红曲米中红曲色素的提取及稳定性研究
近年来，天然色素日渐受到消费者的青睐，特别是具有保健功能的红曲色素代替合成色素应用于食品、化妆品、药品方面已引起了全球的关注［１］。红曲色素具有抑菌、抗突变、调节血压等生物活性，是一种安全无毒的天然色素［２－４］，且红曲色素原材料来源丰富，没有副作用，着色自然［５］。但长期以来由于其价格较贵、色泽暗淡、不能相互调配、生产困难以及稳定性不够［６］等缺点，影响其广泛应用。为了更好地开发利用红曲色素，本研究针对金属离子、常见氧化剂、还原剂等对红曲色素稳定性影响程度，制定合理的分析方案，探讨红曲色素的稳定性条件，为红曲色素的广泛应用和工业化生产、运输、销售提供理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 材料、试剂与仪器
材料：从永州市场购置的红曲米粉，洗净后并干燥，进行粉碎研磨以备用。试剂：无水乙醇，ＨＣｌ，ＮａＯＨ，ＮａＣｌ，ＣｕＣｌ２，ＣａＣｌ２，ＫＣｌ，Ｚｎ，Ｃ，Ａｌ等均为分析纯。仪器：７５２型紫外可见分光光度计 上海菁华科技仪器有限公司；ＰＨＳ－３Ｃ精密酸度计 上海精密仪器仪表有限公司；ＢＳＣ６－ＡＹ２２０电子天平 西化仪（北京）科技有限公司。
１．２ 实验方法
１．２．１ 红曲色素的提取［７］
称取市售红曲米粉约１．０ｇ，装于２５０ｍＬ的锥形瓶中，然后加入８５％ 的乙醇溶液２００ｍＬ，振荡２ｍｉｎ。用低浓度的ＨＣｌ溶液调其ｐＨ 至４左右，再将锥形瓶放置于８０ ℃恒温水浴锅中浸提３０ｍｉｎ，抽滤后定容至５００ｍＬ，即为红曲色素酒精原液，保存备用。
１．２．２ 吸光度测定及色素保存率的计算
据文献［８］红曲色素在４１０ｎｍ处有最大吸收峰，取备用的红曲色素酒精原液，测定起始吸光度，于不同条件处理（金属离子、空气、光照、温度、ｐＨ、氧化剂、还原剂、防腐剂）后，观察溶液的变化，用分光光度计在４１０ｎｍ处测定吸光度，并按下式计算色素保存率。色素保存率：Ａ（％＝ＡＸ／Ａ０×１００％。式中：Ａ０为样品的起始吸光值；ＡＸ为处理后样品吸光值。
２ 实验结果与分析
２．１ 金属离子对红曲色素稳定性的影响
在样品液中添加不同的金属离子（Ｎａ＋，Ｋ＋，Ｃａ２＋，Ｆｅ３＋，Ｃｕ２＋），温室保存，在２４ｈ测定其吸光度并计算色素保存率。
由图１可知，不同的金属离子对红曲色素稳定性有不同的影响。其中Ｃａ２＋，Ｆｅ３＋，Ｃｕ２＋ 对红曲色素稳定性影响较大，Ｎａ＋ 和Ｋ＋ 对其影响较小，且各金属离子的浓度越高，对红曲色素稳定性影响越大，但Ｆｅ３＋的浓度越高吸光度越大，可能是由于Ｆｅ３＋ 溶液本身有颜色，且产生了较多沉淀，结果受到干扰。所以在生产加工过程中要尽量避免有影响的金属离子的引入，包装材料也最好避免有影响的金属材料。
２．２ 空气对红曲色素稳定性的影响
将样品液分别进行暴露和密封保存，每隔２４ｈ测定一次吸光度并计算色素保存率。
由图２可知，密封状态下，红曲色素相对稳定，而暴露于空气中对红曲色素稳定性有一定影响，可能是由于红曲色素成分结构中含有不饱和双键，与空气中的氧发生作用而导致褪色。因此，红曲色素在生产加工、销售运输及储存过程中应采用密封工艺，以延长其保质期。
２．３ 光照对红曲色素稳定的影响
将样品液分别置于室内自然光、室外自然光、避光环境中，每隔２４ｈ测一次吸光度并计算色素保存率。另将两份样品液置于日光和紫外光下（温度３０℃），每间隔２ｈ测一次吸光度并计算保存率。
由图３和图４可知，室内、室外自然光对色素的稳定性产生不良影响，时间越长，色素颜色越浅，避光存放，对色素的稳定性影响较小。而日光照射对红曲色素的稳定性影响非常大，曝晒时间越长，色素保存率越低，曝晒８ｈ其保存率可减至４０％以下。因此，在生产、销售、运输以及贮存过程中，应尽量避免日光照射，同时可以采取一些防护措施，选用深色或不透光材料进行包装。
