不同品種藍(lán)莓花色苷穩(wěn)定性的比較研究

田密霞,胡文忠,李亞東,劉程惠,姜愛麗

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,吉林長(zhǎng)春 130118;2.大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,生物化學(xué)工程國(guó)家民委-教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧大連 116600)

不同品種藍(lán)莓花色苷穩(wěn)定性的比較研究

田密霞1,2,胡文忠2,李亞東1,*,劉程惠2,姜愛麗2

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,吉林長(zhǎng)春 130118;2.大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,生物化學(xué)工程國(guó)家民委-教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧大連 116600)

本實(shí)驗(yàn)探討了pH、熱、光、金屬離子(Na+、Ca2+、Fe3+、Mg2+、Cu2+、Zn2+)、H2O2、Na2SO3、蔗糖、苯甲酸鈉、D-異抗壞血酸鈉以及不同包裝材質(zhì)對(duì)兩種藍(lán)莓花色苷理化穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:藍(lán)莓花色苷只有在酸性條件下才可穩(wěn)定存在;對(duì)熱、光敏感,穩(wěn)定性差;氧化劑及還原劑對(duì)藍(lán)莓花色苷有較大的破壞作用,蔗糖卻有明顯的增色作用;PET材質(zhì)更適合做為藍(lán)莓產(chǎn)品的包裝材料。由兩種藍(lán)莓比較得出低叢藍(lán)莓花色苷的理化性質(zhì)更為穩(wěn)定,在今后的加工或是色素提取中應(yīng)該選用花色苷性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的藍(lán)莓品種。

藍(lán)莓,花色苷,穩(wěn)定性

藍(lán)莓作為一種花色苷含量很高的漿果,備受人們的青睞。近年來藍(lán)莓花色苷的研究主要集中在花色苷種類的分析鑒定及其功能性方面,即對(duì)其體外及體內(nèi)抗氧化及疾病防治方面的研究[1-10]。然而隨著人們對(duì)天然著色劑取代有毒合成著色劑興趣的增加,天然著色劑日益成為科學(xué)家們廣泛而熱門的研究對(duì)象[11]。在食品行業(yè),類胡蘿卜素和花色苷是最常用的植物類色素[12]。類胡蘿卜素屬于脂溶性色素,性質(zhì)穩(wěn)定[13-14],大量存在于胡蘿卜、西紅柿和辣椒中[15]。相反,花青素屬水溶性色素且極不穩(wěn)定,可從葡萄、草莓、樹莓、藍(lán)莓、紅球甘藍(lán)、蘋果、蘿卜、郁金香、玫瑰、蘭花等中提取得到[16]。而且,花色苷作為一類天然的染料,色彩自然艷麗,低毒性,保健功效強(qiáng),越來越引起科研領(lǐng)域的關(guān)注,但相對(duì)不穩(wěn)定性和低提取率使其應(yīng)用受到限制。在漿果中,藍(lán)莓以其花色苷的種類復(fù)雜及含量高而著稱[17-18],而且近年來我國(guó)藍(lán)莓種植面積及產(chǎn)量逐年增加[19]。本論文就加工和貯藏過程中可能影響花色苷穩(wěn)定性的各種因素做詳細(xì)研究。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

藍(lán)莓 采摘自吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)果園內(nèi)新鮮、成熟度一致、無(wú)病蟲害的低叢與高叢兩種藍(lán)莓果實(shí)(記為品種①和②),冷凍保藏溫度在-40℃冰柜中備用;95%乙醇、無(wú)水乙醇 沈陽(yáng)錦弘化工;氫氧化鈉、鹽酸、過氧化氫 天津通泰醫(yī)藥化工有限公司;亞硫酸鈉、氯化鈉、氯化鈣、三氯化鐵、硫酸銅、硫酸鎂、氯化鋅、山梨酸鉀、苯甲酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、檸檬酸 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;蔗糖 吳江市億華化工有限公司。

