北冬虫夏草色素的提取与稳定性

2010-09-12左银虎赵怡红

食品研究与开发 2010年9期

关键词：冬虫夏草虫草色素

左银虎，赵怡红

（常州工程职业技术学院制药系，江苏常州213164）

北冬虫夏草色素的提取与稳定性

左银虎，赵怡红

（常州工程职业技术学院制药系，江苏常州213164）

研究北冬虫夏草色素提取方法及色素的理化性质，结果表明，北冬虫夏草色素易溶于80%乙醇溶剂，最大吸收波长 448 nm，碱性条件有较强的增色作用。对热、光、氧化还原剂、Zn2+、Ca2+、Cu2+、Mg2+稳定，Fe3+、Al3+可使其褪色。

北冬虫夏草；色素；提取；稳定性

Abstract:The conditions for pigment extraction in the Cordyceps militaris were studied,and the factors on the stability of the pigment were tested.The result reveals that 80%alcohol is a suitable extraction solvent.The maximum absorption wavelength of this pigmen is 448 nm.Basic conditions can enhance it colour.The pigment is stable for temperature,light,redox reagents and Zn2+,Ca2+,Cu2+,Mg2+.It fades with Fe3+,Al3+.Conditions.

Key words：Cordyceps militaris；pigment;extraction;stability

天然色素主要存在于动植物及部分微生物中。从化学结构可分为卟林类、异戊二烯衍生物、多酚类等。北冬虫夏草又名蛹虫草[C.militarisc(L).Link]，属子囊菌亚门、核菌纲、球壳目、麦角菌科、虫草属。对抗肿瘤、降血脂、增强免疫力等方面都有强功效[1]。采用固体发酵人工培养的北冬虫夏草子实体具有金黄的色泽，是其重要的生理功效成分之一[2]。目前已开发出了多种虫草药品及保健食品[3],在加工过程中经常涉及其色素的变化，加工工艺决定了产品的色泽、外观，加工中温度、酸碱、氧化还原剂都可能使虫草产品失去原有的色泽，退色或褐变。对虫草色素的研究鲜见报道。文章旨在考察虫草色素的性质及稳定性，为北冬虫夏草的加工提供有益的参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂、仪器

1.1.1 材料

来自常州工程职业技术学院应化系生物技术实验室固体发酵培养的虫草子实体。

1.1.2 试剂

无水乙醇、甲醇、乙醚、乙酸乙酯、抗坏血酸、双氧水、FeCl3、FeSO4、KCl、ZnSO4、CaCl2、CuSO4、AlCl3、MgCl2等均为分析纯。

1.1.3 仪器

754型紫外可见分光光度计：上海菁华科技仪器有限公司；pHS-2C精密酸度计：上海精密科学仪器有限公司；分析天平；水浴锅；超声振荡器。

1.2 方法

利用浸提法提取北冬虫夏草天然植物色素,流程为：虫草原料→清洗→干燥→粉碎→溶剂浸提→过滤→色素溶液。

1.2.1 色素提取剂的选择

称取0.5g粉碎的北冬虫夏草干粉,分别置于250mL具塞锥形瓶中，加入50 mL不同极性的溶剂中（水、30%乙醇、50%乙醇、80%乙醇、甲醇、乙醚、乙酸乙酯）,于室温下超声振荡提取40 min,观察提取液颜色，在波长448 nm处测定吸光度。

1.2.2 绘制吸收光谱

取上述提取液经适当稀释后用0.5 cm吸收池，蒸馏水为参比，于380 nm～700 nm波长范围内进行扫描测定吸光度，绘制吸收光谱。

1.2.3 pH值对色素稳定性的影响

取5mL色素提取液加水稀释至20mL，用0.2mol/L HCl溶液和0.2 mol/LNaOH溶液调节酸碱度,用酸度计测定pH值(或用精密pH试纸测定pH值)定容至25 mL,在448 nm波长测量溶液吸光度。

