不同酸體系中楊梅紅色素加工穩(wěn)定性的研究

夏 紅，朱慶珍，丁俊鵬

(蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215008)

不同酸體系中楊梅紅色素加工穩(wěn)定性的研究

夏 紅，朱慶珍，丁俊鵬

(蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215008)

以1、0.1、0.01mol/L的鹽酸、檸檬酸、酒石酸和抗壞血酸為溶劑從楊梅果實中提取紅色素，過濾后將溶液進行70℃水浴加熱5h、超聲處理1h，處理后的溶液再置于自然光照下3d，以吸光度變化率為指標(biāo)觀察楊梅紅色素在不同酸中對加熱、超聲、光照的穩(wěn)定性。結(jié)果表明：楊梅紅色素在不同濃度的鹽酸、檸檬酸、酒石酸和抗壞血酸溶液中經(jīng)過加熱、超聲處理和光照后吸光度均有不同程度的下降，表現(xiàn)出不穩(wěn)定性。但其不穩(wěn)定性的表現(xiàn)程度隨酸的種類和濃度的不同而有所不同，變化情況較復(fù)雜。比較而言，在抗壞血酸溶液中色素對加熱、超聲和光照處理最不穩(wěn)定。鹽酸溶液中色素對加熱處理相對較穩(wěn)定，其中在1mol/L的鹽酸溶液中加熱后的吸光度變化最?。槐緦嶒灄l件下，色素在鹽酸、檸檬酸、酒石酸溶液中對超聲處理相對較穩(wěn)定，其中在0.01mol/L檸檬酸溶液中色素經(jīng)超聲處理后吸光度的變化最?。还庹仗幚頃r，在0.1mol/L的鹽酸溶液中色素的吸光度變化率最小。

酸體系；楊梅紅色素；穩(wěn)定性

色、香、味是食品感官品質(zhì)的重要考察因素，因此食品加工中常采用添加劑來提高食品的感官品質(zhì)。色素是常用的食品添加劑，在飲料、糕點等食品生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。隨著人們生活水平和生活質(zhì)量的不斷提高，天然食用色素由于其安全、營養(yǎng)而較合成色素日益受到青睞[1]。天然食用色素的資源開發(fā)、性質(zhì)及提取工藝的研究也受到科研工作者的關(guān)注[2-11]，這些研究為食用天然色素的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。植物色素是天然食用色素的主要來源，從化學(xué)結(jié)構(gòu)而言，可以分為多酚色素、多烯色素等。多酚色素為水溶性色素，主要分布在植物的花、果實中。這些色素在酸性體系中較穩(wěn)定，但其穩(wěn)定性受許多因素的影響[12-18]，在其應(yīng)用于食品加工時，許多加工手段也會對其色澤穩(wěn)定性等產(chǎn)生影響，從而可能影響其使用效果。在天然色素的研究中，紅色素引起較多研究者的注意，其中許多研究者楊梅紅色素的性質(zhì)、提取工藝作了較多的研究。嚴和平等[19]、馬銀海等[20]對楊梅紅色素的提取工藝進行了研究，都用酸浸泡萃取色素得到提取液后進行提取純化，葉日英等[21]對楊梅色素的理化性質(zhì)進行了分析，這些性質(zhì)都表現(xiàn)出植物多酚色素的共性；林璇[22]對楊梅紅色素的提取、純化及其理化性質(zhì)進行了研究，采用不同的楊梅品種，提取其紅色素，經(jīng)純化后進行光譜實驗，推測花色苷主要成分為矢車菊花色苷，少量為芍藥花色苷和天竺葵花色苷，都表明楊梅紅色素為多酚類色素。由于多酚類色素具有一定的不穩(wěn)定性，與應(yīng)用條件有很大的關(guān)系。本實驗以楊梅紅色素為研究對象，觀察其在不同酸系中受加熱、超聲、光照等食品加工手段的影響而發(fā)生的變化，為其應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

楊梅購自蘇州東山，大葉細蒂種。鮮楊梅購買后速凍保存供實驗用，使用時解凍。

1.2 試劑

鹽酸(分析純) 常州市武衛(wèi)試劑有限公司；檸檬酸(分析純) 上海試劑一廠；酒石酸(分析純) 上?；瘜W(xué)試劑采購供應(yīng)站；抗壞血酸(分析純) 上海申翔化學(xué)試劑有限公司；實驗采用蒸餾水。

1.3 儀器與設(shè)備

TU-1810型紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限公司；722S可見分光光度計 上海精密科學(xué)儀器有限公司；KQ-100DB型數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司。