Labda-250型紫外可見分光光度計(jì) 美國(guó)PE;電子天平 上海梅特勒-托利多;DK-S26電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;TDL80-2B離心機(jī) 上海安享科學(xué)儀器廠;pHS-25型酸度計(jì) 上海偉業(yè)儀器廠;202-2A型電熱恒溫干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司;SHB-Ⅲ型循環(huán)水多用真空泵 鞏義市英峪予華儀器廠;CL-2型恒溫加熱磁力攪拌器 鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 藍(lán)莓花色苷提取液的制備 分別取一定質(zhì)量的兩種藍(lán)莓果實(shí),研碎后,按照料液比1∶10加入含1% HCl乙醇溶液,在室溫下超聲提取(58kW)20min,在4℃、1200r/min條件下離心15min,收集上清液。藍(lán)莓殘?jiān)翁崛?合并兩次的上清液,經(jīng)AB-8樹脂純化、洗脫后用真空旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)儀減壓濃縮至原體積的一半,得花色苷提取液。兩種提取液分別置于棕色瓶中放置4℃冰箱中冷藏備用[20]。

1.2.2 藍(lán)莓花色苷最大吸收波長(zhǎng)的確定 將兩種花色苷溶液適當(dāng)稀釋后,用紫外可見分光光度計(jì)在400～600nm下掃描,分別測(cè)定吸收曲線。

1.2.3 藍(lán)莓花色苷穩(wěn)定性的研究

1.2.3.1 pH對(duì)藍(lán)莓花色苷的影響 量取一定的色素提取液,分別用檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液配制成一定濃度的pH分別為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0的溶液,混勻后室溫避光放置0.5h后,在400～600nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行掃描,記錄其最大吸收峰,并觀察其顏色變化[21]。

1.2.3.2 溫度對(duì)藍(lán)莓花色苷的影響 取一定量的色素提取液管,用pH=3.0的緩沖液稀釋10倍。具塞試管各加入稀釋后的色素液20mL,分別在40、60、80、100℃恒溫水浴中避光放置各40、80、120、160、200、240min后,立即冰浴冷卻,分別測(cè)最大吸收峰處的吸光值,觀察加熱前后吸光值的變化情況[21]。

吸光值變化率(%)=(加熱后的吸光值-加熱前的吸光值)/加熱前的吸光值×100

1.2.3.3 光照對(duì)藍(lán)莓花色苷的影響 取一定量的色素提取液管,用pH=3.0的緩沖液稀釋10倍后,分別置于室內(nèi)避光處﹑窗口自然光處,分別測(cè)最大吸收峰處的吸光值,每1d測(cè)一次,測(cè)定6d。

1.2.3.4 金屬離子對(duì)藍(lán)莓花色苷的影響 分別配制0.2mol/L的Na+、Ca2+、Fe3+、Mg2+、Cu2+、Zn2+金屬離子溶液。取一定量的藍(lán)莓花色苷溶液,分別加入一定體積的金屬離子溶液取,空白樣(CK)加入蒸餾水,用pH為3.0的緩沖液將金屬離子濃度稀釋50倍,立即測(cè)吸光度A0室溫,避光靜置，每1h測(cè)吸光度得A1h、A2h、A3h。

1.2.3.5 氧化劑對(duì)藍(lán)莓花色苷的影響 取一定量花色苷原液,分別加入1.0mL的不同濃度的H2O2溶液,用pH=3.0的緩沖溶液稀釋,使之最終濃度為0.1%、0.3%、0.5%,空白樣(CK)加入蒸餾水。分別測(cè)最大吸收峰處的吸光值,室溫避光靜置,每隔 20min測(cè)其吸光值。

花色苷殘存率(%)=氧化處理后的吸光值/氧化處理前的吸光值×100

1.2.3.6 還原劑對(duì)藍(lán)莓花色苷的影響 取一定量的花色苷原液,分別加入不同體積的Na2SO3溶液,空白樣(CK)加入蒸餾水。用pH=3.0的緩沖溶液稀釋,使之最終濃度為0.01%、0.03%、0.05%,分別測(cè)最大吸收峰處的吸光值,室溫避光靜置,每隔 20min測(cè)其吸光值。

