[科普中国]-黑芝麻色素

作用

黑芝麻含有大量的脂肪和蛋白质，还有糖类、维生素A、维生素E、卵磷脂、钙、铁、铬等营养成分。黑芝麻含有的多种人体必需氨基酸在维生素E、维生素B1的作用参与下，能加速人体的代谢功能；黑芝麻-含有的铁和维生素E是预防贫血、活化脑细胞、消除血管胆固醇的重要成分；黑芝麻含有的脂肪大多为不饱和脂肪酸，有延年益寿的作用；中医中药理论认为，黑芝麻具有补肝肾、润五脏、益气力、长肌肉、填脑髓的作用，可用于治疗肝肾精血不足所致的眩晕、须发早白、脱发、腰膝酸软、四肢乏力、步履艰难、五脏虚损、皮燥发枯、肠燥便秘等病症，在乌发养颜方面的功效，更是有口皆碑。一般素食者应多吃黑芝麻，而脑力工作者更应多吃黑芝麻。黑芝麻所含有的卵磷脂是胆汁中的成分之一，如果胆汁中的胆固醇过高及与胆汁中的胆酸、卵磷脂的比例失调，均会沉积而形成胆结石，卵磷脂可以分解、降低胆固醇，所以卵磷脂可以防止胆结石的形成。现代医学研究结果证实，凡胆结石患者，其胆汁中的卵磷脂含量一定不足，常吃黑芝麻可以帮助人们预防和治疗胆结石，同时还有健脑益智、延年益寿的作用。确实是中老年人常用的保健佳品。

研究现状目前国内提取黑芝麻黑色素的方法有：均匀设计法提取黑芝麻黑色素；运用索氏提取器浸提黑芝麻黑色素；同时也有以65%的乙醇为溶剂，分别采用回流提取法、索氏提取法以及液泛提取法对预处理过的黑芝麻提取黑色素。在上述的几种方法中以液泛提取法提取黑芝麻黑色素所获得的色素的色价和收率较高。因此也被作为提取黑芝麻黑色素的一种较佳方法。

上世纪70代末80初发展起来的超临界流体萃取技术(Supercritical Fluid Extr- action，SFE) 是一项新型的分离方法。超临界流体(SFE) 是指处于超过物质本身的临界温度和临界压力状态的流体。超临界流体萃取技术是以超临界状态下的流体作为溶剂，利用该状态下流体所具有的高渗透能力和高溶解能力萃取分离混合物的过程。超临界流体的溶解能力随体系参数(温度和压力) 而发生连续性变化，因此通过改变操作条件便可方便地调节组分的溶解度和萃取的选择。作为一种对环境友好的“绿色”化工技术，它在我国已取得了长足进展，其发展正处于方兴未艾之际[5]。据不完全统计，全国已建成十余套工业规模萃取装置，而中小型装置则已达百余套,多种产品已进入市场,在各种超临界流体中，CO2 以其临界温度低、安全无毒、廉价易得、不可燃等优势而占主导地位。近年来，超临界CO2 萃取技术已广泛应用于天然植物中有效成分的萃取。用超临界CO2 萃取黑芝麻中黑色素的研究尚未见报道，但是已经成为提取黑色素的一种新方法。

应用我国地域广阔，有极其丰富的天然黑色素资源，黑芝麻作为黑色植物具有独特的营养价值和生理功效，而这种营养与功效性又与其颜色的深浅有一定的相关性。黑芝麻在我国各地广有种植，是我国传统的滋补食品，开发研究黑芝麻色素对于开发天然黑色素以及黑色植物的综合开发利用都具有一定的现实意义。必须抓紧充分利用此资源，研制出具有实用价值的黑色素产品。当前，研究微生物产黑色素及其应用日益增多，表明黑色素的应用潜力十分巨大。黑色素具有产生自由基和结合潜在毒性阳离子(如一些过渡金属)的特性，因而可以作为一种化学保护色素而使用。天然黑色素具有防止紫外线辐射的功能，因此，可被用于日用化妆工业制备防晒膏、防晒霖和黑发剂。目前国内外已有这方面的专利报道但在应用过程中发现用天然黑色素做成的染发剂染发还存在不稳定的缺点，尤其是在流汗后更易脱落，因此，还应进行配方方面的研究。天然黑色素在食品工业上也有很广泛的用途，可将它作为酒类、饮料类、婴儿保健品及大众食品等添加剂。例如，提取黑芝麻、黑豆、黑米内的天然黑色素，再配以山野果汁天形成黑色饮料，更加丰富了营养成份，又保持着天然本色。特别是近年来的研究表明，黑色素具有抗氧化和防止衰老等功能，这将大大促进天然黑色素在日益受重视的保健食品工业中的应用。黑色素可作为无定形的半导体、生物杀虫剂的保护剂等，并且都具有广阔的应用前景。而且，这种色素还常常作为抗黑素瘤治疗的潜在性目标。最近，又发现黑色素具有体外抑制流感病毒诱导细胞凋亡的作用。近年来，发现一些可溶性黑色素在体外对艾滋病病毒有显著的抑制作用，科学家认为可溶性黑色素可能成为一种新种类的有效药物。

