改善楊梅露酒色澤穩(wěn)定性的研究

夏其樂，曹 艷，陳劍兵，韓延超，劉瑞玲

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 食品科學(xué)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品采后處理重點實驗室，浙江省果蔬保鮮與加工技術(shù)研究重點實驗室，浙江 杭州 310021)

楊梅(MyricarubraSieb. et Zucc.)屬于楊梅科楊梅屬植物，主產(chǎn)于浙江、福建、江蘇等省，其中以浙江栽培品種最多，產(chǎn)量最高，品質(zhì)最優(yōu)[1-2]。楊梅酸甜適口，除含有豐富的碳水化合物、膳食纖維和維生素等營養(yǎng)物質(zhì)外，還富含花色苷、黃酮和多酚類活性成分，具有殺菌消炎、調(diào)節(jié)人體機能等功效[3-4]。楊梅成熟于6、7月份，采摘期和貯藏期都非常短，極易腐爛，除鮮食外，大量用于加工成果汁、蜜餞和露酒等產(chǎn)品。以水果為原料發(fā)酵或浸提加工而成的各類果酒具有一定的營養(yǎng)保健功能，近年來需求量逐漸增加，楊梅露酒色澤誘人、口感香醇，深受江浙一帶人們的喜愛。

楊梅露酒誘人的色澤是楊梅所含的花色苷溶出呈色的結(jié)果，但花色苷不穩(wěn)定，導(dǎo)致露酒鮮亮的色澤在加工或者貯藏過程中容易褪去或變成黃褐色，嚴(yán)重影響其商品特性。在溶液體系中，花色苷存在著4種平衡結(jié)構(gòu)：黃烊陽離子(紅色)、醌式堿(藍(lán)色)、查爾酮和甲醇式假堿(無色)，這4種結(jié)構(gòu)隨著溶液pH的變化而相互轉(zhuǎn)化，從而使溶液呈現(xiàn)出不同的顏色[5]。除pH外，花色苷的色澤還受到酶、溫度、光照、金屬離子、氧氣、抗壞血酸甚至花色苷自身濃度和結(jié)構(gòu)的影響[6-8]。龐學(xué)群等[9]發(fā)現(xiàn)酚類物質(zhì)被多酚氧化酶氧化形成的醌可加速花色苷的降解。陳健初[10]發(fā)現(xiàn)抗壞血酸能顯著降低楊梅汁花色苷的穩(wěn)定性，高濃度糖可延緩其降解，槲皮素能提高其穩(wěn)定性。氧氣、維生素C、高溫和光照均可破壞楊梅果汁花色苷穩(wěn)定性[11-12]。此外，花色苷分子上的糖、甲氧基和羥基對其色澤穩(wěn)定性均有很大影響，因此，可通過添加能夠改變花色苷分子基團的物質(zhì)提高花色苷穩(wěn)定性，如輔色素。輔色素可與花色苷發(fā)生相互作用而產(chǎn)生增色效應(yīng)，使吸收光譜圖中發(fā)生紅移，這些物質(zhì)包括多酚、天然色素、類黃酮、生物堿、氨基酸、有機酸、核苷酸和多糖等[11，13-14]，而關(guān)于楊梅露酒花色苷的穩(wěn)定性方面的研究尚未見報道。

本研究以楊梅浸提露酒為原料，通過研究溫度、光照及添加不同濃度有機酸、氨基酸、金屬鹽和天然色素對露酒中花色苷含量及其色澤穩(wěn)定性的影響，同時比較貯藏30 d后不同條件下露酒的色澤保存率和理化指標(biāo)，確定最適的楊梅露酒護色工藝，為生產(chǎn)高品質(zhì)楊梅露酒提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

供試新鮮荸薺種楊梅采摘于浙江省仙居縣，當(dāng)日冷藏車運回實驗室。

95%食用乙醇、殼聚糖、蘋果酸、對羥基苯甲酸、乙酸、甘氨酸、L-酪氨酸、L-半胱氨酸、水楊酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、無水氯化鈣、楊梅紅色素、桑椹紅色素和紫甘薯色素均為國產(chǎn)分析純試劑或食品添加劑。