1.2.3.7 蔗糖對(duì)藍(lán)莓花色苷的影響 取一定量的花色苷原液適當(dāng)稀釋后,配制濃度分別為0、5%、10%、20%蔗糖溶液(pH=3),分別測(cè)取吸光值,再避光放置6d,每24h測(cè)1次吸光值。

1.2.3.8 防腐劑對(duì)藍(lán)莓花色苷的影響 取一定量的花色苷原液,用pH=3的緩沖液分別配制成濃度為0、0.05%、0.10%、0.15%的苯甲酸鈉溶液,分別測(cè)取吸光值,再避光放置6d,每隔24h測(cè)1次吸光值。

1.2.3.9 抗氧化劑對(duì)藍(lán)莓花色苷的影響 取一定量花色苷原液,用pH=3的緩沖液分別配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、0.01%、0.03%、0.05%的D-異抗壞血酸鈉溶液,分別測(cè)取吸光值,再避光放置6d,每隔24h測(cè)1次吸光值。

1.2.3.10 包裝材料及其顏色對(duì)藍(lán)莓花色苷的影響 取一定量花色苷原液,用pH=3的緩沖液稀釋10倍后,分裝到透明玻璃瓶、棕色玻璃瓶和透明塑料瓶中,分別測(cè)取吸光值,在室溫自然光放置6d,每隔24h測(cè)1次吸光值。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析,檢驗(yàn)差異顯著性。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 吸收波長(zhǎng)的選擇

使用Labda-250型紫外可見分光光度計(jì)在400～600nm波長(zhǎng)范圍內(nèi),對(duì)藍(lán)莓對(duì)照品溶液進(jìn)行光譜掃描,由圖1可見:藍(lán)莓花色苷最大吸收波長(zhǎng)為520nm。由于藍(lán)莓花色素苷對(duì)pH很敏感,不同pH會(huì)導(dǎo)致其最大吸收峰移動(dòng),所以以下各實(shí)驗(yàn),要根據(jù)不同pH的花色素苷溶液,選擇對(duì)應(yīng)的最大吸收峰進(jìn)行測(cè)定。

圖1 藍(lán)莓色素溶液的吸收曲線Fig.1 Absorption spectrum of UV of blueberry anthocynin

2.2 兩種溶液色素穩(wěn)定性的比較

2.2.1 不同pH下花色苷的穩(wěn)定性分析 兩種藍(lán)莓色素在不同pH條件下的顏色變化情況見表1,將兩種色素溶液調(diào)成不同pH,在各自最高吸收波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度,結(jié)果見圖2。

圖2 在不同pH下兩種藍(lán)莓色素的光譜特性分析Fig.2 Spectral characteristics analysis of blueberry’ anthocynin in different pH

由表1可知,pH越低,溶液顏色越深。在酸性條件下,黃鹽陽(yáng)離子占優(yōu)勢(shì),隨著pH增加,反應(yīng)向生成醌型堿的方向進(jìn)行,從而醌型堿數(shù)目也增加[22]。對(duì)于①號(hào)來說,在pH2～5的范圍內(nèi),色素液顏色逐漸由紅色變成微紅,而②號(hào)在pH為5是近乎無(wú)色;在6～8的范圍內(nèi),隨pH升高,顏色變化為淡紫色-淺灰色-淺灰藍(lán)色。這說明藍(lán)莓花色苷適用于酸性食品。

表1 不同pH下花色苷的顏色變化Table 1 Color changes of anthocynin in different pH

如圖2所示,②號(hào)色素液在 pH4以下比較穩(wěn)定,當(dāng)pH>4時(shí),其穩(wěn)定性下降而且稍有起伏;而①號(hào)相對(duì)于②號(hào)而言,其花色苷的穩(wěn)定性要好。

