黑豆紅

黑豆(blacksyabean)是豆科大豆屬植物大豆(glycinemaxvar.Merr.)的黑色種子。黑豆?fàn)I養(yǎng)豐富，含蛋白質(zhì)45.7%、粗脂肪15.6%(其中不飽和脂肪酸83.0%)、多糖12.95%、膳食纖維10.2%，含有鋅、銅、鎂、硒、磷等多種礦物質(zhì)及豐富的維生素(其中VE17.36μg/100g)和色素等。黑豆中必需氨基酸種類齊全、比例合適、數(shù)量充足，有很好的氨基酸平衡;不僅具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且具有保健功能，被國(guó)家衛(wèi)生部列為“既是食品又是藥品”的農(nóng)產(chǎn)品之一。

黑豆紅色素是從黑色大豆種皮中提取的花色苷類色素，是一種安全、無毒的天然食用色素，具有抗氧化作用、延緩衰老作用、保肝作用、抗肥胖、降血脂等重要的生物活性。黑豆紅色素已經(jīng)列入我國(guó)食品添加劑(GB2760--1996)。 

黑豆紅(BlackBeanRed)是以黑豆皮為原料提制的天然色素，主要成分是花色苷，因此稱為黑豆花色苷。黑豆紅又名:野大豆紅，烏豆紅，黑豆色素，黑豆紅色素，黑豆皮紅色素。黑豆色素為類黃酮類化合物，屬花色素類色素。

黑豆紅色素屬于類黃酮的花色苷，包括矢車菊素-3-葡萄糖苷、飛燕草素-3-葡萄糖苷和矢車菊素-3-半乳糖苷三種花色苷，主要著色成分為矢車菊素-3-半乳糖苷。

制備黑豆紅色素的步驟是:黑豆皮→破碎→提取→抽濾→真空濃縮→冷凍干燥→成品。當(dāng)前常用的提取方法主要有:鹽酸-乙醇提取法、微波輔助提取法和超聲波輔助提取法。

鹽酸一乙醇提取法

崔蕊靜等的試驗(yàn)認(rèn)為從黑豆皮中提取紅色素的最佳工藝是:0.1%HCI-95%乙醇(2:1)作提取劑，料液比1:40(g:mL)，溫度70°C，時(shí)間100min。梅建生等以50%的乙醇水溶液(pH=1)為浸提劑，溫度70°C,料液比1:100(g:mL),時(shí)間90min,經(jīng)3次提取得率可達(dá)98%左右。徐金瑞等采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)優(yōu)化工藝條件，認(rèn)為對(duì)花色苷含量的影響因素為:料液比>乙醇濃度>提取溫度>提取時(shí)間，最佳參數(shù)為60°C、提取1h、乙醇濃度60%、料液比1:40,粗提物產(chǎn)率12.5%，折算其種皮花色苷含量為1.32mg/g,與回歸數(shù)學(xué)模型估算結(jié)果1.38mg/g相對(duì)差僅為4.6%。另外，朱宏達(dá)等用pH為1.5的檸檬酸水溶液進(jìn)行提取，效果也很好，而且工藝簡(jiǎn)單適于工業(yè)化生產(chǎn)。

超聲波輔助提取法

李大婧等首次采用超聲波技術(shù)輔助提取黑豆紅色素，通過響應(yīng)曲面法對(duì)影響色素提取效果的3個(gè)主要因素，即超聲功率、pH和液固比進(jìn)行了優(yōu)選，建立并分析了各因子與色素提取液吸光值關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。結(jié)果表明:在原料用量0.5g時(shí)，以60%乙醇(pH 1.5)為提取溶劑，50C水浴提取60min,超聲功率80W、液固比30mL/g,色素的提取率達(dá)到95.6%土0. 8%。

微波輔助提取法

高雪琴等利用微波輔助提取黑豆皮紅色素，正交試驗(yàn)確定了工藝條件，并與乙醇浸提進(jìn)行比較。結(jié)果表明:以0.1mol/L鹽酸-75%乙醇(v:v=1:1)為提取劑，微波功率中火(385W)、料液比1 : 40、時(shí)間120s、提取2次，色素提取率可達(dá)98. 1%，比乙醇浸提(93. 5% )提高4.6%。

將色素粗品進(jìn)行離子交換處理，利用交換樹脂特有的選擇性進(jìn)行純化。樹脂吸附純化的工藝過程為:色素粗提液→上柱吸附→洗脫→濃縮→干燥→色素粉末。劉岱琳等選擇YWD-01、YWD-03、YWD-04、YWD-06、AB-8和D101六種大孔吸附樹脂進(jìn)行純化試驗(yàn)，結(jié)果表明YWD-01對(duì)黑豆紅色素的吸附能力最強(qiáng)，適宜的pH為3.0,以50%的乙醇洗脫效果最好。純化后色素含量大大提高，一般可達(dá)7%~12%，比純化前提高7~12倍。不過實(shí)驗(yàn)缺乏動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，尚需進(jìn)一步的研究。

測(cè)定總苷含量常用直接測(cè)定法、pH差示法和單pH測(cè)定法。王少波等用酸性乙醇提取黑豆皮紅色素，用pH示差法測(cè)定了花青素含量，平均含量為3. 836mg/g，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.97% (n=6)， 加標(biāo)平均回收率為96. 2%。不過，黃昉等對(duì)比了三種方法，認(rèn)為單pH測(cè)定法線性范圍更廣、操作更簡(jiǎn)單，更適用于測(cè)定多個(gè)提取條件下色素總含量。

