左銀虎，趙怡紅

（常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院制藥系，江蘇常州213164）

北冬蟲夏草色素的提取與穩(wěn)定性

左銀虎，趙怡紅

（常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院制藥系，江蘇常州213164）

研究北冬蟲夏草色素提取方法及色素的理化性質(zhì)，結(jié)果表明，北冬蟲夏草色素易溶于80%乙醇溶劑，最大吸收波長 448 nm，堿性條件有較強的增色作用。對熱、光、氧化還原劑、Zn2+、Ca2+、Cu2+、Mg2+穩(wěn)定，F(xiàn)e3+、Al3+可使其褪色。

北冬蟲夏草；色素；提取；穩(wěn)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動植物及部分微生物中。從化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為卟林類、異戊二烯衍生物、多酚類等。北冬蟲夏草又名蛹蟲草[C.militarisc(L).Link]，屬子囊菌亞門、核菌綱、球殼目、麥角菌科、蟲草屬。對抗腫瘤、降血脂、增強免疫力等方面都有強功效[1]。采用固體發(fā)酵人工培養(yǎng)的北冬蟲夏草子實體具有金黃的色澤，是其重要的生理功效成分之一[2]。目前已開發(fā)出了多種蟲草藥品及保健食品[3],在加工過程中經(jīng)常涉及其色素的變化，加工工藝決定了產(chǎn)品的色澤、外觀，加工中溫度、酸堿、氧化還原劑都可能使蟲草產(chǎn)品失去原有的色澤，退色或褐變。對蟲草色素的研究鮮見報道。文章旨在考察蟲草色素的性質(zhì)及穩(wěn)定性，為北冬蟲夏草的加工提供有益的參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑、儀器

1.1.1 材料

來自常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)化系生物技術(shù)實驗室固體發(fā)酵培養(yǎng)的蟲草子實體。

1.1.2 試劑

無水乙醇、甲醇、乙醚、乙酸乙酯、抗壞血酸、雙氧水、FeCl3、FeSO4、KCl、ZnSO4、CaCl2、CuSO4、AlCl3、MgCl2等均為分析純。

1.1.3 儀器

754型紫外可見分光光度計：上海菁華科技儀器有限公司；pHS-2C精密酸度計：上海精密科學(xué)儀器有限公司；分析天平；水浴鍋；超聲振蕩器。

1.2 方法

利用浸提法提取北冬蟲夏草天然植物色素,流程為：蟲草原料→清洗→干燥→粉碎→溶劑浸提→過濾→色素溶液。

1.2.1 色素提取劑的選擇

稱取0.5g粉碎的北冬蟲夏草干粉,分別置于250mL具塞錐形瓶中，加入50 mL不同極性的溶劑中（水、30%乙醇、50%乙醇、80%乙醇、甲醇、乙醚、乙酸乙酯）,于室溫下超聲振蕩提取40 min,觀察提取液顏色，在波長448 nm處測定吸光度。

1.2.2 繪制吸收光譜

取上述提取液經(jīng)適當稀釋后用0.5 cm吸收池，蒸餾水為參比，于380 nm～700 nm波長范圍內(nèi)進行掃描測定吸光度，繪制吸收光譜。

1.2.3 pH值對色素穩(wěn)定性的影響

取5mL色素提取液加水稀釋至20mL，用0.2mol/L HCl溶液和0.2 mol/LNaOH溶液調(diào)節(jié)酸堿度,用酸度計測定pH值(或用精密pH試紙測定pH值)定容至25 mL,在448 nm波長測量溶液吸光度。

1.2.4 溫度對色素穩(wěn)定性的影響

取色素提取液稀釋后分別于不同溫度的恒溫水浴中加熱30 min,然后冷卻到室溫測定其吸光度。

1.2.5 光照對色素穩(wěn)定性的影響

取色素提取液10 mL于25 mL比色管中,在日光下照射一定時間后用蒸餾水稀釋到刻度，觀察顏色變化，在448 nm波長處測其吸光度。

1.2.6 氧化還原劑對色素的影響

各取5 mL 5%的色素溶液,分別加入不同量的H2O2或抗壞血酸溶液,稀釋至一定體積，放置15 min后在448 nm波長處測定其吸光度。

1.2.7 金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響

取色素提取溶液稀釋后,分別加入濃度為0.4%的Fe2+、Fe3+、K+、Zn2+、Ca2+、Cu2+、Al3+、Mg2+等金屬離子，以蒸餾水為參比,在448 nm波長處測其吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 色素的提取

通過不同提取劑下的提取效果比較，結(jié)果顯示見表1。

不同極性的提取劑效果差異很大，蟲草色素不溶于乙醚、乙酸乙酯等非極性溶劑,易溶于甲醇、乙醇、水等極性溶劑。比較3種極性溶劑的提取效果，水的吸光度最大，但是出現(xiàn)渾濁,表明在提取色素的同時連同蛋白質(zhì)、糖類等水溶性大分子一起提出。甲醇乙醇的提取效果比較后選擇80%乙醇作為提取劑。