2.2.2 溫度對(duì)花色苷穩(wěn)定性的影響分析 由圖3可知,兩種藍(lán)莓花色苷對(duì)熱都不穩(wěn)定,因?yàn)闇囟壬邥?huì)加速水分子的對(duì)流速度,促進(jìn)水分子對(duì)花色苷的破壞作用。加熱320min后,其他溫度下花色苷的吸光度值顯著低于40℃下的吸光度值(p<0.01)。加熱時(shí)間越長(zhǎng),吸光值(ABS)變化程度越大,因此藍(lán)莓在加工過程中,應(yīng)盡量采用高溫瞬時(shí)或低溫長(zhǎng)時(shí)間殺菌的方式,以減少花色苷的熱降解。兩種藍(lán)莓色素液加熱前和在40、60、80、100℃加熱240min后對(duì)應(yīng)吸光值變化率分別為①號(hào):-0.4%、-10.9%、-21.4%、-45.1%,②號(hào):-0.7%、-31.0%、-43.8%、-50.7%。通過比較,可知兩種色素之間對(duì)熱穩(wěn)定性存在明顯差異,②號(hào)藍(lán)莓花色苷吸光值變化較大,而①號(hào)的吸光值變化較小,這說明①號(hào)藍(lán)莓花色苷的熱穩(wěn)定性相對(duì)較好。

圖3 溫度對(duì)兩種藍(lán)莓花色苷穩(wěn)定性的影響Fig.3 Effect of temperature on stability of anthocynin

2.2.3 光對(duì)花色苷穩(wěn)定性的影響分析 兩種藍(lán)莓色素溶液在暗處、窗口自然光放置一段時(shí)間后,測(cè)定其在各自最高吸收波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度,并觀察其變化情況。結(jié)果見圖4。

圖4 光對(duì)兩種藍(lán)莓花色苷穩(wěn)定性的影響Fig.4 Effect of light on stability of anthocynin

由圖可知:兩種藍(lán)莓中花色苷在自然光直射下褪色快,在避光條件下褪色慢,這可能是由于藍(lán)莓花色苷在光照條件下?；撀?導(dǎo)致花色苷的穩(wěn)定性下降有關(guān),因此,藍(lán)莓應(yīng)盡量在避光條件下儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。在自然光下放至6d后,降解率分別為①號(hào)25.3%,②號(hào)37.4%;在暗處兩種藍(lán)莓中花色苷的降解速率緩慢,放置6d的降解率分別為①號(hào)8.3%,②號(hào)11.0%。由此可得,①號(hào)色素耐光性較好,②號(hào)色素在光照下穩(wěn)定性較差,顏色褪去得相對(duì)快。

2.2.4 金屬離子對(duì)花色苷穩(wěn)定性的影響分析 從圖5中可知,六種金屬離子對(duì)花色苷具有一定影響。對(duì)于①號(hào)藍(lán)莓的花色苷而言,Fe3+、Mg2+、Cu2+、Zn2+的影響顯著(p<0.01),其次是Na+、Ca2+,3h內(nèi)其對(duì)應(yīng)的吸光值變化率依次為Fe3+:-2.0%,Mg2+:-1.3%,Cu2+:-0.6%,Zn2+:-0.3%,Na+:-0.7%,Ca2+:-1.2%;對(duì)于②號(hào)藍(lán)莓花色苷,Fe3+影響最顯著,Fe3+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Na+、Ca2+對(duì)應(yīng)吸光值變化率為-3.5%、-1.9%、-1.0%、0.8%、-0.9%、-1.6%。

顯然,對(duì)于每一種金屬離子而言,①號(hào)藍(lán)莓花色苷吸光值變化率小于②號(hào)藍(lán)莓花色苷吸光值變化率,說明①號(hào)藍(lán)莓花色苷比較穩(wěn)定。

圖5 金屬離子對(duì)兩種藍(lán)莓花色苷穩(wěn)定性的影響Fig.5 Effect of metal ion on stability of anthocynin

2.2.5 氧化劑對(duì)花色苷穩(wěn)定性的影響分析 如圖6所示,兩種藍(lán)莓色素液經(jīng)過氧化劑(H2O2)處理后,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),兩種色素液的吸光值均降低,且隨著氧化劑(H2O2)濃度升高,不僅色素液顏色迅速變淺,且花色苷殘存率逐漸降低,氧化劑(H2O2)的濃度越大,這種降低的幅度也相對(duì)增大,原因可能是H2O2氧化花色苷使其結(jié)構(gòu)破壞,形成無(wú)色化合物,穩(wěn)定性降低,且H2O2濃度越大,破壞效應(yīng)越大。

