[科普中国]-橡子壳色

橡子壳色又叫橡子壳色素，是从橡子壳中提取的一种优良的天然食用色素，可用来代替焦糖色素。

介绍橡子是壳斗科植物果实的总称，全世界共有8属900余种，我国有6属301种，其产量大、资源丰富，年产达1 000万。陕西省是我国橡子资源大省，橡子产量约占全国总量的50%，其中以栓皮栎为主，橡树总面积约56万公顷，占陕西橡树森林总面积的90%以上。资料表明，我国每年可产1.0x107t橡子,按亩产鲜橡子38.63kg,干橡子23.75kg计算，陕西年产鲜橡子约3.2x105t,干橡子约2.0x105t。按橡子仁占79%，橡壳占21%(干重)计算，陕西年产橡子仁约1.6x105t,橡壳约4.0x104t。但目前陕西对橡子资源的开发利用很少，对橡子壳基本上没有合理利用，造成了这一资源的浪费1。由于橡子果实含丰富的淀粉和保健功能成分，主要应用于保健功能淀粉的加工。每年橡子加工过程中产生了大量的橡子壳废弃物，造成了资源浪费和环境污染。而橡子壳中丰富的多酚、单宁等保健功能成分具有抗氧化、抗癌变、防止心血管疾病、排除体内重金属的功效，因此可作为开发天然保健品和保健色素的良好原料。

随着人们对食品安全关注度的提升，天然产品越来越受到人们的重视,从天然原料中寻找和开发活性成分逐渐成为学者的研究热点，其中天然色素因其安全性高、着色自然,常具有医药保健功能而受到人们更多的关注。研究表明,从橡子壳中提取的橡子壳色素是一种天然坚果果壳色素，是类似咖啡色的粉末状固体 ,可以用来代替焦糖色素，是一种优良的天然食用色素。

我国允许生产使用的天然食用色素有40余种。据报道，欧盟和美国分别批推了大约43种和30种色素作为食品添加剂，其中大部分为天然色素。在众多的天然色素中，棕色素在食品色泽中占有很重要的地位，如风靡全球的可乐型饮料。另外，在酒类、糖果、酱油、醋的着色上，棕色素的应用也十分广泛。

目前关于橡子壳色素研究报道尚少，张志键等对秦巴山区的栓皮栎橡子壳色素的稳定性做了研究，结果表明其对光、热、氧化剂(H2O2)、还原剂(Na2SO3) 及山梨酸钾均具有良好的稳定性，但对柠檬酸、抗坏血酸(VC)、苯甲酸的稳定性相对较差。董孝元对橡壳棕色素的稳定性和体外抗氧化性做了研究，结果表明橡壳棕色素在酸性条件下稳定性最好，对热稳定，Al3+对 橡壳棕色素略具护色作用，而Fe3+、 Cu2+、Zn2+、 Mg2+不具护色作用;氧化剂和还原剂的加入会影响橡壳棕色素的稳定性;有机酸和糖类的存在能增加橡壳棕色素的稳定性。毛迪锐等的研究结果表明橡子壳色素的耐光性、耐氧化性和耐热性较好，在酸性和中性条件下比较稳定;碱性溶液和还原剂对橡子壳色素影响较大。

理化性质我国对橡子壳色素的利用研究始于1994年，但至今对其成分尚不完全清楚。凌关庭等(2003)认为该色素的分子式为C26H32O12,相对分子质量504.30;刘程等(2004)认为该色素的分子式为C25H32O13，相对分子质量540.0;且两者所给的结构式不完全一致。刘秀湘等(1994)认为橡子壳色素属于一种混合色素，其主要成分为儿茶酚、花黄素、花色素连有糖基的化合物。从颜色反应来看，可能以类黄酮中的花色素、原花色素及其糖苷为主。

橡子壳色素易溶于水、乙醇等极性溶剂，不溶于石油醚等非极性溶剂。

检测方法用紫外-可见分光光度计在波长为390nm下检测。

橡子壳色素提取的最佳条件组合，即提取温度为70°C，料液比为1:50,浸提时间为5h,浸提溶液为40%乙醇。1

橡子壳棕橡子壳棕(acorn shell brown)是以栎树(Quercus spp. )的果实,即橡子的果壳为原料,用水浸提,将滤液纯化、精制而得。橡子壳棕的化学成分为儿茶酚、花黄素花色素连接糖基的化合物，化学式为C25H32O13 ,相对分子质量为540. 00。2

性状与性能橡子壳棕是棕红色浸膏,味甜,无异臭,呈酸梅似果香。易与水和乙醇水溶流互溶，在pH为4~10时稳定不沉淀，耐热、耐光、耐氧化,0.5%水溶液100°C 3 h无明显降解;偏酸性,pH为3~4,在pH为3.5~7条件下稳定，但易与金属反应呈深棕色沉淀。

溶于水、稀乙醇,0.5%~1%水溶液由黄色、橙黄色到橙红色,10%以上呈茶色,溶液色泽鲜艳，透明。极易溶于热水，不溶于油脂、乙醚和石油醚。

使用按照《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》(GB 2760-2014)规定,橡子壳棕可用于可乐型碳酸饮料，最大使用量1.0 g/kg;配制酒，最大使用量为0.3 g/kg。