1.2.4 温度对色素稳定性的影响

取色素提取液稀释后分别于不同温度的恒温水浴中加热30 min,然后冷却到室温测定其吸光度。

1.2.5 光照对色素稳定性的影响

取色素提取液10 mL于25 mL比色管中,在日光下照射一定时间后用蒸馏水稀释到刻度，观察颜色变化，在448 nm波长处测其吸光度。

1.2.6 氧化还原剂对色素的影响

各取5 mL 5%的色素溶液,分别加入不同量的H2O2或抗坏血酸溶液,稀释至一定体积，放置15 min后在448 nm波长处测定其吸光度。

1.2.7 金属离子对色素稳定性的影响

取色素提取溶液稀释后,分别加入浓度为0.4%的Fe2+、Fe3+、K+、Zn2+、Ca2+、Cu2+、Al3+、Mg2+等金属离子，以蒸馏水为参比,在448 nm波长处测其吸光度。

2 结果与讨论

2.1 色素的提取

通过不同提取剂下的提取效果比较，结果显示见表1。

不同极性的提取剂效果差异很大，虫草色素不溶于乙醚、乙酸乙酯等非极性溶剂,易溶于甲醇、乙醇、水等极性溶剂。比较3种极性溶剂的提取效果，水的吸光度最大，但是出现浑浊,表明在提取色素的同时连同蛋白质、糖类等水溶性大分子一起提出。甲醇乙醇的提取效果比较后选择80%乙醇作为提取剂。

2.2 虫草色素的吸收光谱

取适量的虫草色素稀释液在波长380 nm～700 nm范围内进行扫描测定吸光度,其吸收光谱曲线如图1所示。

表1 浸提溶剂对色素的提取效果Table 1 Effects of different extractants on extraction of pigment

图1 虫草色素吸收光谱Fig.1 Ultraviolet spectra of pigment in Cordyceps militaris

由图1可见虫草色素最大吸收峰的波长为448nm。与其所表现的黄色呈互补关系。

2.3 光照对色素的影响

随着光照时间的增加,色素吸光度稍有下降的趋势见图2。

图2 光照对色素的影响Fig.2 Effect of light on stability of pigment in Cordyceps militaris

10 h以内色素颜色变化不明显,说明色素在短时光照条件下较为稳定。

2.4 温度对色素的影响

在50℃～100℃的恒温水浴中加热30 min,色素颜色未发生变化见图3。

图3 温度对色素的影响Fig.3 Effect of tempriture on stability of pigment in Cordyceps militaris

通过吸光度测定显示温度高于85℃，吸光度略有降低（图3）,结果并不明显。该色素对温度比较稳定。

2.5 pH值对色素稳定性的影响[4]

酸度对色素稳定性的影响见表2。

表2 pH对色素稳定性影响Table 2 Color of pigment of Cordyceps militaris with different pH

由表2可知,虫草色素在各种不同的pH条件下均为黄色，没有随着酸度的变化改变颜色。酸性条件下颜色呈现浅黄色,并且出现混浊。随着pH值的增大,色素液颜色逐渐加深，至pH为9以上变为亮黄色,表明碱性条件对色素有增色作用。在已调至酸性的色素溶液中加入碱液调高pH后混浊的溶液变清，并且颜色加深转回黄色。

2.6 氧化还原剂对色素的影响

H2O2及抗坏血酸溶液对色素稳定性影响见图4。

图4 氧化还原剂的影响Fig.4 Effect of H2O2and VCon stability of pigment in Cordyceps militaris

不同量的H2O2或抗坏血酸溶液使吸光度略有下降趋势，但溶液颜色变化不明显,说明氧化剂和还原剂浓度在50 g/L以下对色素的稳定性基本无影响。

2.7 金属离子对色素稳定性的影响

金属离子对色素稳定性影响结果见图5。

图 5 Fe3+、Al3+离子的影响Fig.5 Effects of Fe3+Al3+different concentration on stability of pigment in Cordyceps militaris

试验表明浓度为 0.4%的 Fe2+、Fe3+、K+、Zn2+、Ca2+、Cu2+、Al3+、Mg2+金属离子中,除 Fe3+、Al3+对色素有较大影响外,其余离子对该色素的稳定性影响不大。对Fe3+、Al3+以不同浓度的加入量作了进一步试验,结果显示随着离子浓度增加，褪色作用显著。并且Al3+的影响比Fe3+更加显著。因此建议在进行北冬虫夏草加工时尽量避免接触铁、铝等器皿。