葡萄花色苷的合成及穩(wěn)定性研究進(jìn)展

王維茜，鄧潔紅 *，魏一枝，劉永紅

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院 食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410128；2.湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙410127）

隨著葡萄酒業(yè)的規(guī)?；涂焖侔l(fā)展，葡萄酒業(yè)已遍布全球五大洲，葡萄酒的生產(chǎn)大國也不再局限于西歐國家，在美洲、大洋洲、非洲和亞洲也崛起了一些葡萄酒生產(chǎn)大國。國際知名的釀酒葡萄品種有黑皮諾（Point Noir）、佳美（Gamay）、西哈（Syrah）、歌海娜（Grenache）、慕爾維特（Mourvedre）、佳麗釀（Carignan）、美樂（Merlot）、呂麗珠（Cabernet Franc）、赤霞珠（Cabernet Sauvignon）、馬爾貝克（Malbec）、塔娜（Tannat）、神索（Cinsaut）等，國內(nèi)葡萄品種比較匱乏，研究比較多的葡萄品種有巨峰（Kyoho）、山葡萄（Vitis amurensis）、刺葡萄（Vitis davidiiFoex）等。不同葡萄品種花色苷含量有顯著差異，花色苷具有抗氧化作用，可以清除體內(nèi)的自由基；能降低高血脂水平，改善高甘油脂脂蛋白膽固醇含量；具有抗腫瘤、抗變異、抗過敏、保護(hù)胃粘膜等多種生理功效。目前，絕大部分的葡萄都用來生產(chǎn)葡萄酒和葡萄汁，而花色苷含量高的葡萄皮渣變成生產(chǎn)廢料，是一種巨大的能源浪費(fèi)，開發(fā)利用葡萄皮中花色苷具有非常重要的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

1 葡萄花色苷的研究概況

1.1 葡萄花色苷的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

自然條件下游離的花色素極少，在植物中花色苷均以糖苷的形式存在?；ㄉ盏慕Y(jié)構(gòu)母核是2-苯基苯并吡喃陽離子，如圖1所示。重要的花色苷有6類，即花青素、飛燕草色素、錦葵素、芍藥素、牽?；ㄉ睾吞祗每兀Ｅc1 個(gè)或多個(gè)葡萄糖、半乳糖、木糖、鼠李糖、阿拉伯糖等通過糖苷鍵與花色素C環(huán)3位或5位羥基相連形成花色苷；與花色素結(jié)合的二糖有槐糖、蕓香糖；三糖有2G-木糖苷蕓香糖、葡萄糖苷蕓香糖。最常見的4種花色素配糖形式是3-單糖苷、3-雙糖苷、3，5-二糖苷、3，7-二糖苷[1]。一般認(rèn)為花色素呈色反應(yīng)其顏色差異決定于取代基的不同。最常見的酰化形式是?；〈cC-6位的羥基酯化或與C-3位的糖鍵合，能引起?；乃嶂饕锌Х人帷ο愣顾?、對羥基苯甲酸、芥子酸、阿魏酸、蘋果酸、丙二酸、乙酸和琥珀酸。AMICO V等[2]認(rèn)為紅葡萄酒之中的花色苷含量與組成，與葡萄的品種、地理位置、季節(jié)、成熟度、產(chǎn)量都有關(guān)系；即使是同一個(gè)種內(nèi)的不同品種，花色苷的組成與分布也有差異，并使品種具有其顏色特征。歐亞種葡萄中花色苷主要有5種，分別為錦葵素、甲基錦葵素、花青素、二甲基花青素、芍藥素。紅葡萄皮中的花色苷主要為錦葵素3-O-葡萄糖苷、芍藥素3-O-葡萄糖苷、錦葵素3-O-（6-O-乙酰）-葡萄糖苷[3]?；ㄉ杖苡谒鸵掖迹蝗苡谝颐?、氯仿等有機(jī)溶劑。遇醋酸鉛試劑會(huì)沉淀，并能被活性炭吸附。其顏色隨pH值不同而變化，在酸性條件下呈紅色，在中性、近中性條件下呈無色，在堿性條件下呈藍(lán)色。

圖1 花色苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 The chemical structure of anthocyanins