1.2 主要儀器

超聲清洗器；UV-1800 紫外/可見分光光度計(日本島津公司)；Quick-Brix 90 折光率儀(梅特勒-托利多(上海)儀器公司)；FE 20 試驗室pH計(梅特勒-托利多(上海)儀器公司)；AL 104-IC 電子天平(梅特勒-托利多(上海)儀器公司)；Color Quest XE型色差儀(美國Hunter Lab公司)，等。

1.3 方法

1.3.1 楊梅露酒浸提

根據(jù)前期實驗結(jié)果[15]，將新鮮楊梅清洗瀝干后浸漬于調(diào)配好濃度的食用乙醇中。楊梅鮮果與食用乙醇的比例1.0∶1.5(m/V)，浸提用酒基的乙醇體積分?jǐn)?shù)60%，超聲波處理40 min，浸提時間30 d后，添加0.3 g·L-1殼聚糖澄清，過濾得楊梅露酒。

1.3.2 溫度對楊梅色澤穩(wěn)定性的影響

取25 mL酒樣分別于55、65、75、85、95 ℃下水浴，保持5 h，每1 h取樣一次，用pH示差法在510 nm測定其吸光值，以原酒樣為對照，參照張燕等[12]的測定花色苷含量的方法，并計算花色苷保存率。根據(jù)張燕等[12]的方法，利用Arrhenius方程的變形式計算花色苷熱降解動力學(xué)方程，以ln(Ct/C0)=-k×t計算一級動力學(xué)反應(yīng)的速率常數(shù)(k)。

1.3.3 光照對楊梅色澤穩(wěn)定性的影響

取25 mL酒樣放在254 nm紫外燈下，為了避免因輻照產(chǎn)熱而引起降解，酒樣要處于冰水混合物中。讓光線與液面呈90°垂直照射，每2 h取樣1次，用pH示差法在510 nm下測定其吸光值，以原酒樣為對照，按照張燕等[12]的方法計算色澤保存率。

1.3.4 輔色素的添加

有機酸對色澤穩(wěn)定性的影響：取50 mL酒樣，添加0、0.5、1.0、1.5 g·L-1蘋果酸、對羥基苯甲酸和乙酸，并用紫外分光光度計于510 nm處測定其吸光值，色差儀測定其L*、a*、b*值。根據(jù)比爾定律，吸光值與花色苷濃度成正比，因此可以用吸光值表示花色苷濃度[16]。遮光存放于陰暗處，30 d后再測定吸光值及色差。

氨基酸對色澤穩(wěn)定性的影響：取50 mL已調(diào)好的露酒，添加0、0.03、0.06、0.09 g·L-1的甘氨酸、L-酪氨酸和L-半胱氨酸，并用紫外分光光度計于510 nm處測定其吸光值，色差儀測定其L*、a*、b*值，遮光存放于陰暗處，30 d后再測定吸光值及色差。

金屬鹽對色澤穩(wěn)定性的影響：取50 mL已調(diào)好的露酒，添加0、0.005、0.010、0.015 g·L-1的水楊酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉和無水氯化鈣，并用紫外分光光度計于510 nm處測定其吸光值，色差儀測定其L*、a*、b*值，遮光存放于陰暗處，30 d后再測定吸光值及色差。

天然色素對色澤穩(wěn)定性的影響：取50 mL已調(diào)好的露酒，添加0、0.02、0.04、0.06 g·L-1的楊梅紅色素、桑椹紅色素、紫甘薯色素，并用紫外分光光度計于510 nm處測定其吸光值，色差儀測定其L*、a*、b*值，遮光存放于陰暗處，30 d后再測定吸光值及色差。

1.3.5 色澤保存率的計算

參照方忠祥等[17]的方法，利用分光光度計于510 nm處測定不同處理條件下楊梅露酒存放第1天和第30天的吸光值，計算色澤保存率。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用Excel 2007和IBM SPSS Statistics 20軟件進行數(shù)據(jù)分析，每組重復(fù)3次，結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差(means±SD)表示，試驗數(shù)據(jù)采用IBM SPSS Statistics 20進行正交設(shè)計和差異分析，P<0.05表明差異顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 溫度對楊梅色澤穩(wěn)定性的影響