放置2h后,對(duì)于①號(hào)藍(lán)莓色素液,H2O2濃度為0.1%、0.3%、0.5%的樣品溶液其花色苷殘存率依次為94.9%、91.7%、89.4%(p<0.05);而對(duì)于②號(hào)藍(lán)莓色素液,H2O2濃度為0.1%、0.3%、0.5%的樣品溶液其花色苷殘存率為60.4%、50.0%、45.4%(p<0.01)。由此可見,兩種藍(lán)莓的花色苷對(duì)氧化劑的耐受性不同,顯然,比較可得①號(hào)藍(lán)莓花色苷的耐氧化性比較好。

圖6 氧化劑對(duì)兩種藍(lán)莓花色苷穩(wěn)定性的影響Fig.6 Effect of hydrogen peroxide on stability of anthocynin

2.2.6 還原劑對(duì)花色苷穩(wěn)定性的影響分析 由圖7可知,還原劑(Na2SO3)對(duì)藍(lán)莓花色苷存在一定的破壞作用。隨著時(shí)間的延長(zhǎng),兩種藍(lán)莓花色苷的殘存率均逐漸降低,且Na2SO3濃度越大,最終的殘存率也越低。

對(duì)于①號(hào)藍(lán)莓色素液,隨著還原劑(Na2SO3)濃度的增加,其花色苷的殘存率急劇減小,Na2SO3濃度為0.01%、0.03%、0.05%的樣品溶液其花色苷殘存率依次為71.5%、52.9%、44.3%,色素液顏色由紅色轉(zhuǎn)淺粉色;而對(duì)于②號(hào)藍(lán)莓色素液,Na2SO3濃度為0.01%、0.03%、0.05%的樣品溶液其花色苷殘存率為52.8%、42.0%、37.1%,色素液顏色粉紅變?yōu)闊o(wú)色。對(duì)于同種Na2SO3濃度,2h后,花色苷殘存率比較:①號(hào)>②號(hào)。由此可見,②號(hào)藍(lán)莓花色苷對(duì)Na2SO3更加敏感,①號(hào)藍(lán)莓其花色苷的耐還原性比②號(hào)稍強(qiáng)。

圖7 還原劑對(duì)兩種藍(lán)莓花色苷穩(wěn)定性的影響Fig.7 Effect of sodium sulfite on stability of anthocynin

2.2.7 蔗糖對(duì)花色苷穩(wěn)定性的影響分析 兩種藍(lán)莓色素液經(jīng)不同濃度的蔗糖處理后,避光放置一段時(shí)間,分別測(cè)定其吸光值,結(jié)果見圖8;蔗糖對(duì)于兩者穩(wěn)定性影響情況的比較分析可知,在蔗糖質(zhì)量濃度為0%～20%范圍內(nèi),樣品溶液的吸光度均發(fā)生變化,且隨著時(shí)間的推移,樣品溶液的吸光度變化率也緩慢增加,顏色有加深趨勢(shì)。這原因可能是蔗糖通過降低水分活度而對(duì)色素的發(fā)色團(tuán)起到保護(hù)作用的結(jié)果。但對(duì)于這兩種藍(lán)莓花色苷,蔗糖對(duì)其穩(wěn)定性的影響程度略有差異:蔗糖對(duì)②號(hào)藍(lán)莓色素有較明顯的增色作用,而對(duì)①號(hào)藍(lán)莓色素的穩(wěn)定性影響相對(duì)較小,說明①號(hào)藍(lán)莓花色苷對(duì)蔗糖較穩(wěn)定。

圖8 蔗糖對(duì)兩種藍(lán)莓花色苷穩(wěn)定性的影響Fig.8 Effect of sucrose on stability of anthocynin