1.2 葡萄花色苷的合成

許多研究發(fā)現(xiàn)花色苷合成的最初前體物質(zhì)為苯丙氨酸，這一過程極其復(fù)雜，而且由不同的酶催化?；ㄉ盏纳锖铣捎刑囟ǖ恼{(diào)節(jié)機(jī)制，并受兩套基因控制，即結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因。結(jié)構(gòu)基因即直接編碼色素合成的酶，是所有植物共有的，通過轉(zhuǎn)錄起作用。相關(guān)酶包括花色苷合成酶（anthocyanins synthetase，ANS）、二氫黃酮醇-4-還原酶（dihydroflavonol-4-reductase，DFR）、查爾酮合成酶（chalonesynthase，CHS）、查爾酮異構(gòu)酶（chalcone isomerase，CHI）、黃烷酮-3-羥基化酶（flavanone-3-hydroxylase，F(xiàn)3H）、類黃酮葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶（UDP-glycose：flavonoid glycosyltransferase，UFGT）。調(diào)節(jié)基因即調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)基因活性和表達(dá)，決定了花色苷積累的時(shí)間和分布。相關(guān)酶包括苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonialyas，PAL）和類黃酮-3-O糖基轉(zhuǎn)移酶（3-O-glycosyltransferases，3GT）、肉桂酸-4-羥基羧化酶（cinnamate-4-hydroxylase，C4H）、對香豆酰-CoA連接酶（4-coumaryl：CoA ligase，4CL）、黃酮合酶（flavonol synthase，F(xiàn)S）；異黃酮合酶（isoflavone synthase，IFS）、黃烷酮-3′-羥基化酶（flavanone-3-hydroxylase，F(xiàn)3′H）、黃烷酮-3′,5′羥基化酶（flavanone-3′,5′-hydroxylase，F(xiàn)3′5′H）、黃酮醇合成酶（flavonol synthase，F(xiàn)LS）等[4]。苯丙氨酸解氨酶（phenylalaninammonia-lyase，PAL）是多酚物質(zhì)代謝途徑中的一個(gè)限速酶，F(xiàn)3′H是過氧化物酶，催化二氫黃烷酮生成二氫山奈酚（dihydrokaempferol，DHK），二氫黃酮醇-4-還原酶（dihydro flavonol-4-reductase，DFR）是催化二氫山奈酚、二氫楊梅黃酮（dihydromyricetin，DHM）和二氫槲皮素（dihydroquercetin，DHQ）分別是生成無色天竺葵苷元、無色飛燕草色素和無色花青素的關(guān)鍵酶，查爾酮合成酶（CHS）是催化生成苯基苯乙烯酮的關(guān)鍵酶，花色苷合成酶（ANS）催化無色花青素轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩ㄇ嗨兀現(xiàn)3′H和F3′5′H決定花色苷的羥化模式，最后3GT催化花青素與糖基形成花色苷[5]?；ㄉ盏暮铣赏緩椒?個(gè)步驟：第一步由PAL催化苯丙氨酸生成肉桂酸，再形成香豆素-CoA；第二步由香豆素-CoA和丙二酰-CoA反應(yīng)生成無色的柚苷配基；第三步由柚苷配基還原成花白素，生成的最終產(chǎn)物花青素經(jīng)3GT催化與糖縮合形成花色苷貯存在液泡中[6]。花色苷合成途徑見圖2，氣候條件、栽培條件對花色苷的形成與積累有很大影響。一般認(rèn)為隨著海拔高度和緯度的增加，紫外線照射加強(qiáng)，果實(shí)的著色率和著色度會(huì)明顯提高。晝夜溫差對花色苷合成和葡萄漿果著色影響較大。光照、較低的溫度、適度限制灌水都能促進(jìn)花色苷的形成。而高施氮肥會(huì)抑制花色苷的形成，過多地施氮肥會(huì)導(dǎo)致果實(shí)的著色不良[7]。

圖2 花色苷合成途徑Fig.2 The way of anthocyanins synthesis

2 葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的影響因素

花色苷有其獨(dú)特的缺電子結(jié)構(gòu)，極其不穩(wěn)定?；ㄉ盏?種結(jié)構(gòu)變化形式為藍(lán)色的醌式堿（A）、紅色的二苯并吡喃陽離子（AH+）、無色的甲醇假堿（B）、無色的查爾酮（C），這四種物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化能造成花色苷顏色的變化，穩(wěn)定性也直觀的體現(xiàn)在顏色的變化上?；ㄉ盏姆€(wěn)定性受到許多因素的影響，如光和熱、pH值、金屬離子、酶、糖類和等。

