鸡骨草色素的超声提取及稳定性研究
色素分为天然色素和人工合成色素，广泛用于食品、医药、化妆品等轻工业领域。大量生物学、营养学和医学研究报告指出，天然色素具有营养功能和生理保健功能，而合成色素大多为焦油染料，本身无任何营养价值，此外，对人体还有害，甚至有致癌的危险［１］。随着人们生活水平的不断提高、食品工业的不断发展，安全绿色的天然色素越来越受到人们的喜爱和追求。但是天然色素的稳定性差，为保持其生理活性，天然色素的提取一般应使用较为温和的工艺条件。随着科学技术日新月异的发展，天然色素的提取工艺也在快速更新，呈现以普通提取方法为辅，以节能高效环保的高新提取技术为主要趋势的发展方向［２］。
鸡骨草豆科植物广州相思子Ａｂｒｕｓ ｃａｎｔｏｎｉｅｎｓｉｓＨａｎｃｅ的干燥全株。全年均可采挖，除去泥沙，干燥。常见于中国华南地区，具清热利湿、益胃健脾的功能。鸡骨草可在春夏潮湿季节用鸡骨草煲汤作食疗，清热解毒，舒肝止痛；广泛用于湿热黄疸，有胁肋不适，胃脘胀痛，乳痈肿痛［３］。鸡骨草中含有大量色素，有关鸡骨草色素超声波提取及稳定性的研究尚鲜见报道，本实验对鸡骨草色素的提取和稳定性进行了系统的研究，旨在为其开发利用提供实验依据。
１ 仪器与试剂
１．１ 仪器
ＫＱ５２００ＤＢ型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司），７２２Ｎ可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）、电子分析天平ＦＡ１１０４（上海天平仪器厂）、电热恒温鼓风干燥箱（上海及精密实验设备有限公司）、植物粉碎机ＦＺ１０２（上海锐丰仪器仪表有限公司）、电热式恒温水浴锅ＨＨＳ－２１－４（江苏金坛宏凯仪器厂）、ＳＨＢ－ＩＩＩ循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）。
１．２ 试剂
鸡骨草（产自湖南，产品批号：１０１２０１）；盐酸；氢氧化钠；苯甲酸钠；柠檬酸；醋酸；蔗糖；葡萄糖；淀粉；过氧化氢；亚硫酸钠；氯化钾；氯化钠；氯化镁；氯化铝；氯化铁；氯化铜；氯化锌；氯化钙；无水乙醇等均为国产分析纯。
２ 方法
２．１ 工艺流程
将鸡骨草干燥、粉碎，称取０．５ｇ，按照料液比加入乙醇溶剂，在一定温度下超声提取、抽滤，将滤液定容至５０ｍＬ，配置成待测液。
２．２ 鸡骨草色素的吸收光谱
称取０．５ｇ鸡骨草，加入２５ｍＬ ９５％乙醇，在超声功率２００Ｗ超声时间２０ｍｉｎ下室温提取，过滤定容至５０ｍＬ，用紫外可见分光光度计测定其在２００～５００ｎｍ范围内的吸收曲线，确定最大吸收光谱。
２．３ 正交试验设计
经预实验发现，对鸡骨草色素的提取有影响的主要因素有料液比、超声时间、超声温度、超声功率和乙醇浓度。因此采用Ｌ９（３４）正交试验表进行正交实验设计，因素水平见表２，并以色素的吸光度为评价指标。计算得到最佳工艺条件，并在此条件下重复实验５次。
２．４ 稳定性试验［４，５］
２．４．１ 鸡骨草色素原液的配制
称取５ｇ鸡骨草，按上述最佳提取条件进行提取、过滤，配置成５００ｍＬ的鸡骨草色素原液。
２．４．２ ｐＨ值对鸡骨草色素稳定性的影响
将鸡骨草色素配制成不同ｐＨ值的溶液，测定溶液吸光度，考察鸡骨草色素在不同ｐＨ溶液中的稳定性。
２．４．３ 热对鸡骨草色素稳定性的影响
将相同浓度的鸡骨草色素原液分别置于４、２０、４０、６０、８０、１００℃水浴中加热，测定溶液吸光度，考察热对鸡骨草色素稳定性的影响。
２．４．４ 食品添加剂对鸡骨草色素稳定性的影响
各取５ｍＬ鸡骨草色素原液于７支试管中，分别加入５ｍＬ水（对照液）、３％苯甲酸钠、３％柠檬酸、３％醋酸、３％蔗糖、３％葡萄糖、３％可溶性淀粉、３％食盐等食品添加剂，振荡，放置３０ｍｉｎ。测定溶液吸光度，考察食品添加剂对鸡骨草色素稳定性的影响。