2.2 蟲草色素的吸收光譜

取適量的蟲草色素稀釋液在波長380 nm～700 nm范圍內(nèi)進行掃描測定吸光度,其吸收光譜曲線如圖1所示。

表1 浸提溶劑對色素的提取效果Table 1 Effects of different extractants on extraction of pigment

圖1 蟲草色素吸收光譜Fig.1 Ultraviolet spectra of pigment in Cordyceps militaris

由圖1可見蟲草色素最大吸收峰的波長為448nm。與其所表現(xiàn)的黃色呈互補關(guān)系。

2.3 光照對色素的影響

隨著光照時間的增加,色素吸光度稍有下降的趨勢見圖2。

圖2 光照對色素的影響Fig.2 Effect of light on stability of pigment in Cordyceps militaris

10 h以內(nèi)色素顏色變化不明顯,說明色素在短時光照條件下較為穩(wěn)定。

2.4 溫度對色素的影響

在50℃～100℃的恒溫水浴中加熱30 min,色素顏色未發(fā)生變化見圖3。

圖3 溫度對色素的影響Fig.3 Effect of tempriture on stability of pigment in Cordyceps militaris

通過吸光度測定顯示溫度高于85℃，吸光度略有降低（圖3）,結(jié)果并不明顯。該色素對溫度比較穩(wěn)定。

2.5 pH值對色素穩(wěn)定性的影響[4]

酸度對色素穩(wěn)定性的影響見表2。

表2 pH對色素穩(wěn)定性影響Table 2 Color of pigment of Cordyceps militaris with different pH

由表2可知,蟲草色素在各種不同的pH條件下均為黃色，沒有隨著酸度的變化改變顏色。酸性條件下顏色呈現(xiàn)淺黃色,并且出現(xiàn)混濁。隨著pH值的增大,色素液顏色逐漸加深，至pH為9以上變?yōu)榱咙S色,表明堿性條件對色素有增色作用。在已調(diào)至酸性的色素溶液中加入堿液調(diào)高pH后混濁的溶液變清，并且顏色加深轉(zhuǎn)回黃色。

2.6 氧化還原劑對色素的影響

H2O2及抗壞血酸溶液對色素穩(wěn)定性影響見圖4。

圖4 氧化還原劑的影響Fig.4 Effect of H2O2and VCon stability of pigment in Cordyceps militaris

不同量的H2O2或抗壞血酸溶液使吸光度略有下降趨勢，但溶液顏色變化不明顯,說明氧化劑和還原劑濃度在50 g/L以下對色素的穩(wěn)定性基本無影響。

2.7 金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響

金屬離子對色素穩(wěn)定性影響結(jié)果見圖5。

圖 5 Fe3+、Al3+離子的影響Fig.5 Effects of Fe3+Al3+different concentration on stability of pigment in Cordyceps militaris

試驗表明濃度為 0.4%的 Fe2+、Fe3+、K+、Zn2+、Ca2+、Cu2+、Al3+、Mg2+金屬離子中,除 Fe3+、Al3+對色素有較大影響外,其余離子對該色素的穩(wěn)定性影響不大。對Fe3+、Al3+以不同濃度的加入量作了進一步試驗,結(jié)果顯示隨著離子濃度增加，褪色作用顯著。并且Al3+的影響比Fe3+更加顯著。因此建議在進行北冬蟲夏草加工時盡量避免接觸鐵、鋁等器皿。

3 小結(jié)

北冬蟲夏草色素是水溶性色素，可用80%乙醇提取,對光和溫度較穩(wěn)定，在酸性條件下褪色,堿性溶液中有增色作用。最大吸收波長為448 nm,在VC和H2O2溶液中能穩(wěn)定存在。金屬離子Fe3+、Al3+會使其褪色，這些特點與多酚類色素性質(zhì)相同，其準確的化學(xué)結(jié)構(gòu)還須進一步試驗驗證。

[1]吳畏,高新華,崔星明,等.北冬蟲夏草(Cordyceps militaris)的研究應(yīng)用概況[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報,2000,16(增刊)：99-104

[2]王尊生,顧宇翔,周麗,等.冬蟲夏草(Cordyceps sinensis)菌絲體固體發(fā)酵粉化學(xué)成分的分析[J].然產(chǎn)物研究與開發(fā),2005(13)：331-336

[3]王霞,劉廣偉，楊秀英，等.北冬蟲夏草飲料的研制[J].農(nóng)產(chǎn)品加工·學(xué)刊,2006(2)：43-45

[4]王艷穎,蔣本國.金鐘花葉片色素的提取及穩(wěn)定性研究[J].大連民族學(xué)院學(xué)報,2007,1(36)：47－65

Study on Extraction and Stability of Pigment in the Cordyceps Militaris

ZUO Yin-hu,ZHAO Yi-hong
（Department of Pharmaceutical Technology Changzhou Institute of Engineering Technology,Changzhou 213164,Jiangsu,China）

2009-09-22

左銀虎（1962—），男（漢），高級實驗師，本科，研究方向：食品分析。