2.1 光和熱

花色苷在不同溫度下的降解遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)規(guī)律，二苯基苯并吡喃陽離子（AH+）的失電子過程：AH+→A是一個(gè)放熱反應(yīng)，而水解反應(yīng)AH+→B和開環(huán)反應(yīng)B→C均為吸熱反應(yīng)，因此當(dāng)溫度升高時(shí)，平衡向著無色的查爾酮（C）和甲醇假堿（B）形式轉(zhuǎn)化，但當(dāng)冷卻和酸化時(shí)，醌式堿（A）和甲醇假堿（B）還可轉(zhuǎn)變成陽離子（AH+）形式，而查爾酮（C）則很難再轉(zhuǎn)化為陽離（AH+）子形式。在光照條件下，單糖苷、非?；亩擒?、?；亩擒辗€(wěn)定性依次增大[8]。FURTADO P等[9]提出光降解的最終產(chǎn)物與熱降解的最終產(chǎn)物相同，但是兩者的降解途徑不同。光降解的途徑可能為：花色苷首先降解生成C4 羥基中間產(chǎn)物，然后該中間產(chǎn)物在C2 位水解開環(huán)，生成查爾酮（C），最后查爾酮迅速降解，生成苯甲酸及2，4，6-三羥基苯甲醛等終產(chǎn)物。

2.2 pH值

花色苷易受pH的影響，一般在酸性條件下較穩(wěn)定，在中性或堿性條件下易降解，但是，含有2個(gè)或2個(gè)以上?；幕ㄉ赵谡麄€(gè)pH范圍內(nèi)都表現(xiàn)出很好的顏色穩(wěn)定性。花色苷在pH＜2時(shí)，主要以紅色陽離子（AH+）的形式存在；pH為4～5時(shí)，主要為無色醇型堿（B）或查爾酮（C）形式；pH值＞6時(shí)，主要為藍(lán)色醌式假堿（A）形式。SADILOVA E等[10-11]對pH 1.0和pH 3.5 條件下的矢車菊素-3-葡萄糖苷的熱降解產(chǎn)物進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)在2種pH條件下都會(huì)產(chǎn)生原兒茶酸和2,4,6-三羥基苯甲醛2種終產(chǎn)物，但只有在pH值為3.5條件下能夠檢測到中間產(chǎn)物查爾酮（C），在pH值為1.0條件下沒有發(fā)現(xiàn)，這一現(xiàn)象的原因可能是查爾酮在pH 1.0條件下不穩(wěn)定，說明pH會(huì)對花色苷熱降解途經(jīng)產(chǎn)生影響。

2.3 氧化劑及過氧化劑

花色苷在酸性和中性條件下的氧化降解途徑不同。在pH 1～3的酸性溶液中，O3或H2O2生成自由基類物質(zhì)，并與花色苷結(jié)合生成花色苷-H2O2復(fù)合物，H2O2與花色苷的C2位發(fā)生親核反應(yīng)，使C2和C3之間的共價(jià)鍵斷裂，生成苯甲酰苯基乙酸酯，該酯極易在堿性條件下發(fā)生水解，形成酚酸、苯甲酸和2,4,6-三羥基苯乙酸。在pH 6～7的中性溶液中，錦葵素-3,5-二葡萄糖苷（malvidin-3,5-di-glucoside）在加熱條件下先轉(zhuǎn)化為醌式堿，進(jìn)而生成香豆素衍生物3,5-二葡糖基-7-羥基香豆素[3,5-di-（O-β-D-glucosyl）-7-hydroxycoumarin]，運(yùn)用此法可判斷糖取代基的位置[12]。OZKAN M等[13]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，H2O2可以促使花色苷降解，H2O2主要通過3個(gè)反應(yīng)，生成·OH，使花色苷的苯環(huán)發(fā)生降解最后生成CO2和H2O，并得出H2O2主要是通過兩種途徑來影響花色苷降解：一是H2O2裂解生成大量的具有非偶電子的基團(tuán)或原子即自由基和過氧氫根離子HOO－；二是大量醌類物質(zhì)的生成。

