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本实验选取了黑米色素、红树莓色素、甘蓝红色素三种天然花色苷类色素作为研究对象,通过p H示差法和LC-MS方法分析了三种天然色素的花色苷含量和组成成分;紫外-可见分光光度计和CIELab色彩空间法定量和定性的研究单宁酸对三种天然色素的辅色作用;紫外光谱、荧光光谱、圆二色谱和红外光谱法初步探讨了三种天然花色苷类色素与牛血清蛋白的相互作用,研究了蛋白质的二级结构变化和相互作用机制,为天然色素在食品加工与医疗保健行业中的应用提供理论依据。主要研究结果如下:1.三种天然色素中花色苷含量与组成成分分析:通过p H示差法测定黑米色素、红树莓色素和甘蓝红色素中的花色苷含量分别为23.9%、26.3%和12.3%。红树莓色素的花色苷含量最高、黑米色素次之,甘蓝红色素的含量最少;LC-MS结果显示红树莓色素和黑米色素的花色苷种类较为单一,主要为矢车菊-3-葡萄糖苷,而甘蓝红色素的花色苷种类较为复杂,但主要是酰化的花色苷单体,有矢车菊素-3-芥子酸酰化槐糖-5-葡萄糖苷、矢车菊色素-3-香豆酸酰化槐糖-5-葡萄糖苷、矢车菊素-3-(6‖-阿魏酸槐糖苷)-5-葡萄糖苷等。2.单宁酸与三种天然色素的辅色作用单宁酸对三种天然色素都显示了良好的辅色效果。随着辅色剂摩尔浓度的增加,红树莓和黑米色素的最大吸收波长发生红移,总色差逐渐变大,而甘蓝红色素的总色差也逐渐变大,但最大吸收波长未发生变化。在p H=2.0-6.0的范围内,随着缓冲溶液的p H不同,加入辅色剂后,体系的亮度、彩度和色相都发生变化,且亮度对于总色差变化的相对贡献率最大。当p H=4.0时,单宁酸对于甘蓝红和红树莓的在辅色过程中的总色差变化最明显;黑米色素则在p H=3.0和5.0时变化明显。总体来看,酰化的花色苷单体比未酰化的花色苷单体辅色效果要差。3.三种天然色素与牛血清蛋白的相互作用紫外光谱显示随着三种天然色素的浓度增加,牛血清蛋白在220nm的吸光度增加,最大吸收波长发生移动,表明牛血清蛋白的结构发生了变化;荧光光谱分析三种天然色素对牛血清蛋白的荧光特性都有猝灭作用,且低浓度的花色苷溶液中该猝灭机制为静态猝灭,黑米色素、红树莓色素和甘蓝红色素的KSV(×105L·mol-1)值,分别为1.574a、1.449a、2.144b。298K下,黑米色素、红树莓色素和甘蓝红色素的结合常数(K)分别为1.432×105L/mol、1.156×105L/mol和2.602×106L/mol,结合位点(n)都为1-2个。黑米色素与牛血清蛋白之间的相互作用力主要为静电力;红树莓色素与牛血清蛋白的相互作用力主要为疏水相互作用;甘蓝红色素与牛血清蛋白之间的相互作用力为静电力;圆二色谱显示,黑米色素对牛血清蛋白二级结构的影响主要是α-螺旋的变化,α-螺旋含量由37.3%下降到36.2%,红树莓色素对牛血清蛋白二级结构的影响主要也是α-螺旋的变化,α-螺旋含量由37.3%下降到35.7%,而甘蓝红色素对其结构变化主要为β-折叠,由15.4%上升到17.5%,这一结果与红外光谱的结果一致。