2.2.8 防腐劑對(duì)花色苷穩(wěn)定性的影響分析 從圖9可知:隨著苯甲酸鈉濃度的升高,兩種藍(lán)莓色素的吸光值逐漸降低,濃度越大降低的程度也越大,隨時(shí)間的延長(zhǎng),色素的變化趨勢(shì)與對(duì)照基本一致。在一定濃度范圍內(nèi),對(duì)于①號(hào)藍(lán)莓,不同苯甲酸鈉濃度的色素液的吸光值變化不大,且隨時(shí)間的延長(zhǎng),同種濃度色素液的吸光值變化曲線比較平緩(p>0.05),這說明苯甲酸鈉其色素穩(wěn)定性的影響不顯著;②號(hào)色素液的吸光值隨時(shí)間變化的幅度比較大(p<0.05),這說明它對(duì)苯甲酸鈉較敏感。

圖9 苯甲酸鈉對(duì)藍(lán)莓花色苷穩(wěn)定性的影響Fig.9 Effect of sodium benzoate on stability of anthocynin

2.2.9 抗氧化劑對(duì)花色苷穩(wěn)定性的影響 由圖10可知,在pH3.0的兩種色素溶液在加入D-異抗壞血酸鈉后,短時(shí)間藍(lán)莓色素液吸光值先降低,馬上出現(xiàn)增色效應(yīng),可能由于D-異抗壞血酸鈉氧化過程中產(chǎn)生的H2O2對(duì)花色苷的2位碳原子進(jìn)行親核攻擊,從而破壞吡喃環(huán)產(chǎn)生無(wú)色物質(zhì),這些物質(zhì)有進(jìn)一步降解或聚合,最終產(chǎn)生褐色沉淀。隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)和D-異抗壞血酸鈉濃度的增加,花色苷吸光度逐漸下降,溶液顏色變淺。6d后,含0.01%、0.03%、0.05%D-異抗壞血酸鈉的色素吸光值變化率分別變?yōu)?①號(hào)-10.3%、-12.1%、-27.9%,②號(hào)-36.7%、-38.6%、-40.9%,顯然,②號(hào)藍(lán)莓吸光值的變化更顯著(p<0.01),說明其花色苷對(duì)D-異抗壞血酸鈉更敏感。

圖10 D-異抗壞血酸鈉對(duì)藍(lán)莓花色苷穩(wěn)定性的影響Fig.10 Effect of sodium D-isoascorbate on stability of anthocynin

2.2.10 包裝材料對(duì)花色苷穩(wěn)定性的影響 將兩種藍(lán)莓色素液分裝透明玻璃瓶、棕色玻璃瓶和透明PET瓶中,室溫不避光放置一段時(shí)間,分別測(cè)定其各自的吸光值,計(jì)算吸光值變化率,結(jié)果見圖11。

由圖可知,兩種藍(lán)莓色素液經(jīng)不同的包裝材料保存,不避光放置,隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)花色苷吸光度逐漸下降,溶液顏色變淺。經(jīng)計(jì)算,6d后,透明玻璃瓶、棕色玻璃瓶、透明PET瓶包裝的色素液其吸光值變化率分別為:①號(hào)-10.2%、-7.8%、-7.1%,②號(hào)-17.9%、-14.1%、-10.4%,顯然,②號(hào)藍(lán)莓吸光值的變化比①號(hào)更顯著,其中PET瓶包裝的藍(lán)莓色素液吸光值變化率是最小的。可能是因?yàn)镻ET瓶化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,具有優(yōu)良的阻濕、阻氣性和耐高低溫性能,而透明玻璃瓶透光性良好,光通過玻璃瓶時(shí)部分會(huì)被吸收,部分透過的光便促使色素發(fā)生變化,棕色玻璃瓶能吸收了大部分光,而其耐高低溫性能稍差,瓶身溫度升高對(duì)色素可能有一定影響,所以透明玻璃放置的色素液中花色素被破壞程度最嚴(yán)重,褪色最明顯。因此,得出①號(hào)藍(lán)莓花色苷比②號(hào)更穩(wěn)定,且PET瓶對(duì)藍(lán)莓色素的保存效果更好。

圖11 包裝材料對(duì)藍(lán)莓花色苷穩(wěn)定性的影響Fig.11 Effect of packaging material on stability of anthocynin

