝草色素的溶出，而张莉[17]的研究也证实了茶叶经冷冻处理后，冷水浸泡下的茶叶中的茶多酚等物质的溶出速度要明显快于未经冷冻处理的茶叶，且-40 ℃冷冻的茶叶中茶多酚的溶出速度快于-18 ℃冷冻的茶叶。姚路畅[18]通过透射电子显微镜观察未经冷冻处理和经       -15 ℃到-32 ℃冷冻处理的“霞多丽”葡萄果皮内细胞物质的变化后发现，冷冻处理会导致葡萄果皮中的细胞变形，细胞壁断裂，细胞结构遭到破坏，从而使果皮中的物质外泄溶出，且随着温度的降低，破坏程度越严重。由此推测，红蓝草经冷冻处理后浸提，红蓝草中的细胞也可能会逐渐变形、破坏，导致细胞内的物质易渗出，从而使色素溶出速度加快。

综上所述，这3种保存方法中，短期保存以4 ℃冷藏1周为宜，提取液光谱曲线和鲜样最为接近，长期保存可使用冷冻或干燥后真空保存，红草在50 ℃条件下干燥后真空保存效果最好，此方法简单易行并降低了保存成本；而蓝草在-36 ℃下冷冻保存效果最好，操作简单但成本较高，经过冷冻或干燥处理后均可以加快色素的溶出。红草和蓝草的原料保存特性存在明显差异，尤其需要探索更便捷和低成本的蓝草保存方法，同时结合有效成分分析及功能活性物质研究，以提高红蓝草的开发利用价值。

本试验为红蓝草的保存提供了一定的方向，也为“壮族五色糯米饭”的周年连续化工业生产提供了理论研究基础。

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责任编辑：李菊馨

基金项目：广西农业科学院项目（2021YT110，桂农科盟202315）。

第一作者：马艳碧（1999—），助理工程师，主要从事药食同源及民族特色食品开发利用技术等研究工作，E-mail：1253725911@qq.com。

收稿日期：2023-08-02