黑豆紅色素為花色苷類色素，包括矢車菊素-3-葡萄糖苷、飛燕草素-3-葡萄糖苷和矢車菊素-3-半乳糖苷”。現(xiàn)已證實(shí)其主要著色成分為矢車菊素-3一半乳糖苷，分子式為C21H21O11，相對(duì)分子量為449. 39,

黑豆紅色素為水溶性色素，易溶于水、稀酸、稀堿、稀乙醇，不溶于無水乙醇、丙酮、石油醚、苯、甲苯、CCI4等有機(jī)溶劑。

pH的影響比較明顯，黑豆紅色素在酸性條件下穩(wěn)定，pH<5時(shí)呈紅色，隨pH增大，顏色由淺變深，最后轉(zhuǎn)為深褐色。可能是在堿性條件下，花色苷元發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的改變。黑豆紅色素在不同pH值下吸收光譜各異，隨著酸堿度的變化吸收峰也跟著變化，pH=2~4范圍內(nèi)λmax=514nm,pH=10~12范圍內(nèi)λmax=410nm劉岱琳等用pH3.0的檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液配制色素溶液，用Uv-2401PC紫外可見分光光度計(jì)進(jìn)行掃描后，建議528nm作為黑豆紅色素吸收度的檢測(cè)波長(zhǎng)。

現(xiàn)有資料多以分光光度法進(jìn)行判斷。崔蕊靜等利用100°C沸水浴實(shí)驗(yàn)，測(cè)定了60min內(nèi)色素溶液的吸光度變化，30min時(shí)色素保存率為91.0%，認(rèn)為黑豆紅色素?zé)岱€(wěn)定性較好;將色素溶液置于陽(yáng)光充足之處照射，觀察發(fā)現(xiàn)顏色變化明顯，7天后測(cè)定色素保存率為56.8%，認(rèn)為色素耐光性差，應(yīng)避光保存。

K+、Na+、Mg2+、Fe3+離子對(duì)黑豆紅色素沒有影響，Ca2+、Zn2+、Cu2+離子對(duì)色素有保色、增色作用，F(xiàn)e3+離子對(duì)黑豆皮紅色素的影響最大，有破壞作用，在儲(chǔ)存或使用時(shí)應(yīng)避免與Fe3+接觸。

氧化劑多用H2O2、還原劑多用NaHSO3進(jìn)行試驗(yàn)。研究表明:H2O2對(duì)黑豆紅色素有強(qiáng)烈的破壞作用，濃度越高、作用時(shí)間越長(zhǎng)，色素的吸光值降低、損失率越大;NaHSO3的影響不明顯。

崔蕊靜等分別將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的蔗糖、賴氨酸、檸檬酸和酒石酸加入色素溶液，置于100°C水浴中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)糖、氨基酸、有機(jī)酸均可加速紅色素的破壞，尤其是加入賴氨酸后，色素由鮮亮的櫻紅色立即變成紫色。抗氧化劑VC對(duì)色素影響不大，防腐劑苯甲酸鈉和山梨酸鉀，劑量為0.10g/mL時(shí)影響很小，但超過這個(gè)劑量吸光度大幅度下降，說明濃度越大色素?fù)p失較大。

徐金瑞等分析了127份黑大豆種質(zhì)的總抗氧化能力與總花色苷含量之間的相關(guān)性，認(rèn)為黑大豆種皮中的總酚和花色苷是其抗氧化作用的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。黑豆皮花色苷提取物具有較強(qiáng)的清除·OH、·O2-及自由基DPPH·的作用，其清除能力分別是維生素C的1.6、2.2和1.4倍。體內(nèi)抗氧化試驗(yàn)也顯示:黑豆皮花色苷提取物可使老齡小鼠血清超氧化物歧化酶(SOD)活性明顯增加，血清丙二醛MDA的生成明顯減少，證實(shí)了黑豆紅色素的抗氧化活性。

研究表明:氧化應(yīng)激是促進(jìn)機(jī)體衰老的重要因素，B型單胺氧化酶(MAO-B)催化生成的H2O2是腦內(nèi)氧化應(yīng)激的一個(gè)特異性來源;皮膚中羥脯氨酸(Hyp)含量反映皮膚中膠原蛋白的生成情況，是衰老過程中敏感、特殊的生化指標(biāo)。張瑞芬等研究了黑大豆種皮提取物(BSCE)對(duì)老齡小鼠的延緩衰老作用。通過HPLC檢測(cè)，BSCE主要成分為矢車菊素-3-葡萄糖苷，含量為2.3mg/g豆皮。以10月齡雄性昆明種小鼠為研究對(duì)象，給予不同濃度BSCE灌胃實(shí)驗(yàn)，6周后處死動(dòng)物，測(cè)定腦組織MAO-B活性及皮膚Hyp含量。結(jié)果顯示:攝人50g/LB-SCE后，老齡小鼠腦MAO-B活性顯著降低，皮膚Hyp明顯增加，說明BSCE對(duì)延緩衰老有一定作用。

劉曉芳等建立小鼠肝損傷模型，應(yīng)用黑豆紅色素提取物灌胃給藥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察對(duì)肝損傷小鼠血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)換酶(ALT)和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)換酶(AST)活性、肝臟MDA水平、SOD和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):黑豆紅色素提取物可降低乙醇誘導(dǎo)急性肝損傷小鼠血清ALT和AST活性，可降低乙醇和CCI4兩種誘導(dǎo)急性肝損傷小鼠肝臟MDA水平、升高肝臟SOD活性，對(duì)肝臟GSH-Px含量影響較小，說明黑豆紅色素提取物具有保護(hù)肝臟作用。