3 結(jié)論

藍(lán)莓花色苷只有在酸性條件下才可穩(wěn)定存在;320min后,同溫度下①號(hào)吸光值變化率高于②號(hào)約8.7%;自然光處放6d后,②號(hào)藍(lán)莓降解率比①號(hào)藍(lán)莓高約12.1%;經(jīng)6種金屬離子處理后,②號(hào)吸光值變化率小①號(hào)約0.67%;經(jīng)H2O2處理2h后,①號(hào)色素殘存率要高出②號(hào)平均約40%;經(jīng)Na2SO3處理2h后,①號(hào)藍(lán)莓色素殘存率②號(hào)平均高出約12.3%;加入蔗糖處理6d,②號(hào)吸光值變化率要高出10.7%;加入苯甲酸鈉后①號(hào)吸光值隨時(shí)間的變化比②號(hào)要平緩;經(jīng)D-異抗壞血酸鈉處理6d后,②號(hào)吸光值變化率平均高出①號(hào)約20%;不同包裝材質(zhì)對(duì)色素保存效果是PET瓶>棕色玻璃>透明玻璃,此時(shí)①號(hào)吸光值變化率低于②號(hào)約5.8%。

從總體上看,①號(hào)藍(lán)莓花色苷具有比②號(hào)理化性質(zhì)更為穩(wěn)定。這可能是品種不同,藍(lán)莓中所含的花色苷種類以及花色苷的濃度不同造成的[23-24],因此在加工或是色素提取中應(yīng)該選用花色苷相對(duì)穩(wěn)定的藍(lán)莓品種。

[1]Virachnee Lohachoompol,Mary Mulholland,George Srzednicki,et al. Determination of anthocyanins in various cultivars of highbush and rabbiteye blueberries[J]. Food Chemistry,2008,67:2-5.

[2]Hao Chen,Yuegang Zuo. Identification of flavonol glycosides in American cranberry fruit[J]. Food Chemistry,2007,101:1357-1364.

[3]Priya Kathirvel,Yuansheng Gong,Mark P Richards. Identification of the compound in a potent cranberry juice extract that inhibits lipid oxidation in comminuted muscle[J]. Food Chemistry,2009,115:924-932.

[4]Li-Qiong Sun,Xiao-Ping Ding,Jin Qi,et al. Antioxidant anthocyanins screening through spectrum-effect relationships and DPPH-HPLC-DAD analysis on nine cultivars of introduced rabbiteye blueberry in China[J]. Food Chemistry,2012,132:759-765.

[5]Jin-Ming Konga,Lian-Sai Chia,Ngoh-Khang Goh,et al. Analysis and biological activities of anthocyanins[J]. Phytochemistry,2003,64:923-933.

[6]Katerina Valentova,Jitka Ulrichova,Ladislav Cvak,et al. Cytoprotective effect of a bilberry extract against oxidative damage of rat hepatocytes[J]. Food Chemistry,2007,101:912-917.

[7]Anastasia Z Kalea,Kateryna Clark,Dale A Schuschke,et al. Dietary enrichment with wild blueberries(Vaccinium angustifolium)affects the vascular reactivity in the aorta of young spontaneously hypertensive rats[J]. Journal of Nutritional Biochemistry,2010,21:14-22.

[8]Kevin S Shaughnessy,Ian A Boswall,Adam P Scanlan,et al. Diets containing blueberry extract lower blood pressure in spontaneously hypertensive stroke-prone rats[J]. Nutrition Research,2009,29:130-138.

[9]Magdalini A Papandreoua,Andriana Dimakopoulou,Zacharoula I Linardaki,et al. Effect of a polyphenol-rich wild blueberry extract on cognitive performance of mice,brain antioxidant markers and acetylcholinesterase activity[J]. Behavioural Brain Research,2009:198:352-358.

[10]Xianli Wu,Omar Rahal,Jie Kang,et al. In utero and lactational exposure to blueberry via maternal diet promotes mammary epithelial differentiation in prepubescent female rats[J].Nutrition Research,2009,29:802-811.

[11]Chou P H,Matsui S,Misaki K,et al. Isolation and identification of xenobiotic aryl hydrocarbon receptor legends in dyeing wastewater[J]. Environmental Science and Technology,2007,41(2):652-657.