工艺研究黑芝麻色素可以溶于水、醇等极性溶剂中，不溶于乙醚、石油醚等溶剂[19]。分别采用水和乙醇作提取剂进行实验，考察提取时间、温度、提取液pH值、黑芝麻与提取液的料液比以及提取次数等因素对提取效果的影响。对比结果，水和乙醇均可以作为提取剂从黑芝麻中提取色素，从产品提取率来看用50%的乙醇水溶液作提取剂可以获得比水提取剂稍高的提取率，但水更廉价易得且易于操作，因此工业上而更适合用水作提取剂。提取剂的pH值对色素的提取有较大的影响，在酸性条件下色素提取率较低；中性条件下色素提取率有所提高，碱性条件下色素提取率最高。温度升高有利于色素溶出[20]；但高于80℃以后上升幅度减小。多次提取可以增加提取效果，以2～3次效果最好1。

性质研究黑芝麻色素的吸收光谱

黑芝麻色素的提取液经稀释后，在室温下以提取液为参比液，在分光光度计上测定其吸收光谱。发现在碱性条件下提取液之吸收光谱与酸性条件和中性条件下提取液的吸收光谱相类似，即均在370 nm处有最大吸收峰。

黑芝麻黑色素溶解性的测定

取少量色素浸膏分别加入pH8的氢氧化钠溶液、pH6的盐酸溶液,观察色素的溶解性及颜色。在碱性条件下黑芝麻色素具有比较高的提取率，但其溶解性较差。它可以溶于碱性水溶液中，但在酸性条件下出现沉淀现象。酸性条件下提取的色素在酸性和碱性水溶液中均可溶。

黑芝麻色素稳定性研究

1.光稳定性

将在酸性、碱性、中性条件下提取的色素溶液分别放置在阳光下，间隔一定时间测定各溶液吸光值。经过16d后，吸光值减少不超过3%，说明色素具有较好的光稳定性。

2.热稳定性

分别将在酸性、中性、碱性条件下提取到的色素溶液在50℃、70℃、100℃下恒温1h、2h、4h后测定溶液吸光值变化情况。高温下放置会使色素溶液吸光值下降。温度越高，时间越长，吸光值下降越多。另外碱性条件下的提取液热稳定性差，特别在较高温度100℃和较长时间4h放置，碱性提取液吸光值有较大幅度的降低，最大降低值可达25.4%。

3.酸碱度的影响

用HCl或NaOH调节色素溶液pH值并测定溶液吸光值。随着pH值的升高，色素溶液吸光值增加，颜色也更黑。但是碱性条件下的提取液当pH 3时有沉淀产生，同时溶液颜色变浅。

4.耐氧化性

配制一定浓度的色素溶液，分别添加30%的过氧化氢溶液，使其浓度为0.06%，0.12%，0.24%，0.48%，0.96% ，室温静置2h，4h，8h，24h，测定溶液吸光值改变。结果显示，随过氧化氢浓度增加以及放置时间延长，吸光值逐渐减小，但最大不超过4.5%（0.96%过氧化氢，24h)，色素耐氧化性很好。

5.耐还原性

配制一定浓度的色素溶液，分别添加亚硫酸钠溶液，使其浓度为0.1mol/L，0.2mol/L，0.4mol/L，0.6mol/L，室温静置2h，4h，8h，24h，测定溶液吸光值变化。结果显示色素溶液吸光值A变化最大不超过4%，色素耐还原性很好。

6.耐糖性

配制一定浓度的色素溶液，添加不同量的蔗糖溶液，使其浓度分别为5%，10%，20%，30%，40%，50%，室温静置3 d测定溶液吸光值变化。结果显示色素溶液吸光值A变化很小，色素耐糖性很好。

7.耐盐性

配制一定浓度的色素溶液，添加不同量的食盐溶液，使其浓度分别为5%，10%，20%，30%，40%，50%，室温静置3 d测定溶液吸光值变化。结果显示色素溶液吸光值A变化很小，色素耐盐性良好。

8.金属离子的影响

配制一定浓度的色素溶液，分别添加Fe2+、Cu2+ 、Mg2+、Ca2+、Al3+、Fe3+、Zn2+、Na+ 等金属离子,3 d后测定溶液吸光值变化。结果表明上述常见金属离子对色素稳定性基本无影响2。