橡子壳色素中主要活性成分经过对橡子壳色素主要成分测定发现其中含丰富多酚类和黄酮类物质，总多酚含量达到27.8%,总黄酮含量达到8.6%,可见该橡子壳色素应该具有较好的抗氧化功能。

橡子壳色素体外抗氧化能力橡子壳色素对DPPH·的清除率

橡子壳色素及VE溶液对DPPH·的清除率呈量效关系,橡子壳色素在质量浓度小于5μg/mL时对DPPH.的清除率迅速增加，且低质量浓度下清除率接近于VC。随着橡子壳色素浓度的增加清除率上升缓慢，其中橡子壳色素对DPPH·清除率达到50%时的质量浓度IC50=10μg/mL,VE对DPPH·清除率的IC50=5μg/mL,橡子壳色素质量浓度在40μg/mL左右时其清除率达到90%，几乎达到了VE的清除能力，且要好于板栗壳色素抗氧化能力;由此可知橡子壳色素对DPPH·具有较强的清除能力。由于橡子树受地域气候影响而有很多品种，导致橡子壳中成分及含量亦不相同，因此不同来源橡子壳色素抗氧化活性可能存在显著差异。
橡子壳色素还原Fe3+能力
以VC为阳性对照，采用铁氰化钾法对橡子壳色素的还原力进行测定。橡子壳色素及VC的吸光度随浓度升高呈直线上升趋势，即橡子壳色素对Fe3+的还原力随浓度升高而增大,其中色素的还原力稍弱于VC,当样品质量浓度为1mg/mL时，橡子壳色素还原能力(A710nm为0.98)接近Ve的还原能力(A710nm为1.17),这与栓皮栎橡子壳色素具有较强还原能力的结果基本一致。

橡子壳色素体内抗氧化活性
橡子壳色素对小鼠主要内脏质量的影响

橡子壳色素对小鼠没有产生急性和亚急性毒性作用。灌喂橡子壳色素和VC对小鼠辐射损伤起到一定的抑制和修复作用。

橡子壳色素对小鼠血清超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响
SOD是生物体内清除自由基的主要生物酶，能对抗与阻断因氧白由基对细胞造成的损害，并能够及时修复因白由基造成对细胞的损伤,因此SOD活性的大小可反应橡子壳色素体内抗氧化能力的大小。橡子壳色素对小鼠血清SOD有显著的修复作用,可以提高小鼠血清中SOD活性，且100mg/(kg·d)剂量橡子壳色素与Vc效果一致。

橡子壳色素对小鼠血清过氧化氢酶(CAT)活性的影响
H2O2是细胞正常代谢的产物，而过氧化氢酶(CAT)可催化细胞内过氧化氢分解,防止过氧化，CAT活性越大,说明抗氧化能力越强。橡子壳色素可使小鼠体内过氧化氢酶活性提高，CAT活性可达到15.88U/L。其结果与桑色素对全氟辛酸诱导小鼠肝损伤具有保护作用，其可显著提高肝中CAT水平的结果一致。该结果表明SOD与CAT共同维持了机体的抗氧化能力,它们之间存在一定的协同作用。

橡子壳色素对小鼠血清丙二醛(MDA)含量的影响

在生物机体内,氧自由基作用于生物膜上的不饱和脂肪酸发生过氧化反应，最终生成丙二醛(MDA),MDA含量的高低问接反映了机体受自由基影响氧化衰老的速度。橡子壳色素能够提高小鼠抗辐射能力而降低血清中MDA含量，并且具有量效关系。实验结果与高璐等用葡萄籽色素灌胃由D-半乳糖诱导的氧化衰老模型的小鼠,可显著降低MDA含量的结果一致。
橡子壳色素作为一种天然的坚果果壳色素，含有丰富的多酚类和黄酮类物质，实验中橡子壳色素总多酚含量达到27.8%,总黄酮含量8.6%。体外抗氧化实验表明，当橡子壳色素浓度在40μg/mL时对DPPH·清除率达到90%，在1mg/mL时对Fe3还原能力的吸光值达到0.98,抗氧化能力接近Vc。采用60Coγ射线照射小鼠的氧化伤害实验结果表明，橡子壳色素对小鼠辐射损伤具有一定的修复功能，并且能够提高血清中的SOD、CAT活性，降低MDA的含量，其中效果最好的为中剂量组(100mg/(kg·d))橡子壳色素,并与相同剂量的Vc组相当。由此可知,橡子壳色素具有很好的抗氧化作用，可以应用到抗氧化保健品的开发应用中去,从而提高橡子资源的利用率。

色素稳定性橡子壳色素具有良好的热稳定性。

橡子壳色素具有较好的光稳定性。

在不同pH值下，色素溶液的吸光度不同，且随pH值的增大而增大。目测发现色素溶解液的颜色随pH值的增大而逐渐加深，但在酸性范围内以黄色色调为主，而在碱性范围内则以棕红色色调为主。

橡子壳色素具有较强的耐氧化性。

说明色素具有较强的耐还原性

橡子壳色素对山梨酸钾是稳定的，但对柠檬酸、VC、苯甲酸的稳定性相对较差。

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 重庆师范大学