楊梅露酒經(jīng)不同溫度處理后，其中花色苷保存率隨時間變化規(guī)律如圖1所示。從圖中可以看出，55 ℃加熱前4 h內(nèi)花色苷濃度略有上升，表明55 ℃不會引起楊梅花色苷的大量降解，可能還可以促進其穩(wěn)定或與大分子相結(jié)合的花色苷的釋放。當(dāng)處理溫度繼續(xù)升高，花色苷保存率隨著處理溫度的升高和處理時間的延長整體呈下降趨勢，95 ℃加熱5 h后花色苷損失約為73.3%。較低濃度的花色苷在一定溫度范圍內(nèi)可發(fā)生自聚合作用，且自聚合作用受濃度、光照、溫度等因素的影響較大[18-19]，而55 ℃可能是楊梅花色苷自聚集的最適溫度，隨著溫度繼續(xù)升高，花色苷的穩(wěn)定性逐漸下降，降解速率加快。

當(dāng)溫度大于65 ℃時，楊梅露酒的-ln(Ct/C0)與熱處理時間t之間表現(xiàn)較好的線性關(guān)系，如圖2所示，表明楊梅露酒在存放期間(3個月內(nèi))花色苷降解滿足一級動力學(xué)方程，與已有報道結(jié)果一致[20]。根據(jù)Arrhenius方程計算得到楊梅露酒中花色苷的熱降解活化能E0為7.23×104kJ·mol-1，大于已報道的不同pH和氧濃度條件下楊梅汁花色苷的熱降解活化能[21]。由此表明，雖然楊梅露酒中花色苷濃度在存放3個月后降低，但其穩(wěn)定性提高。

圖1 花色苷保存率在不同處理溫度和時間條件下的變化規(guī)律Fig.1 Changing patterns of the anthocyanins preservation ratio with different temperature and time

圖2 花色苷降解表觀速率常數(shù)與溫度的關(guān)系Fig.2 Relationship between anthocyanin degradation apparent rate constant and temperature

2.2 光照對楊梅色澤穩(wěn)定性的影響

楊梅露酒經(jīng)紫外照射后其中花色苷含量隨時間變化如圖3所示。從圖中可以看出，相比于溫度對花色苷穩(wěn)定性的影響，光照引起的花色苷的降解相對較平緩。隨著紫外照射時間的延長，花色苷損失率逐漸加大，尤其是當(dāng)照射時間超過4 h之后，花色苷含量呈直線下降，照射10 h即可使其損失20%。由此表明，楊梅露酒應(yīng)盡量避光保存，不可在光照條件下存放超過4 h。

2.3 輔色素對楊梅露酒色澤穩(wěn)定性的影響

2.3.1 有機酸對楊梅露酒色澤穩(wěn)定性的影響

向楊梅露酒中添加不同濃度蘋果酸、乙酸和對羥基苯甲酸后，楊梅露酒在510 nm處吸光值(D510)和色差變化如表1所示。從表中可以看出，隨著有機酸濃度的增加，D510和色差a*值、b*值逐漸增大，當(dāng)有機酸的添加量為1.5 g·L-1時，D510和色差a*值、b*值與對照差異顯著(P<0.05)，以添加1.5 g·L-1乙酸條件下的D510和色差a*值、b*值變化最顯著，可能是因為花色苷在酸性環(huán)境中穩(wěn)定性增強[22]。此外，在強酸性環(huán)境中(pH<2)，花色苷元以黃烊陽離子的形式存在，因此其紅色越鮮艷[5]。

圖3 花色苷保存率與光照時間的關(guān)系Fig.3 Relationship between anthocyanins preservation ratio and lighting time

添加不同有機酸條件下，楊梅露酒避光貯藏30 d后的色澤保存率隨著有機酸濃度的升高而增大，以添加1.5 g·L-1對羥基苯甲酸時效果最顯著，色澤保存率達(dá)到83.22%，比對照提高16.52百分點，如表1所示。因此，楊梅露酒中添加適量有機酸有助于改善其色澤穩(wěn)定性。而對羥基苯甲酸除可降低露酒pH外，與露酒中醇生成的酯類還可用作食品的防腐劑和殺菌劑，可能也是其提高色澤穩(wěn)定性的原因之一[23]。

