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莧菜紅是從莧菜中提取的天然色素，是一種水溶性的偶氮類紅色染料，由1－萘胺－4－磺酸和2－萘酚－3，6－二磺酸重氮化偶合制成。其色彩鮮艷安全性高。該色素對(duì)大多數(shù)食品添加劑穩(wěn)定，故可用于飲料、糖果、糕點(diǎn)、酒品等著色，使其色彩艷麗動(dòng)人，味道酸甜可口。也可作為藥品(糖衣、膠囊) 、保健品、化妝品的著色。
莧菜紅呈紅褐色或暗紅褐色均勻粉末或顆粒，無(wú)臭，耐光、耐熱性（105℃）強(qiáng)，對(duì)檸檬酸、酒石酸穩(wěn)定，在堿液中則變?yōu)榘导t色。易溶于水，呈帶藍(lán)光的紅色溶液，微溶于乙醇，不溶于油脂，易被細(xì)菌分解，耐氧化、還原性差，不適于發(fā)酵食品應(yīng)用。
圖1為莧菜紅
在生物體內(nèi)，莧菜紅能夠與細(xì)胞和DNA之間進(jìn)行相互作用，濃度過(guò)高時(shí)會(huì)抑制細(xì)胞生長(zhǎng)，導(dǎo)致染色體斷裂，具有很高的遺傳毒性。莧菜紅會(huì)增加基因突變的頻率，引起基因毒性效應(yīng)。此外，莧菜紅能夠誘導(dǎo)結(jié)合人血清蛋白，改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象，增大其表面疏水性。血紅蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)被改變后，螺旋穩(wěn)定性就會(huì)受到影響，從而喪失輸送氧的能力。
1.固相萃?。⊿PE）
固相萃取是提取食品中合成色素常用的方法，它能夠?qū)⒏蓴_成分淘汰，只提取包含目標(biāo)分析物的純物質(zhì)，操作快速簡(jiǎn)便。固相萃取法包含4個(gè)步驟：首先排除空氣并且活化萃取顆粒表面上的配位體；加載樣品；洗滌以除去不含目標(biāo)分析物的干擾成分；最后進(jìn)行洗脫以從吸附劑中釋放目標(biāo)分析物。分散固相萃取富集法是固相萃取法的延續(xù)，是一種以聚多巴胺包覆四氧化三鐵納米粒子作為萃取劑的提取方法。納米材料的使用使樣品回收率高達(dá)91.9%，具有靈敏度高、重復(fù)性好的顯著優(yōu)點(diǎn)。用C18的固相萃取試劑盒與體積分?jǐn)?shù)為18%的異丙醇從飲料中提取莧菜紅，回收率達(dá)到81%。
2.液－液萃取（LLE）
液－液萃?。↙LE）稱為溶劑萃取法，是利用2種互不相溶的液體對(duì)同種化合物溶解性的差異進(jìn)行分離。使用液－液萃取技術(shù)提取碳酸飲料、酒精飲料、糖漿、冰淇淋和巧克力中的莧菜紅，回收率為90.9%。采用雙水相系統(tǒng)，利用離子液體進(jìn)行微萃取，使分離效率大大提高。
3.膜分離
膜是一層薄薄的半滲透性物質(zhì)，具有過(guò)濾的特性，能夠在一定程度上去除食品飲料中的干擾物質(zhì)。使用膜過(guò)濾法對(duì)飲料樣品中的莧菜紅進(jìn)行提取，過(guò)濾后的飲料樣品雜質(zhì)變少，明顯更容易進(jìn)行后續(xù)處理。
4.超聲波提取法
超聲波提取以其提取溫度低、提取率高、提取時(shí)間短的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)近年來(lái)應(yīng)用于中藥材和各種動(dòng)、植物有效含量的提取，是替代傳統(tǒng)提取方法實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、環(huán)保式提取的現(xiàn)代高新技術(shù)手段。取干燥粉碎后的紅莧菜根據(jù)不同料液比加相應(yīng)蒸餾水作為提取溶劑，按照各種條件(液料比、超聲波功率、溫度、時(shí)間)進(jìn)行超聲波提取。提取結(jié)束后，抽濾，取紅色透明濾液置于真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮，再將濃縮物傾人蒸發(fā)皿中，置于水浴鍋上干燥。水溫控制在50℃左右，所得紅色膏狀物即為紅色素。
5.微波萃取法
微波萃取是利用微波能來(lái)提高萃取率的一種最新發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。目前，除主要用于環(huán)境樣品預(yù)處理外，還用于生化、食品、工業(yè)分析和天然產(chǎn)物提取等領(lǐng)域。方法是:取一定量預(yù)處理的莧菜葉，用pH=5.0的緩沖溶液作為提取劑，用微波萃取儀進(jìn)行微波萃取，設(shè)定微波萃取條件為:溫度40℃，壓力為5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，功力為500W。待反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過(guò)濾，經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀50℃減壓濃縮成暗紅色浸膏，真空干燥后稱重。與同樣提取劑，非微波萃取法比較，微波萃取率高，萃取時(shí)間大大縮短。在天然色素的提取工藝中，微波萃取技術(shù)具有很高的推廣價(jià)值。
6.超濾一樹脂法