２．４ 温度对红曲色素稳定性的影响
将样品液置于不同温度（６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０℃）下，在６０ｍｉｎ内每隔１５ｍｉｎ测定一次吸光度并计算保存率。
由图５可知，当温度低于１００℃时，温度的升高以及加热时间的延长，对色素保存率几乎无影响，在温度１００℃时加热６０ｍｉｎ，色素保存率仍在９８％以上，温度大于１００℃时，色素保存率随着温度的升高而降低，且加热时间越长，色素保存率越低，样品液在１２０℃加热６０ｍｉｎ，色素保存率为９１．６％，表明高温下红曲色素热稳定性较好。
２．５ ｐＨ 对红曲色素稳定性的影响
将样品液调至不同的ｐＨ（３，４，５，６，７，８，９，１０），室温避光保存，１２ｈ后测定其吸光度并计算色素保存率。
由图６可知，样品液的ｐＨ 在５～８范围内，其色素保存率在９８％以上，且溶液的颜色未发生明显变化；当ｐＨ＜４时，样品液的颜色发生变化，并产生絮状沉淀，其色素保存率降低至９０％以下；当ｐＨ＞９时，样品液的色素保存率稍微降低，但仍高于９５％，故样品液的色素保存率受ｐＨ 影响不大，但强酸环境下红曲色素的稳定性较差。
２．６ 氧化剂对红曲色素稳定性的影响
在样品液中分别加入定量的氧化剂ＭｎＯ２，Ｈ２Ｏ２，ＫＣｌＯ３，室温避光放置１２ｈ，测定其吸光度并计算色素保存率。
由表１可知，在氧化剂ＭｎＯ２，Ｈ２Ｏ２的影响下，红曲色素的保存率均在９６％以上，两者对红曲色素的稳定性影响较小，但ＫＣｌＯ３对其保存率影响稍大，可能是Ｃｌ－ 的存在干扰红曲色素的稳定性。
２．７ 还原剂对红曲色素稳定性的影响
在样品液中分别加入定量的还原剂Ｚｎ，Ｃ，Ａｌ，室温避光放置１２ｈ，测定其吸光度并计算色素保存率。
由表２可知，红曲色素对还原剂Ｚｎ，Ｃ，Ａｌ的保存率均大于９７％，故红曲色素对还原剂相对稳定。
２．８ 防腐剂对红曲色素的影响
在样品液中分别加入一定量（按照国标ＧＢ ２７６０－２０１１中最大使用量）的防腐剂（山梨酸钾、苯丙酸钠、乳酸钠、丙酸钠），室温避光放置１２ｈ，测定其吸光度并计算色素保存率。
由表３可知，以上四种食品常用防腐剂对样品液中红曲色素保存率影响不明显，均在９７％以上。
３ 结论与讨论
不同的金属离子对红曲色素稳定性有不同的影响，离子浓度越高，其影响程度也越大。Ｃａ２＋，Ｃｕ２＋ 对红曲色素的稳定性影响较大，Ｆｅ３＋ 也可能有影响。本结论与赵文红，赖建平等［９］的实验结果有一些出入，可能是由于本实验中采用的金属离子浓度过高，因为研究中利用４组不同离子浓度的对照实验，发现在金属离子浓度增加的情况下，对红曲色素稳定性的影响显著增大.
空气对红曲色素稳定性影响较大，其产品最好采用真空包装。
红曲色素受室内自然光影响小，但在室外自然光照射下失色严重，应尽量避免直射光照射，最好避光存放。这与黄林等［１０］人研究的结果一致，但红曲色素的光褪色机理尚不明确，因为涉及光的吸收、自由基的产生、色素的分解等复杂过程，其相关研究报道也很少。
高温下红曲色素热稳定性较好，１２０ ℃ 加热６０ｍｉｎ，色价保存率仍为９１．６％。红曲色素受ｐＨ 影响不大，但强酸环境下红曲色素的稳定性较差。
红曲色素对氧化剂、还原剂、防腐剂均稳定，但对氯可能不稳定。
综上，红曲色素的稳定性条件比较好掌握，只要避免各种不稳定因素可广泛应用。另本研究仅针对单一浓度的提取液进行了探讨，不同浓度乙醇溶液提取红曲色素溶液的稳定性仍有待进一步研究。