２．４．５ 氧化剂与还原剂对鸡骨草色素稳定性的影响
取鸡骨草色素溶液各５ｍＬ置１２支试管中，分别加入（质量浓度，以下同）３％双氧水和３％亚硫酸钠０、２、４、６、８、１０滴，振荡，放置３０ｍｉｎ，测定溶液吸光度，考察氧化剂与还原剂对鸡骨草色素稳定性的影响。
２．４．６ 金属离子对鸡骨草色素的影响
取５ｍＬ色素溶液，分别加入等体积１ｍｏｌ／Ｌ离子溶液，对照中加等量水，振荡，放置３０ｍｉｎ，测定溶液吸光度，考察金属离子对鸡骨草色素稳定性的影响。
２．４．７ 光照对鸡骨草色素稳定性的影响
将相同浓度的鸡骨草色素原液分别于自然光、灯光和避光下放置不同时间，测定溶液吸光度，考察光照对鸡骨草色素稳定性的影响。
３ 结果与分析
３．１ 鸡骨草色素的光谱特征
经光谱扫描确定鸡骨草色素溶液的最大吸收波长为３３０ｎｍ（见表１）。
３．２ 鸡骨草色素提取条件的优化
由表３和表４可知，影响鸡骨草色素提取的因素重要性依次为Ａ﹥Ｂ﹥Ｄ﹥Ｃ，方差分析表明，料液比在超声提取鸡骨草色素中有显著意义。因此，鸡骨草色素提取的最佳条件Ａ２Ｂ２Ｃ２Ｄ１，即料液比为１∶５０，超声时间为３０ｍｉｎ，提取温度为７０℃，超声功率为１４０Ｗ。
３．３ 验证试验
按最佳提取条件进行提取，鸡骨草色素的吸光度为１．４３７，ＲＳＤ为０．１８％，并且高于５号试验，考虑到实际最佳条件Ａ２Ｂ２Ｃ２Ｄ１高于正交试验中的理论条件（即５号试验），因此我们认为正交试验得出的结果是可靠的且工艺稳定可行（见表５）。
３．４ 稳定性研究
３．４．１ ｐＨ值对鸡骨草色素稳定性的影响
由表６可以看出，在１≤ｐＨ≤５内，其吸光度变化不大；在７≤ｐＨ≤１３内其吸光度有轻微变化，说明在此ｐＨ区间鸡骨草色素是不稳定的。
３．４．２ 温度对鸡骨草色素稳定性的影响
由表７可知，温度低于６０℃时鸡骨草色素比较稳定，加热４ｈ内吸光度变化不大，６０℃时加热４ｈ以内鸡骨草色素也基本是稳定的；但是在温度８０℃以上加热时随时间延长吸光度迅速上升，表明鸡骨草色素发生了结构的变化。
３．４．３ 食品添加剂对鸡骨草色素稳定性的影响
由表８可知，除淀粉以外，其他食品添加剂对鸡骨草色素的影响不大，说明食品添加剂对鸡骨草色素是稳定的。
３．４．４ 氧化剂与还原剂对鸡骨草色素稳定性的影响
由表９可知，３％双氧水对鸡骨草色素稳定性的无影响；３％亚硫酸钠对鸡骨草色素的稳定性有轻微变化，说明氧化剂对鸡骨草色素的稳定性无影响，但还原剂对鸡骨草色素的稳定性有轻微变化。
３．４．５ 金属离子对鸡骨草色素稳定性的影响
由表１０可知，Ｋ＋、Ｎａ＋、Ｍｇ２＋、Ｇａ２＋等对色素稳定性无明显影响，而Ｚｎ２＋、Ｂａ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃｕ２＋则影响较大。因此，在使用和加工过程中应避免与铁制、铜制等容器接触。
３．４．６ 光照对鸡骨草色素稳定性的影响
由表１１可知，光照对鸡骨草色素稳定性无明显影响。
４ 结论
超声波辅助提取鸡骨草色素是一种简单、方便的提取方法。本文以５０％乙醇为提取剂，对鸡骨草色素的提取工艺进行研究，得到最佳提取工艺：料液比为１∶５０，超声时间为３０ｍｉｎ，提取温度为７０℃，超声功率为１４０Ｗ，提取剂为５０％乙醇。提取的色素外观呈淡黄色溶液，该色素为脂溶性色素。鸡骨草色素对食品添加剂的稳定性良好，在酸性条件和低温环境下稳定，并有较好的耐光性和抗氧化性，但是对部分金属离子不稳定和抗还原性较差。因此，在提取、使用及存放过程中应考虑到鸡骨草色素的热不稳定性、金属离子不稳定性和抗还原性弱的特点，应尽量避免与金属离子接触。以超声辅助提取鸡骨草色素，操作简单、时间快，以鸡骨草为原料提取色素，成本低廉、原料丰富，为鸡骨草色素在食品和医药领域的进一步应用奠定了基础，前景比较广阔。