2.4 金屬離子

金屬離子對花色苷具有一定的輔色效果，與Ca2+、Zn2+、Cu2+、Al3+、Sn2+或其他金屬離子的絡(luò)合能對顏色能起穩(wěn)定性作用。金屬離子對不同種類的花色苷的影響不同，有增色效應(yīng)也有破壞作用，同種離子對不同種花色苷的影響也有差異，這與花色苷本身的分子結(jié)構(gòu)和濃度有很大關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)只有在B-環(huán)上含有鄰位羥基的花色苷才能與金屬離子絡(luò)合。因此，可以通過向花色苷添加某種金屬離子，再觀察其最大吸收波長是否移動(dòng)，來區(qū)別具有這種B-環(huán)上含有鄰位羥基的花色苷和其他普通花色苷[14]。雖然金屬離子對花色苷的穩(wěn)定性具有一定增強(qiáng)作用，但這一效應(yīng)也不是有益無害的，主要體現(xiàn)在增色的同時(shí)形成的金屬-單寧絡(luò)合物可導(dǎo)致花色苷褪色。

2.5 酶

在花色苷的降解過程中主要的酶有2種：一是糖苷酶（glyeosidase）可水解花色苷得到游離的糖和花青素，花青素很不穩(wěn)定，可自發(fā)生成無色的物質(zhì)。葡萄糖、葡萄糖-δ-內(nèi)酯和葡萄酸是糖苷酶的競爭性抑制劑。二是多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）通過偶合氧化機(jī)理作用于作用于存在鄰-二酚羥基的花色苷，產(chǎn)生的中間產(chǎn)物-鄰醌能使花色苷轉(zhuǎn)化為氧化的花色苷及其降解產(chǎn)物。多酚氧化酶（PPO）的活性可有效的被SO2、亞硫酸鹽、單寧、苯肼和半胱氨酸抑制。其他參與降解的酶還有過氧化物酶和果膠酶[15]。KADER F等[15]采用Sephadex G-25柱層析將咖啡酸的氧化產(chǎn)物咖啡酸醌（caffeic acid O-quinone，CQ）進(jìn)行了純化，然后與天竺葵色素-3-葡萄糖苷反應(yīng)，采用紫外可見光譜、高效液相等化學(xué)分析方法進(jìn)行鑒定，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物中有咖啡酸和殘存的天竺葵色素-3-葡萄糖苷，這是因?yàn)轶每?3-葡萄糖苷不是鄰位酚羥基結(jié)構(gòu)，所以不會(huì)生成咖啡酸，因此推斷出咖啡酸是由鄰苯二醌咖啡酸生成的，并證明了多酚氧化酶（PPO）本身不能促進(jìn)花色苷的降解，而是當(dāng)有咖啡酸等酚類存在時(shí)，多酚氧化酶能促進(jìn)多酚生成O-醌類化合物，這一中間產(chǎn)物與花色苷反應(yīng)生成花色苷-O-醌的縮合物，從而加快花色苷的降解[16]。

2.6 糖

在高濃度的糖存在時(shí)，水分活度降低，花色苷生成假堿式（B）的速度減慢，因此花色苷的顏色得到了保護(hù)；但是在低濃度的糖存在時(shí)，花色苷的降解或變色卻加快。果糖、乳糖、阿拉伯糖和山梨糖的這種作用比蔗糖、葡萄糖和麥芽糖表現(xiàn)的更強(qiáng)[17]。CAO S等[18]研究發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檎崽菫槎?，首先分解生成葡萄糖和果糖后，才能生成糠醛，而己酮糖（ketohexose）較己醛糖（aldohexose）更易轉(zhuǎn)化為糠醛，所以糖對花色苷的降解速率表現(xiàn)為果糖＞蔗糖＞葡萄糖。

2.7 SO2

低濃度的SO2用作防腐劑，對花色苷具有穩(wěn)定作用，因其可與抗壞血酸有效地結(jié)合。SO2雖然具有這樣的穩(wěn)定化作用，但實(shí)際上卻由于生成亞硫酸鹽使色素褪色。SO2對花色苷的漂白作用分為可逆或不可逆。當(dāng)SO2用量為500～2 000μg/g時(shí)，是可逆的，在后續(xù)的加工處理中，能通過大量水洗脫后恢復(fù)顏色。SO2在有機(jī)酸的作用下形成亞硫酸氫根，其對花色苷C4親核攻擊生成無色的花色苷亞硫酸鹽復(fù)合物[19]。由于無色的花色苷亞硫酸鹽復(fù)合物形式僅和陽離子（AH+）形式存在平衡，可以得出SO2比溶液的pH對葡萄酒花色苷的褪色作用還要大。

