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摘 要 本文综述了近年来国内外对栀子黄色素的研究成果。着重探讨了栀子黄色素的组成、影响其稳定性的因素、分离纯化、定量方法。� 关键词 栀子黄色素 分离纯化 稳定性 定量��
栀子来源于茜草科(Rubiaceae)植物栀子Gardenia jasminoides Ellis及同属多种植物的药用果实，其外形呈卵形或椭圆形，成熟后为金黄或黄红色，在我国古代时已用作中药，明朝李时珍的《本草纲目》中已有详细记载。�
栀子黄色素是从栀子的果实中提取分离出来的一种优良的天然色素，安全、无毒、资源丰富，而且具有一定营养和药理作用，在食品、化妆品、医药领域有着巨大应用潜力。鉴于许多学者已经对栀子黄色素的提取和稳定性做了大量的研究，本文就栀子黄色素的组成、影响其稳定性的因素、分离纯化、定性定量方法等方面进行阐述。
1 栀子黄色素组成�
栀子黄色素是一种混合色素，其主要成分是类胡萝卜素类的西红花素(crocin)和西红花酸(crocetin)(分子结构见图1)，由于分子中存在多个共轭双键，一方面赋予藏红花素以黄色，但另一方面也是其不稳定的原因之一［1］。
西红花苷-2 R1=D-gentiobiose，R2=D-glucose�
西红花苷-3 R1=D-gentiobiose，R2=H�
西红花苷-4 R1=D-gentiobiose，R2=CH3�
西红花酸R1=R2=H
2 影响栀子黄色素稳定性的因素�
热、光、氧气和氧化剂等因素对色素的稳定性都有不同程度的影响。因此，探讨栀子黄色素在不同的条件下稳定性变化的程度和规律，对栀子黄色素的加工、储存、运输及开发应用具有重要的指导意义。
2．1 pH值�
据报道，在pH值小于10的溶液中，色素的最大吸收波长较稳定；在pH＝11．00，pH＝12．00的溶液中，色素的吸收曲线由正常情况下440nm附近的单吸收峰变成了420nm附近和445nm附近的两个吸收峰，但色调尚无明显变化；在pH＝1、pH＝2时，吸光度损失严重，因此，色素在pH=3～10范围内较稳定［3］。另有试验表明，此色素在酸性和中性溶液中比较稳定，而在碱性溶液中不稳定［4,5］。
2．2 加热�
试验表明，粉末色素在120℃条件下加热8h，色价下降8％以内，表现了相当的稳定性，可见粉末色素在120℃以内比较稳定；液体色素的热稳定性较粉末差，色素在生产加工过程中，温度应控制在80℃以内，时间不超过0．5h，色素的储存以粉末为宜［3］。李卫等通过对栀子黄色素的热分析，得出栀子黄色素粉末在160℃左右开始熔化，分解温度为304℃的结论［6］。
2．3 光线�
由于分子中存在多个共轭双键，栀子黄色素对光有一定的不稳定性。在室内避光条件下相当稳定，一年色价仅损失4．88％，而在阳光直射下却不太稳定，10h其吸光度损失率达23．87％，因此建议栀子黄色素在贮存、运输、应用各环节应尽量采用避光方式［3］。
2．4 金属离子�
除铁离子外，锰离子、亚锡离子、镁离子、钙离子、铝离子对色素的影响均较小，色素稳定。50ppm浓度的铁离子对色素的色调无明显影响，但加大铁离子浓度，会使色素溶液变成深褐色［3］。
2．5 常用食品添加剂�
常用食品添加剂对色素没有明显影响，与常见食品添加剂混合使用，栀子黄色素相当稳定，在抗氧化剂和防腐剂中表现得更为稳定［3,7］。
2．6 栀子黄色素中的杂质�
通常栀子黄色素中含有少量绿原酸、栀子苷等杂质，它们严重影响栀子黄色素的着色性能。在实践中发现，当栀子黄色素用于以面粉为主要原料的食品中，常常会出现变成绿色至蓝色的现象，经研究表明：面粉中糖化酶和蛋白质的存在，可使环烯醚萜苷生成绿色至蓝色化合物，因此，环烯醚萜苷是使面类制品绿变的原因，在加工过程中应尽量减少这些杂质的含量［8,9］。
3 栀子黄色素的分离纯化
3．1 提取
3．1．1 水浸提法�
栀子黄色素含有亲水基团，易溶于水，可采取水浸泡的办法提取色素。水提法通过粉碎、脱脂、浸提、过滤、浓缩，提取20％～50％的浆料。该方法具有工艺简单、投资少、生产成本较低等优点，但该法生产色素纯度低，外观质量差，产品为20％～50％浆料，难以精制，使用价值不大［10,11］。
3．1．2 有机溶剂浸提法�
由于栀子黄与京尼平苷都易溶于水和低级醇，所以浸取剂选用醇水混合溶剂。通过在不同温度下，用不同溶剂对栀子黄色素和京尼平苷进行浸取比较发现，常温下用50％(体积分数)的甲醇-水混合溶剂提取效果较好［10,11］。
3．1．3 微波提取法�
姚中铭等对栀子黄色素提取工艺进行了研究。改进了传统的浸提工艺，即通过单因素和正交实验确定优化工艺条件；研究了用微波法提取栀子黄色素的工艺条件，采用提取功率210W、500g／L乙醇水溶液为提取剂、提取时间80s、提取级数2级、料液比1∶12。色素提取率达98．4％。色价56．94，优于传统工艺［12］。
3．2 纯化�
粗制的的栀子黄色素常因含有大量的栀子苷而易引起绿变及褪色。研究表明，栀子黄色素的OD值比率(即栀子苷在最大吸收波长238nm处的吸光值与藏花素在最大吸收波长440nm处的吸光值的比值)小于0．4时就可有效避免绿变的发生［8］。这就要求对粗制栀子黄色素进行精制，精制方法目前有凝胶层析法［13］、超滤法［14］、吸附法［15］等，其中只有吸附法真正实现工业化应用。
3．2．1 凝胶层析法�
吕晓玲等以葡聚糖凝胶为支持剂，采用双柱联洗法精制栀子黄色素，得出较适宜的工艺条件为：葡聚糖凝胶为支持剂，柱径2cm．双柱联洗单柱高30cm，洗脱流速4mL／min，蒸馏水为洗脱剂，加样量1．8mL。在此条件下精制得率48．9％。精制前后的光谱图显示，精制后色素中的栀子苷吸收峰明显降低，同时，凝胶层析法也能除去部分栀子黄色素中造成其色调变暗的多酚类物质－绿原酸(水溶液的最大吸收波长325nm)。后续的稳定性实验表明，精制后的栀子黄色素其稳定性和可加工性都得到了很大的提高［13］。
3．2．2 超滤法�
陈顺伟等就超滤膜在栀子黄黄的精制和浓缩工序中应用的可行性进行了试验：测定了具不同孔径分布的膜对色素渗透通量及截留性随时间的变化状况；评述了减少膜污染和恢复膜通量的三种清法方法等。试验结果表明，将超滤法用于栀子黄的生产，不但技术上完全可行，产品完全符合GB7912―87标准，经济上也是合理的［14］。
3．2．3 吸附法�
郭克林等报道了用树脂吸附法纯化从栀子果实中提取出藏花素类色素的方法。用大孔吸附剂对栀子黄进行柱层析分离，得到了纯度较高的栀子黄，色价达172［15］。王川丕等采用非极性的NKA树脂吸附栀子浸取液中的栀子黄，通过对树脂的吸附曲线、穿透曲线、脱附曲线的实验研究获得了适宜的吸附速度、树脂与原料的质量比例和洗脱速度等工艺参数。在适宜的工艺条件下，采用NKA树脂吸附分离栀子浸取液中的栀子黄，可以得到色价＞420、OD值＜0.32栀子黄［16］。吕晓玲等研究了吸附树脂法精制栀子黄色素的工艺条件。以X-5树脂为吸附剂，色素乙醇水粗提液的吸光度值为45．