植物果實花青素穩(wěn)定性研究進展

蘇琳，任曉遠，劉天牧，劉志

(1.白城市林業(yè)科學(xué)研究院，吉林 白城 137000；2. 白城市到保機械林場，吉林 白城 137000)

食用色素按其來源可分為天然色素與合成色素兩類，國外食品著色劑大多以天然色素為主，合成色素為輔，而由于我國天然食用色素研究起步較晚，目前還處于天然色素和合成色素并用的狀況。但我國已經(jīng)把開發(fā)天然食用色素作為發(fā)展食品添加劑的一個重要方向，天然色素的研究進程大大加快。

1 花青素應(yīng)用現(xiàn)狀

花青素屬黃酮類化合物，為天然水溶性色素，廣泛分布于高等植物中，在植物的花、葉、根徑、果實和種子等部位均有富集[1]，主要存在形式是花青素苷(即花色苷)，其糖基往往同時被各類酰基取代[2]。

花青素類化合物是食品工業(yè)著力開發(fā)的重要天然食用色素，可替代存在不同程度毒副作用的合成色素[3]。經(jīng)過幾年的快速發(fā)展，花青素應(yīng)用技術(shù)逐漸成熟，現(xiàn)在市場上很多被使用的食用色素如葡萄皮色素、紅球甘藍色素等色素，隨著天然色素受重視的不斷提高，近年來開發(fā)出了紫薯色素、牽?；ㄉ?、藍莓提取物等產(chǎn)品。

2 果實花青素穩(wěn)定性影響因素

花青素具有較高的生物活性，溫度、pH、金屬離子、氧化劑和還原劑等因素都能影響其穩(wěn)定性，加熱易使糖分脫離花青素結(jié)構(gòu)而水解，降低花青素中的糖基化和酰基化程度，另外花青素脫離植物組織環(huán)境后易降解為褐色或無色的產(chǎn)物，使其功能受到影響。

2.1 光照

花青素在pH為3的條件下，于唐古特白刺果實色素溶液中進行室內(nèi)暗室、室內(nèi)自然光和室外自然光等不同條件的處理 ，發(fā)現(xiàn)其特征吸收峰的吸光值變化較小，其對光的穩(wěn)定性較好[4]。色素粗提物的光耐受性非常理想，可能原因是色素粗提物中的糖、酸、多酚等物質(zhì)與花青素發(fā)生了反應(yīng)，穩(wěn)定性得到提高；也有研究表明，紫番薯色素對光線表現(xiàn)出不穩(wěn)定性，吸光值顯著上升，表示溶液內(nèi)部可能具有輔色因子[5]。植物種類不同，果實花青素對光線的穩(wěn)定性也存在很大差異。

2.2 溫度

當(dāng)pH低于3時，花青素對熱表現(xiàn)出相對穩(wěn)定性，當(dāng)pH升至5時，處于較長時間高溫情況下，花青素穩(wěn)定性有所下降，但下降得不多，隨著溶液pH不斷增大，其對溫度較為敏感，特別是pH大于6時，花青素的熱穩(wěn)定性顯著下降，但不耐80℃以上高溫[6,7]。有研究表明，花青素粗提物相對于純提物耐熱性要好得多。

2.3 pH

花青素因其O+離子而具有較強極性，易溶于水和乙醇，不溶于乙醚、氯仿等小極性或弱極性有機溶劑，其顏色隨pH值的改變而發(fā)生變化，pH>1時呈現(xiàn)藍色，pH<7呈現(xiàn)紅色，pH為7～8時呈紫色。研究表明在pH<3.0藍莓色素的影響較小。在pH<4的條件下藍莓色素顏色艷麗，穩(wěn)定性好[8]。黑果小檗色素的穩(wěn)定性受pH的影響比較明顯，在pH值2～6時，色素顏色為紅色，且逐漸變淡，最后呈紫紅色；而在pH值8～10時，呈墨綠色，顏色變化較大[9]。