表1有機酸對楊梅露酒色澤穩(wěn)定性的影響

Table1Effect of organic acids on color stability of bayberry integrated alcoholic beverages

試劑Reagents用量Dose/(g·L-1)D510L*a*b*色澤保存率CPR/%空白Control00.464±0.001 a73.21±0.41 a20.14±0.28 a29.98±0.12 a66.70±0.86 a蘋果酸 Malic acid0.50.469±0.012 a71.38±0.38 a20.98±0.07 a30.32±0.22 a70.31±0.48 a1.00.477±0.011 a71.12±0.27 a21.67±0.56 a30.98±0.23 a73.61±0.09 b1.50.492±0.021 b70.78±0.45 a22.14±0.44 b31.27±0.41 a76.30±0.39 b乙酸 Acetic acid0.50.472±0.013 a71.22±0.61 a22.32±0.88 a31.35±0.01 a71.44±1.02 a1.00.483±0.017 a70.89±0.86 a23.14±0.21 b32.48±0.02 a74.00±0.81 b1.50.503±0.020 b70.11±1.12 b24.47±0.36 b33.17±0.01 b75.80±0.32b對羥基苯甲酸0.50.468±0.024 a72.13±0.14 a20.31±0.11 a30.62±0.21 a72.94±0.45 aHydroxybenzoic acid1.00.476±0.011 a72.16±0.04 a21.37±0.29 a31.28±0.17 a75.31±0.66 a1.50.493±0.019 b71.39±0.77 a22.69±0.28 b31.97±0.18 a83.22±0.78 c

色澤保存率為存放30 d后的吸光值與保存前之比；同列不同行數(shù)據(jù)后沒有相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Color preservation ratio (CPR) was the ratio of the UV absorption values of bayberry integrated alcoholic beverage stored for 30 days and 1 day. The values in the same column with different lower-case letters showed significant difference (P<0.05). The same as below.

2.3.2 氨基酸對楊梅露酒色澤穩(wěn)定性的影響

添加不同濃度甘氨酸、L-酪氨酸和L-半胱氨酸條件下在510 nm處吸光值(D510)和色差變化規(guī)律如表2所示。當(dāng)甘氨酸和L-酪氨酸添加量達(dá)到90 mg·L-1時，楊梅露酒D510顯著增大(P<0.05)，而添加L-半胱氨酸時的D510基本沒有發(fā)生變化。此外，三種氨基酸對楊梅露酒a*和b*色差值的影響均不顯著(P>0.05)。添加不同濃度甘氨酸、L-酪氨酸和L-半胱氨酸的楊梅露酒避光貯藏30 d后的色澤保存率如表2所示。甘氨酸和L-酪氨酸添加量與楊梅露酒色澤保存率呈正相關(guān)，最大可提高5.40百分點，而L-半胱氨酸對其色澤保存率基本沒有影響。雖然已有相關(guān)研究表明氨基酸也是一種有效的輔色素[11]，但這3種氨基酸對楊梅露酒的護色效果并不明顯，可能是由于酒樣中花色苷的濃度較低，也可能是氨基酸的輔色作用可能具有一定的樣品選擇性。

2.3.3 金屬鹽對楊梅露酒色澤穩(wěn)定性的影響

由表3可知，添加水楊酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉和無水氯化鈣均可使楊梅露酒吸光值和色度增加，其中添加水楊酸鈉后吸光值的提高最為明顯，露酒D510、色差a*值和貯存期間的色澤保存率均有顯著提高；氯化鈣引起露酒色差a*值增大但差異不顯著(P>0.05)，且對貯存期間色澤的保存率沒有顯著改善作用；添加乙二胺四乙酸二鈉對露酒D510和色差a*值的變化均不明顯，但對其短期色澤保存率有顯著提高，增加了12.82百分點。這可能是由于乙二胺四乙酸二鈉是一種螯合劑，與花色苷結(jié)合后使其疏水性增大，提高其穩(wěn)定性[5]。因此，較高濃度的水楊酸鈉或乙二胺四乙酸二鈉可提高楊梅露酒色澤穩(wěn)定性。

