葉綠素、葉綠素銅鈉鹽的穩(wěn)定性分析研究

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1、緒論食品的色澤是人們對食品的第一感性接觸，色澤美觀的食品不僅可以提高食品的感觀性質，給人以美的享受，激發(fā)人們的購買欲望，而且還能增進食欲。因此，色澤是衡量食品質量的重要指標之一[1]。為了保持或改善食品的色澤，在食品加工中往往需要對食品進行人工著色。食用色素就是一種使食品著色和改善食品色澤的食品添加劑。食品色素按其來源分為天然的及化合的兩類?；瘜W合成色素一般色澤鮮艷，著色力強，堅牢度大，性質穩(wěn)定，曾一度廣泛應用。但隨著食品色素安全性試驗技術的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)有的合成色素有致癌作用和誘發(fā)染色體變異，因而許可使用的合成色素品種有所減少，產量降低。近年來，國外在合成色素方面

2、正在致力開發(fā)大分子聚合物合成色素。天然色素色澤較差，但安全性高，有的還有一定的營養(yǎng)價值或藥理作用，且來源豐富，因而日益受到人們的重視，增長趨勢很快。在天然色素的開發(fā)和應用方面，日本居世界前列。在當前食用色素的使用方面，天然色素已占主導地位。開發(fā)天然色素是世界食用色素發(fā)展的總趨勢。葉綠素及其衍生物作為天然食用色素的生產在我國已有30余年的歷史，主要產品是糊狀葉綠素和葉綠素銅鈉鹽。生產葉綠素的原料很多，最早使用的是蠶沙，近年來有人試驗用竹葉、蘆葦、芭蕉葉、甜菜葉、菠菜葉等各種葉子作為生產葉綠素的原料．取得了令人滿意的效果[2]。就游離的葉綠素來說很不穩(wěn)定，對光、熱敏

3、感，易氧化裂解而褪色，故用作食品添加劑有其局限性。而將葉綠素用堿水解，除去甲基和葉綠醇基，并將中心離子鎂用銅或鋅取代生成葉綠素銅（鋅）鈉鹽，其穩(wěn)定性增加，可作為一種良好的食用色素[3]。本研究以茶葉為原料提取葉綠素．并用銅代和鋅代分別制得葉綠素銅鈉鹽和葉綠素鋅鈉鹽。通過研究其溶解性的強弱、PH值的影響、穩(wěn)定性的差異、安全性的異同及著色能力的強弱，分析比較這三種茶綠色素作為食用色素的優(yōu)劣性，探求影響其穩(wěn)定性的條件及為三種色素的應用優(yōu)劣性提供科學依據。1.葉綠素、葉綠素銅（鋅）鈉鹽的形成機理及其性質研究1.1葉綠素葉綠素(chlorophyll)屬卟啉類化合物，和胡

4、蘿卜素、葉黃素等同時存在于綠色植物的葉子或微生物體內，在植物和微生物的光合反應中起重要作用。對葉綠素的系統(tǒng)研究始于1818年，1913年Willstatter確定了葉綠素a和b的分子式，本世紀30年代，F(xiàn)ischer[4.5]確定了葉綠素a和b的結構(圖1-1):圖1-1葉綠素a和b的結構葉綠素a:R=CH3;葉綠素b:R=CHO11葉綠素a和b的分子中的鎂離子易被銅、鐵、鋅等離子取代而成為葉綠素衍生物(chlorophyllin)[6]。葉綠素作為綠色色素早已被開發(fā)利用，但葉綠素穩(wěn)定性極差，遇光、熱、酸和堿等作用瞬間變色，且不溶于水，故其應用不是很廣泛。1.2

5、葉綠素銅鈉鹽葉綠素銅鈉鹽(SodiumCopperChlorophyllin)(圖1-2)，是一類重要的藥物，可治療傳染性肝炎、胃和十二指腸潰瘍、慢性腎炎、胰腺炎、白血病等疾病[7，8]．已有研究報導利用浮萍、菠菜、苜蓿等為原料制備葉綠素及其衍生物[9,12]，但這些原料中葉綠素含量較低，制備成本高．國內蠶砂資源豐富，葉綠素含量高，作為制備葉綠素及其衍生物的原料，已投入工業(yè)化生產[13]．圖1-2葉綠素銅鈉鹽結構葉綠素銅鈉，別名綠菲材．是墨綠色粉末，略帶金屬光澤，無臭或微有特殊的氨樣氣味，有吸濕性，對光和熱較穩(wěn)定。易溶于水，稍溶于乙醇和氯仿，微溶于乙醚和石油醚。

6、水溶液呈藍綠色澄清透明液，鈣離子存在時則有沉淀析出[14,15]，是我國規(guī)定的九種天然色素之一，是我國食品工業(yè)中唯一允許使用的綠色色素。廣泛用作化妝品、食品和醫(yī)藥上的著色劑[16]。目前，美國每年從1.45多萬噸苜蓿中抽提出36t多的葉綠素銅鈉鹽，很大一部分是用于醫(yī)藥，包括除臭劑、各種口服保健用品。據報道，美國LakeWorth生產的葉綠素有90%用于制備葉綠素銅鈉鹽。1.3葉綠素鋅鈉鹽葉綠素鋅鈉是一種墨綠色細小晶狀物質，帶金屬光澤，它是葉綠素鋅鈉a(R＝CH3)與葉綠素鋅鈉b(R＝CHO)的混合物，葉綠素鋅鈉水溶性好，水溶液在中、堿性條件下呈現(xiàn)亮綠色，在較強酸

7、性條件下（PH＜4＝溶液呈現(xiàn)綠色，但略帶渾濁。溶液微溶于乙醇、甲醇、氯仿，不溶于石油醚、丙酮、正己烷。葉綠素鋅鈉鹽的耐光、耐熱的穩(wěn)定性要強于葉綠素，但葉綠素鋅鈉鹽的耐光性較差，進一步加強其耐光性還有待于研究。葉綠素鋅鈉鹽具有很好的抗氧化性和抗還原性。蔗糖、葡萄糖、食鹽、Vc、檸檬酸幾種常見食品添加劑對葉綠素鋅鈉鹽的影響不大。2.三種茶綠色素的研究方法及其應用前景葉綠素銅鈉鹽和葉綠素鋅鈉鹽的研究方法很多，不過其基本原理是一樣的。制備葉綠素銅（鋅）鈉，首先必須提取葉綠素。葉綠素主要存在于綠色植物中，現(xiàn)已有報道以竹葉、地椒草、三葉草、苜蓿葉、芝麻葉、羊蹄甲樹葉，蠶砂等

8、為原料，用溶劑萃取，經皂