2.4 金屬離子

幾種常見金屬離子對花青素穩(wěn)定性影響研究中，可以總結(jié)出在pH為3時，果實色素對低濃度的Ca2+、Mg2+、Zn2+等金屬離子有較好的穩(wěn)定性，特別是Na+和K+對大多數(shù)果實花青素的影響都不大。棗皮紅色素對Fe3+、Fe2+、Al3+、Cu2+和Pb2+較為敏感，尤其是Pb2+和Fe2+極不穩(wěn)定[10]。Sn2+、Fe3+則對唐古特白刺果實紅色素有顯著的不良影響[4]。

2.5 氧化劑和還原劑

不同種類的植物果實色素對氧化劑和還原劑的穩(wěn)定性表現(xiàn)出不同情況，如氧化劑H2O2對唐古特白刺果實花青素的影響非常大，隨著氧化劑濃度的增大，花青素吸光度降低，唐古特白刺果實花青素抗氧化能力較差，應(yīng)避免與氧化劑接觸。但唐古特白刺果實花青素溶液中添加還原劑后，其吸光值明顯增大，說明還原劑具有增色作用，耐還原性強[4]。而氧化劑和還原劑對黑果小檗果皮色素的穩(wěn)定性有非常大的影響[9]。

2.6 食品添加劑

有研究表明蔗糖和EDTA溶液對唐古特白刺色素穩(wěn)定性影響不是很大，而苯甲酸鈉會使花青素溶液顏色發(fā)生改變，吸光值變小，且隨苯甲酸鈉濃度增加，影響增大[4]。還有的研究表明銅錘玉帶草果皮色素在蔗糖溶液和檸檬酸溶液中吸光值變化較小，比較穩(wěn)定[11]。

3 前景展望

花青素除了較市場上合成色素更為安全，種類豐富，更為重要的是它的生理活性，大量研究表明花青素類化合物具有很多的生理功能，如抗自由基、抗腫瘤、抗突變、預(yù)防心血管疾病等[12]。花青素具有的這些營養(yǎng)和藥理作用，在食品、化妝品、醫(yī)藥領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力[13]。

[1]HarbomeJB，BaxterH．Volume1andVolume2[M]．JohnWiley&Sons，1999

[2]SadilovaE,StintzingFC,CarleR.Thermaldegradationofacylatedandnonacylatedanthocyanins[J].JournalofFoodScience,2006,71(8):C504-C512

[3]Markakis，P．Anthocyaninsasfoodcolors[M]．Amsterdam:Elsevier,2012

[4]孟紅梅,韓多紅,李彩霞,等.唐古特白刺果實色素穩(wěn)定性研究[J].食品科學(xué),2006,27(8):72-75

[5]余小麗.紫番薯色素的提取及穩(wěn)定性研究[J].農(nóng)業(yè)科學(xué),2017(5):239-240

[6]黃磊,高燕燕. 南瓜黃色素的穩(wěn)定性研究[J].貴州師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2013,31(5): 6-8

[7]王珊珊,谷舞,許汝,等.五味子色素的提取工藝優(yōu)化及其穩(wěn)定性研究[J].生物工程,2017,2(25):78-84

[8]趙慧芳,姚蓓,吳文龍,等.藍莓色素的光熱和化學(xué)穩(wěn)定性研究[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報,2016,12(12):4939-4945

[9]張相峰,焦子偉,楊曉絨.黑果小檗果皮色素穩(wěn)定性研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2017(3):229-231

[10]李宛陶,邵佩蘭,賀曉光,等.金屬離子對棗皮紅色素穩(wěn)定性的影響[J].食品工業(yè),2016,5(37):155-158

[11]劉倫沛.銅錘玉帶草果皮色素的提取及穩(wěn)定性研究[J].凱里學(xué)院學(xué)報,2016,6(36):34-37

[12]WangLS,StonerGD.Anthocyaninsandtheirroleincancerprevention[J].CancerLetters,2008,269(2):281-290

[13]KrennL，SteitzM，SchlichtC，eta1．Anthocyanin-andproanthocyanidin-richextractsofberriesinfoodsupplements-analysiswithproblems[J].Pharmazie，2007,6(11):803-812