1.4 方法

配制1、0.1、0.01mol/L的酸溶液，按楊梅質(zhì)量與酸液體積比1:4浸提45min后過濾，濾液即為不同酸系中的色素溶液。

上述色素溶液分別進行加熱處理和超聲處理。將濾液置于超聲波清洗器中超聲處理1h后，比較超聲前后溶液吸光度的變化；加熱處理時將其置于70℃水浴中保持5h，比較加熱前后溶液吸光度的變化，考察熱對不同酸體系中楊梅紅色素穩(wěn)定性的影響。加熱后的溶液繼續(xù)靜置于自然光照下，3d后再測定其吸光度，觀察變化。上述實驗經(jīng)重復(fù)實驗2次，每次重復(fù)實驗時每種酸濃度設(shè)平行實驗。

1.5 吸光度測定

經(jīng)檢測，不同酸系中的楊梅紅色素溶液在可見光范圍內(nèi)于波長510～518nm處有最大吸收，同種酸濃度大時最大吸收波長略有紅移。為了操作方便，同時考慮到不影響實驗結(jié)果比較，所有溶液均以512nm作為測定波長。吸光度變化率按下式計算。平均變化率為兩次重復(fù)實驗平均變化率的平均值。

式中：A0為處理前溶液的吸光度；A1為處理后溶液的吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同酸溶液對楊梅紅色素加熱穩(wěn)定性的影響

圖 1 不同酸溶液中楊梅紅色素加熱后吸光度的平均變化率Fig.1 Average absorbance change of red pigment from Myrica rubra in different acid systems after heating treatment

由圖1可以看出，酸溶液中加熱后，楊梅紅色素溶液的吸光度均下降，表現(xiàn)出對加熱的不穩(wěn)定性。以吸光度的平均變化率考察，相對而言，抗壞血酸溶液中加熱后色素吸光度的變化最大，其次為酒石酸溶液中，再次為檸檬酸溶液中，鹽酸溶液中色素吸光度的變化最小。結(jié)果說明，楊梅紅色素在酸溶液中加熱表現(xiàn)出不穩(wěn)定性，不同酸中這種不穩(wěn)定性還存在差異。這可能與酸的性質(zhì)有關(guān)，抗壞血酸是對熱不穩(wěn)定的弱酸，且有還原性，而鹽酸為強酸。上述性質(zhì)都可能會影響楊梅紅色素的加熱穩(wěn)定性。以同濃度的不同酸考察，基本也呈現(xiàn)出上述變化規(guī)律。在濃度較小的不同酸溶液中，色素對加熱的不穩(wěn)定性差異較小，而隨著酸溶液濃度的增加，不同酸中色素對加熱的不穩(wěn)定性的差異增大。總體而言，楊梅紅色素酸溶液對加熱的穩(wěn)定性依次為鹽酸＞檸檬酸＞酒石酸＞抗壞血酸。

雖然加熱使不同濃度鹽酸溶液中色素的吸光度都下降，但其變化率不盡相同。重復(fù)實驗的結(jié)果表明，0.01mol/L鹽酸溶液中吸光度變化最大，其次為0.1mol/L鹽酸，但兩者的變化率較接近，而1mol/L鹽酸溶液中色素加熱后的吸光度變化最小，這從一個方面表明，在本實驗范圍內(nèi)，鹽酸溶液的濃度越高，楊梅紅色素對加熱的穩(wěn)定性相對越高。不同濃度檸檬酸中色素加熱后的吸光度變化率趨勢在兩次重復(fù)實驗中有差異。但同一重復(fù)實驗中，色素溶液吸光度的變化率都比較接近。總體而言楊梅紅色素在酒石酸溶液中對加熱的穩(wěn)定性較差，加熱后吸光度下降平均可達32.92%。而且在1mol/L濃度的溶液中加熱后吸光度的變化最大，隨酒石酸濃度的減小，加熱后色素溶液吸光度的變化率減小。結(jié)果反映出楊梅色素在酒石酸溶液中對熱的穩(wěn)定性隨酸濃度的增大而減弱。楊梅紅色素在抗壞血酸溶液中對熱極不穩(wěn)定，加熱后吸光度平均下降率為60.18%。在0.01mol/L的抗壞血酸溶液中相對變化率較??；在0.1mol/L溶液中變化率最大，1mol/L溶液中的變化率與0.1mol/L溶液中的變化率相差不大。

2.2 不同酸溶液對楊梅紅色素超聲穩(wěn)定性的影響

表 1 不同酸溶液中楊梅紅色素溶液超聲處理后吸光度的變化Table 1 Absorbance change of red pigment from Myrica rubra in different acid systems after ultrasonic treatment