8。吸附流速1．5m1/min，梯度洗脱法洗脱，洗脱流速2．5ml/min，精制后的色素液A�238／A�440，从2．12降到0．59，精制色素得率58．8％，色价为218．5，精制效果良好，树脂的使用周期长，精制色素在面食中应用时不发生绿变［17］。王建新等研究了从干栀子果中经抽提、萃取、层折法纯化栀子黄色素的工艺条件，栀子粉以70％的乙醇水溶液提取，再经正丁醇萃取除去栀子苷，粗品经聚酰胺层折分离出栀子素，纯化栀子黄色素的得率为4．54％，A238／A440之比约0．2［18］。
3．2．4 CO�2超临界法�
张德权等采用了超临界CO�2流体技术对栀子黄色素的精制进行了探讨，以期萃取出栀子黄色素中的栀子苷而不影响藏花素和藏花酸，降低OD值比率，为栀子黄色素的精制提供新的思路和参考。研究表明：在高温、高压及加夹带剂的情况下，可使栀子苷的萃取率成倍地增加，大幅度降低OD值比率，即选取45MPa的萃取压力、60℃的萃取温度、2h的萃取时间、1．5mL／min的C02流量、添加3％的60％乙醇的萃取条件，可使栀子黄色素的OD值比率由2．31降至1．32，降低百分率为42．86％，但与生产要求的OD值比率小于0．4差距还较大，有待于深入地研究加以改进［19］。�
将超滤膜分离与树脂吸附工艺有机结合，既能实现高提取率、高色价，以及减轻树脂吸附负荷和提高效率，又可降低OD比值，且投资少，能耗少，操作简单；把超声波萃取和超临界萃取进行组合，也能达到很好的效果［20］。
4 定量测定、评价方法
4．1 紫外分光光度法�
我国分别于1987年、1998年颁布实施了食品添加剂-栀子黄、食品中栀子黄的测定的国家标准［21，22］。1987年标准中以色价及OD值作为栀子黄质量评价和控制的指标，其中色价的计算是以测定一定浓度栀子黄水溶液在440nm处的吸光度，通过公式A1=A�*10/G计算所得的A�1即为色价，其中A1为粉末样品的吸光度，A为测试液的吸光度，G为粉末样品重量（g）：OD值＝A238／A440，OD值小于0．4为合格。由于紫外不能准确定量，此方法不能有效的成为栀子黄即藏花素的定量标准。1998年标准中用HPLC法以栀子苷作为对照品对栀子黄色素进行定量，但对于栀子黄色素中的主成分西红花苷类，仍缺乏有效的定量标准。
4．2 HPLC法�
1982年，pfander等人首次采用HPLC测定藏花素，此后国外相继有数例报道对HPLC这一方法进行了改进和完善［23］。王春芳等采用高效液相色谱法测定了山栀子、水栀子中主要色素成分藏红花素的含量，并对色谱峰纯度、色谱峰光谱一致性进行了比较［24］。�
以上报道测定的仅是黄色素中主要成分藏红花素即藏红花苷-1含量，徐燕等运用紫外-可见三波长同时检测的HPLC法测定了栀子中3类有效组分，其中就对藏红花酸、3种藏红花素进行了定量测定［25］。
5 展望�
世界各国以天然色素取代化学合成已成为一种趋势，以栀子为原料的天然黄色素，目前被广泛应用于化工和食品工业领域，在国际市场上需求量很大。但目前我国的栀子黄色素还存在着杂质含量高、色价低、收率低、工艺过程较复杂等缺点而限制其走向国际市场。我国科研工作者应在栀子黄色素的精制、功能性研究及生产条件优化等领域多做工作。结合我国生产栀子的资源优势，开发栀子实现大规模产业化生产，以满足食品工业对天然色素的需求。�
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(收稿日期：2007年7月1日)