2.8 親核試劑

非酰化和單?；幕ㄉ諏2位和C4位上的親核進(jìn)攻特別敏感。對于氨基酸和碳親核試劑，這一進(jìn)攻往往發(fā)生在花色苷親電的C4位上。這些生成物具有很高活性，根據(jù)C4位上取代基的性質(zhì)還會(huì)進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，最終使花色苷褪色。研究表明[20]，C4位被甲基或苯基取代的陽離子（AH+）對親核進(jìn)攻具有抵御作用，這表明花色苷穩(wěn)定化的有效措施是使C4位被取代?；ㄉ漳负私Y(jié)構(gòu)上的羥基和糖苷基上的羥基，都可以與一個(gè)或幾個(gè)咖啡酸、香豆酸、脂肪酸、對羥基苯甲酸和阿魏酸通過酯鍵結(jié)合形成酰基化的花色苷，從而增強(qiáng)其穩(wěn)定性。BKOWSKA-BARCZAK A等[21]通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)?；茉鰪?qiáng)花色苷的穩(wěn)定性其作用機(jī)理是通過花色苷吡喃環(huán)的?；逊e鈍化花色苷對親核試劑的敏感性，從而阻止花色苷從紅色的陽離子（AH+）水解成無色的查耳酮（C）或藍(lán)色的醌酮（A）。

2.9 抗壞血酸

OZKAN M[22]研究發(fā)現(xiàn)抗壞血酸本身并不會(huì)使花色苷的降解，而是抗壞血酸的降解產(chǎn)物脫氫抗壞血酸、H2O2和糠醛使花色苷發(fā)生了降解反應(yīng)?；ㄉ諏箟难岬哪托耘c抗壞血酸的濃度和反應(yīng)體系的溫度有關(guān)。低溫條件下，抗壞血酸對花色苷具有保護(hù)作用；高溫處理時(shí)，花色苷在低濃度的抗壞血酸中穩(wěn)定，在高濃度抗壞血酸中加速降解。還有研究表明在花色苷降解過程中，抗壞血酸和氧起協(xié)同作用，在有Cu2+存在的情況下也能加速花色苷的降解。因此，在花色苷的生產(chǎn)或富含花色苷產(chǎn)品的加工處理過程中，不宜用抗壞血酸作為抗氧化劑。

3 提高葡萄皮花色苷穩(wěn)定性的方法

常見花色苷經(jīng)提純后穩(wěn)定性差、極易變色。然而，自然生化條件下，幾乎所有花色苷在植物組織中的都是非常穩(wěn)定的，特別是陽光和溫度對其并沒有造成影響，這一現(xiàn)象說明花色苷還是可以通過某些方法來提高穩(wěn)定性的。目前國內(nèi)外可用來提高花色苷穩(wěn)定性較好的方法有分子內(nèi)或分子間輔色、化學(xué)改性、生物工程和組織培養(yǎng)技術(shù)。

3.1 分子內(nèi)輔色

通過花色苷分子內(nèi)基團(tuán)起到的穩(wěn)定作用稱之為分子內(nèi)輔色作用。輔色作用的機(jī)理是阻止水化，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了數(shù)種在中性或微酸性水溶液中保持穩(wěn)定的花色苷衍生物，這些衍生物結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)在于在花色苷的C3、C5、C7位上連接有2個(gè)或2個(gè)以上?；擒栈鶊F(tuán)，使花色苷因水化平衡而失色的活化能增大，從而阻止有色的花色苷轉(zhuǎn)化成無色的假堿（B）[23]。例如符合類似該結(jié)構(gòu)的二咖啡酰飛燕草色素3，7，3-三葡萄糖苷在整個(gè)pH范圍內(nèi)表現(xiàn)出相當(dāng)好的穩(wěn)定性，這是一種典型的分子內(nèi)輔色，其機(jī)理為該分子結(jié)構(gòu)中咖啡酸的芳香基團(tuán)與母核上的芳香基團(tuán)通過上下疊加的π-π共軛作用和極性基團(tuán)的氫鍵連接形成高空間阻礙作用，從而提高分子的穩(wěn)定性。