超濾是一種加壓膜分離技術(shù)，膜分離技術(shù)是一種新型分離提純方法，它操作簡(jiǎn)單，分離速度快，效果好、無(wú)污染，使用成本低，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)的分離提取工藝中。工藝流程為:新鮮莧菜(用pH=2酸水浸泡24h→提取液→微濾→超濾→樹脂→洗脫液濃縮→真空干燥→色素產(chǎn)品。該方法中的微濾可以有效除去粗提取液的懸浮物及部分多糖和果膠分子，有助于后繼超濾提純，縮短超濾時(shí)間。超濾—樹脂聯(lián)用技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、操作容易、無(wú)污染、生產(chǎn)成本低，適合用于分離提取莧菜紅色素的生產(chǎn)中。
1.高效液相色譜法（HPLC）
高效液相色譜法常用于分析色素。大部分高效液相色譜配有紫外－可見光、二極管陣列或者光電二極管陣列探測(cè)器。其流動(dòng)相和固定相多種多樣，常用的分離柱有十八烷基柱和單體辛基柱。高效液相色譜－分光光度法測(cè)得碳酸飲料、雞尾酒、糖果、果凍和冰淇淋中莧菜紅的檢測(cè)限和定量限分別為6.4，19ng/mL。在高效液相色譜法的基礎(chǔ)上衍生的超高效液相色譜法，不僅具有更高的分析精度，而且分析時(shí)間也大大縮短。采用超高效液相色譜法測(cè)定肉制品中莧菜紅的含量，得到檢測(cè)限為0.02mg/kg，定量限為0.05mg/kg。
2.液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法
液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法是用于確定食品中色素的色譜技術(shù)之一。其原理與普通的高效液相色譜法相同，需要選擇合適的流動(dòng)相和固定相。但質(zhì)譜儀能夠克服光譜干涉，使測(cè)量結(jié)果更為準(zhǔn)確?；谝合嗌V－質(zhì)譜聯(lián)用的色譜分析方法來(lái)測(cè)定冰淇淋、巧克力和糖果中的莧菜紅，檢測(cè)限和定量限分別為5，10mg/kg。
3.薄層色譜
薄層色譜是另一種基本的色譜方法，它通過(guò)比較樣品與標(biāo)準(zhǔn)品的比移值和顏色，來(lái)篩選食品中未知化合物。薄層色譜載樣量相對(duì)較少，一般以硅膠作為固定相，流動(dòng)相是根據(jù)樣品性質(zhì)的差異來(lái)選擇的。利用薄層色譜法測(cè)定飲料中的莧菜紅，與高效液相色譜法相比，其檢測(cè)限更低一些，靈敏性也不夠突出。
4.電化學(xué)傳感器
電化學(xué)傳感器以其靈敏度高、操作簡(jiǎn)便、選擇性好、易于小型化等優(yōu)點(diǎn)，在蛋白質(zhì)組學(xué)、生物化學(xué)、藥物和食品分析等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在電化學(xué)體系中，關(guān)鍵的一點(diǎn)是設(shè)計(jì)和修飾高靈敏性和選擇性的工作電極。基于石墨烯納米片的電化學(xué)傳感器平臺(tái)來(lái)檢測(cè)飲料中莧菜紅的含量。在Ｎ－甲基吡咯烷酮中實(shí)現(xiàn)石墨粉末的超聲剝離，使線性范圍從2.5nm拓寬到125nm。在電化學(xué)體系中，不同射頻聚合物與莧菜紅的氧化反應(yīng)表現(xiàn)出不同的電化學(xué)活性，這種新的傳感系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)合成色素中具有良好的應(yīng)用前景。
5.分子印跡聚合物
分子印跡聚合物
是為目標(biāo)分子設(shè)計(jì)的具有特定空腔的仿生合成受體。分子聚合物不僅能夠特異性地結(jié)合靶分子，而且可以參與到光纖傳感器的組成中，在環(huán)境分析化學(xué)、臨床分析和食品等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。新開發(fā)的一種新型分子印跡電化學(xué)傳感器，使用了由磁場(chǎng)誘導(dǎo)氧化還原石墨烯與四氧化三鐵自組裝的復(fù)合材料。在分子印跡技術(shù)中，復(fù)合物包括苯胺的功能單體、莧菜紅樣品和四氧化三鐵，將它們通過(guò)p-p堆積和氫鍵自組裝預(yù)先置于模板上，然后在磁場(chǎng)感應(yīng)下進(jìn)行聚合。
6.毛細(xì)管電泳
電泳是一系列分離技術(shù)的通用名，涉及到電場(chǎng)在毛細(xì)管中的應(yīng)用。根據(jù)分離模式不同，毛細(xì)管電泳法可分為毛細(xì)管區(qū)帶電泳、毛細(xì)管膠束電動(dòng)色譜和毛細(xì)管等速電泳。由于毛細(xì)管內(nèi)徑較窄，毛細(xì)管電泳技術(shù)容樣量很低，導(dǎo)致分析物的檢測(cè)下限也很低。不過(guò)，用該法檢測(cè)飲料和雪糕中的莧菜紅，還是取得了不錯(cuò)的效果。用毛細(xì)管區(qū)帶電泳法結(jié)合PDA檢測(cè)器測(cè)定飲料中莧菜紅的含量，在波長(zhǎng)為280nm處，莧菜紅的檢測(cè)限和定量限分別是1.1，3.61mg/mL。
可用于飲料、糖果、糕點(diǎn)、酒品等著色，使其色彩艷麗動(dòng)人，味道酸甜可口。也可作為藥品(糖衣、膠囊) 、保健品、化妝品的著色。
[1]徐錦鋒. 日落黃和莧菜紅分子印跡傳感器的研制與應(yīng)用[D].天津科技大學(xué),2013.
[2]楊守潔.莧菜紅色素提取工藝的研究進(jìn)展[J].廣州化工,2011,39(09):38-39.
[3]侯培磊,王露露,彭珂珂.食品中莧菜紅提取及分析方法探討[J].中國(guó)調(diào)味品,2018,43(02):161-163.