表1表明，楊梅紅色素在鹽酸、檸檬酸和酒石酸溶液中經(jīng)超聲處理后，吸光度基本呈下降趨勢，但變化率較小，相對比較穩(wěn)定。但在抗壞血酸溶液中吸光度下降的變化率很大。色素在鹽酸溶液中超聲處理時，吸光度的變化趨勢隨酸濃度的變化而有所不同。低濃度鹽酸溶液中變化較大。色素在檸檬酸和酒石酸溶液中超聲處理時，吸光度變化率隨酸溶液濃度的增大而增大，即在低濃度酸中相對穩(wěn)定。同樣在抗壞血酸溶液中，低濃度時色素進行超聲處理時，其吸光度的變化相對較小，從一個方面反映出相對穩(wěn)定性，而在中等濃度(0.1mol/L)的抗壞血酸溶液中吸光度變化率最大，相對最不穩(wěn)定。

2.3 不同酸溶液對楊梅紅色素光照穩(wěn)定性的影響

圖2 楊梅紅色素在不同酸溶液中經(jīng)3d光照后吸光度的平均變化率Fig.2 Average absorbance change of red pigment from Myrica rubra in different acid systems after light treatment

從圖2可以看出，楊梅紅色素在抗壞血酸溶液中對光照極不穩(wěn)定，3d光照后溶液的吸光度下降平均達85.49%。在酒石酸和鹽酸溶液中相對較穩(wěn)定，吸光度平均下降20%左右。在檸檬酸溶液中光照穩(wěn)定性居中。

同種酸溶液中，酸濃度對色素的光照穩(wěn)定性也有影響。在鹽酸溶液中，色素在0.1mol/L的酸溶液中最穩(wěn)定，在1mol/L的酸溶液中最不穩(wěn)定，即鹽酸濃度最大的溶液中，色素的光照穩(wěn)定性最差，而且與較低濃度酸溶液中的穩(wěn)定性差異較大；在檸檬酸和酒石酸溶液中，色素對光照的穩(wěn)定性都隨酸濃度的降低而增強，而且在高濃度的酸溶液中色素的穩(wěn)定性與較低濃度酸溶液中穩(wěn)定性的差異較大。在不同濃度的抗壞血酸溶液中，色素的不穩(wěn)定性雖有差異但差異不大。

3 結(jié) 論

通過不同濃度的酸為溶劑直接浸提楊梅紅色素，將色素溶液進行加熱、超聲、光照處理，以吸光度變化觀察色素在不同酸溶液中的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，在進行處理后，色素溶液的吸光度均發(fā)生變化，而且以吸光度減小為主，表現(xiàn)出色素本身的不穩(wěn)定性。同時酸的種類和濃度對楊梅紅色素的加熱、超聲、光照穩(wěn)定性都產(chǎn)生影響。色素在抗壞血酸溶液中對所有處理都表現(xiàn)出極不穩(wěn)定性。加熱處理時，在1mol/L的鹽酸溶液中相對穩(wěn)定；超聲處理時，在鹽酸、檸檬酸、酒石酸溶液中都較穩(wěn)定，而在0.01mol/L檸檬酸溶液中變化最小。光照處理時，在0.1mol/L的鹽酸溶液中變化最小。

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Processing Stability of Red Pigment from Myrica rubra in Different Acidic Systems

XIA Hong，ZHU Qing-zhen，DING Jun-peng
(Suzhou Polytechnic Institute of Agriculture, Suzhou 215008, China)

Red pigment was extracted from fruits of Myrica rubra using 1, 0.1 mol/L and 0.01 mol/L hydrochloric acid, citric acid, tartaric acid and ascorbic acid. Different pigment solutions were obtained by filtration. Pigment solutions were subjected to heating treatment at 70 ℃ for 5 hours and ultrasonic treatment for 1 hour. The treated pigment solutions were placed in the natural light for 3 days. The absorbance change of pigment solutions was determined to evaluate the stability of pigment. Results showed that red pigment was not stable in acidic systems. The pigment was very unstable to heating, ultrasonic and light treatments in ascorbic acid system. However, the pigment exhibited relative stability to heating treatment in hydrochloric acid system with the minimum absorbance change in 1 mol/L hydrochloric acid. Moreover, the pigment also exhibited the relative stability to ultrasonic treatment in hydrochloric acid, citric acid and tartaric acid. Meanwhile, the minimum absorbance change of pigment after ultrasonic treatment was observed in 0.01 mol/L citric acid. Furthermore, the minimum absorbance change of pigment after natural light treatment was revealed in 0.1 mol/L hydrochloric acid.

acid systems；red pigment；Myrica rubra；stability

TS264.4

A

1002-6630(2010)09-0059-03

2009-09-20

2008年江蘇省大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練項目((2008-237)

夏紅(1965—)，女，教授，碩士，研究方向為食品化學(xué)與農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工。E-mail：xhfood@163.com