3.2 分子間輔色

分子間輔助成色機(jī)理為輔色劑分子中含有豐富電子，這些電子與陽離子（AH+）相互作用，避免水的親核攻擊，使輔色素與花色苷分子以氫鍵和非共價(jià)鍵結(jié)合形成水平（頭尾連接）或π-π共軛垂直層疊的“花色苷-輔色素”復(fù)合物[24]，影響體系的能級(jí)躍遷，從而使花色苷的成色效果加強(qiáng)，同時(shí)最大吸收波長向長波方向移動(dòng)。鐘瑞敏等[25]從玫瑰香葡萄色素中提取出錦葵色素-3-葡萄糖苷和香豆酰錦葵色素-3-葡萄糖苷，添加β-羥乙基蘆定酯30后分別測量最大吸收波長，前者的紅移量為20nm，顏色強(qiáng)度為原有的102%，后者的紅移量為26nm，顏色強(qiáng)度為原有的105%。這類輔色劑包括多糖、金屬離子、黃酮、生物堿、有機(jī)酸、氨基酸、核苷酸、及花青素本身。BARANAC J等[26]通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，將分別含有60mg/mL和120mg/mL花色苷的糖漿置于20℃光照條件下，2種糖漿質(zhì)量濃度下花色苷的半衰期分別是29周和33周，由此得出加大花色苷的添加量可以提高色素本身的穩(wěn)定性這一結(jié)論。在一定條件下，花色苷的濃度越大，或花色苷甲基化和糖基化的程度越大，或輔色素與花色苷的摩爾比越大，輔助成色作用的效果越顯著[27]。

3.3 化學(xué)改性

通過分子改性、化學(xué)修飾可以提高花色苷的穩(wěn)定性。大部分天然花色苷與植物組織分離后不穩(wěn)定的原因除了失去了自然生化條件外，主要還是因?yàn)榛ㄉ张浠鵆4上和C8上沒有基團(tuán)，這兩個(gè)位置具有較大活性，在溫和條件下容易受到SO2和VC等還原性物質(zhì)或某些親電基團(tuán)的攻擊，破壞色素生色團(tuán)的共軛體系[23]。BAKKER J等[28]用間苯二酚、間苯三酚和查爾酮的衍生物、和苯基β-二酮合成了一系列C4和C8位上帶有苯基、烷基等基團(tuán)的花色苷，其顏色從黃、橙到紅色，并對SO2、VC和Fe3+表現(xiàn)出抗性。BAKKER J等[28]為提高葡萄酒色澤穩(wěn)定性在室溫條件下用兒茶酸和微量乙醛對葡萄酒中的花色苷進(jìn)行了化學(xué)改性，葡萄酒的色澤穩(wěn)定性和顏色強(qiáng)度都得到了明顯提高。但由于花色苷結(jié)構(gòu)的不同，穩(wěn)定性提高程度有很大差異，這一變化的機(jī)理為兒茶酸和微量乙醛與花色苷在C8形成了新的色素衍生物，改變了體系的共軛強(qiáng)度，使光吸收紅移，并形成空間位阻，從而使穩(wěn)定性得到提高。

3.4 生物工程

大量研究表明，植物合成花色苷與生長時(shí)間、光照和其所需的營養(yǎng)物質(zhì)等因素有關(guān)，利用生物工程技術(shù)生產(chǎn)穩(wěn)定性高的花色苷可以克服由于地理環(huán)境、氣候、季節(jié)和病蟲害等原因引起的價(jià)格和供應(yīng)的波動(dòng)。KONCZAK I等[29]通過基因調(diào)控使甜薯細(xì)胞內(nèi)的酚酸大量表達(dá)，培養(yǎng)出了穩(wěn)定性高、花色苷含量高、生理活性強(qiáng)的植株。生物工程學(xué)家發(fā)現(xiàn)了部分天然色素合成的植物基因，通過克隆技術(shù)使一些花朵、果實(shí)改變顏色。近幾年，科學(xué)家開始研究合成穩(wěn)定的3-二咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷飛燕草色素的基因，然后通過克隆技術(shù)培育能產(chǎn)生高含量花色苷的植株。但飛燕草色素通常表現(xiàn)為深紫色到藍(lán)色，而不是紅色[30]，所以大范圍色澤的高穩(wěn)定性花色苷的獲取還需同時(shí)使用其他方法。

4 展望

葡萄皮色素是一種優(yōu)良的天然食品色素，安全無毒有較好著色力，主要用于飲料和酒類的調(diào)色，也廣泛用于果醬、腌制品、果凍、冰激凌、糖果等食品中，可利用其具備的多種生理活性功能開發(fā)相應(yīng)的保健品。從葡萄酒廠的生產(chǎn)廢料中提取花色苷具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。研究花色苷的合成機(jī)理，通過控制環(huán)境條件來達(dá)到提高花色苷產(chǎn)量的目的，研究花色苷穩(wěn)定性影響因素間的協(xié)同作用，通過控制外界因素來提高花色苷在加工應(yīng)用中的穩(wěn)定性。

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