[12]International Food Information Council(IFIC)and Foundation US Food and Drug Administration(FDA). Food ingredients and colors[M]. Washington,DC:IFIC Foundation,2004,3.

[13]Buchanan B B,Gruissem W,Jones R L. Biochemistry and molecular biology of plants[M]. New York:Wiley,2002:1367.

[14]Potter N N,Hotchkiss J H. Food Science[M]. New York:Chapman and Hall,1995:415-417.

[15]Branen,Alfred Larry. Food Additives[M]. New York:Marcel Dekker Incorporated,2001:2.

[16]Dey P M,Harborne J B. Plant phenolics methods in plant biochemistry(2nd printing)[M]. London:Academic Press Limited,1993:326-341.

[17]Garcia-Viguera C,Zafrilla P,Tomas-Barberan F A. Determination of authenticity of fruit jams by HPLC analysis of anthocyanins[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,1997,73:207-213.

[18]Kalt W,Forney C F,Martin A,et al. Antioxidant capacity,vitamin C,phenolics,and anthocyanins after fresh storage of small fruits[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,1999a,47(11):4638-4644.

[19]李亞東,劉海廣,張志東,等. 我國(guó)藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)果樹,2008(6):67-71.

[20]Alexandra Pazmino-Duran E,Monica Giusti M,Ronald E Wrolstad,et al. Anthocyanins from Oxalis triangularis as potential food colorants[J]. Food Chemistry,2001,75:211-216.

[21]徐明生,吳磊燕,湯凱潔,等.紫紅薯色素穩(wěn)定性的研究[J]. 食品科學(xué),2002,38(2):71-73.

[22]Cooper-Driver G A. Contributions of Jeffrey Harborne and co-workers to the study of anthocyanins[J]. Phytochemistry,2001,56(3):229-236.

[23]Mazza G,Brouillard R. The mechanism of co-pigmentation of anthocyanin in aqueous solution[J]. Phytochemistry,1990,29:1097-1102.

[24]Janna O A,Khairul A K,Maziah M. Anthocyanin stability studies in Tibouchina semidecandra[J]. Food Chemistry,2007,101:1640-1646.

Comparing stability of anthocyanins from different varieties of blueberries

TIAN Mi-xia1,2,HU Wen-zhong2,LI Ya-dong1,*,LIU Cheng-hui2,JIANG Ai-li2

(1.Horticultural College,Jilin Agricultural University,Changchun 130118,China;2.College of Life Science,Dalian Nationalities University,Key Laboratory of Biochemical Engineering,The State Ethnic Affairs Commission -Ministry of Education,Dalian 116600,China)

The effect of temperature,light,pH,metal ions,oxidants,reducing agents,sugar,preservative(sodium benzoate,potassium sorbate),antioxidant(d-sodium erythorbate)as well as the bottle material on stability of anthocyanins in two different kinds of blueberry were discussed in the experiment. Results showed that only in acidic environments,the pigment had high stability. Anthocyanins had low fever and light stability. Oxidant and reductant had strong destructive effect to blueberry anthocyanins,but sucrose had counterproductive. PET was suitable for packaging materials. In conclusion,the low bush blueberry anthocyanins had higher stability than the high bush blueberry anthocyanins in the same conditions. So it should choose the right variety of blueberry when producing or extracting the anthocyanins.

blueberries;anthocyanins;stability

2014-09-18

田密霞(1979-),女,博士研究生,工程師,研究方向:果蔬保鮮加工及其功能性成分研究。

*通訊作者:李亞東(1964-),男,碩士,教授,研究方向:小漿果種質(zhì)資源及栽培生理。

農(nóng)業(yè)部2011公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)小漿果產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究與實(shí)驗(yàn)示范(201103037);吉林省財(cái)政廳項(xiàng)目(2012004);吉林省科技廳發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(20110828);中央高校自主科研項(xiàng)目(DC13010307);大連民族學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(X2013046)。

TS201.2

A

1002-0306(2015)13-0060-07

10.13386/j.issn1002-0306.2015.13.004