表2氨基酸對楊梅露酒色澤穩(wěn)定性的影響

Table2Effects of amino acids on color stability of bayberry integrated alcoholic beverages

試劑Reagents用量Dose/(mg·L-1)D510L*a*b*色澤保存率CPR/%空白Control00.452±0.006 a73.98±0.98 a20.14±0.14 a29.98±0.55 a68.12±1.04 a甘氨酸Glycine 300.463±0.010 a71.38±0.71 a20.67±0.29 a30.12±0.46 a69.75±1.10 a600.469±0.012 a71.12±0. 61 a21.08±0.75 a30.78±0.24 a71.47±0.76 a900.476±0.016 b70.78±0.25 b21.44±0.42 a31.27±0.34 a73.43±0.95 aL-酪氨酸L-tyrosine300.460±0.027 a72.13±0.09 a20.31±0.53 a30.36±0.88 a70.20±0.14 a600.467±0.013 a72.16±1.12 a20.73±0.09 a31.24±0.79 a72.17±1.26 a900.478±0.015 b71.39±0.78 a21.39±0.10 a31.94±0.08 a73.52±2.77 aL-半胱氨酸L-cysteine300.453±0.024 a71.22±0.54 a20.20±0.22 a29.99±0.07 a67.90±2.09 a600.454±0.024 a70.89±0.08 b20.24±0.43 a30.11±0.12 a68.45±1.17 a900.454±0.021 a70.11±0.01 b20.27±0.11 a30.37±1.02 a68.66±1.09 a

表3金屬鹽對楊梅露酒色澤穩(wěn)定性的影響

Table3Effect of metal salts on color stability of bayberry integrated alcoholic beverages

試劑Reagents用量Dose/(mg·L-1)D510L*a*b*色澤保存率CPR/%空白Control00.452±0.002 a73.36±0.04 a20.32±0.06 a29.98±0.14 a67.33±0.46 a水楊酸鈉50.467±0.013 a72.58±0.28 a20.38±0.53 a30.32±0.11 a70.14±1.21 aSodium salicylate100.474±0.008 b71.62±0.43 a22.67±0.62 b30.98±0.34 a73.82±0.89 a150.485±0.021 c70.78±0.75 b23.14±0.15 b31.27±0.44 a77.33±1.97 b乙二胺四乙酸二鈉50.454±0.045 a72.33±0.21 a20.31±0.19 a30.62±0.59 a73.11±1.20 aDisodium ethylenedia-mine-100.460±0.034 a72.45±0.23 a21.37±0.34 a31.28±0.63 a76.20±1.36 btetraacetate150.464±0.007 a72.39±0.47 a21.69±0.33 a31.97±0.09 a80.15±0.72 b氯化鈣 CaCl250.459±0.035 a 71.22±0.61 a21.32±0.65 a31.35±0.07 a66.35±0.58 a100.461±0.029 a70.79±0.87 b21.14±0.83 a32.48±0.13 b67.40±0.69 a150.470±0.010 b70.15±0.43 b22.17±0.08 a33.15±0.28 b69.27±0.24 a

2.3.4 天然色素對楊梅露酒色澤穩(wěn)定性的影響

添加不同濃度天然色素作為輔色素對楊梅露酒的護色作用如表4所示。從表中可看出，楊梅色素、紫甘薯色素和桑椹紅色素均對楊梅露酒的色澤具有保護作用，D510和色差a*值均有不同程度上升，尤其是添加楊梅色素和桑椹紅色素條件下，D510和色差a*值均比對照組顯著升高(P<0.05)。但是，隨著色素濃度的增加，亮度L*值減少，肉眼觀察的結(jié)果為酒體色澤略暗，呈暗紅色，其中桑椹紅色素的增色效果最明顯。添加輔色素一方面可使酒中花色苷濃度增大，使得D510和色差a*值增長明顯，而且其色澤保存率也顯著提高；另一方面輔色素可能與露酒中的花色苷之間發(fā)生了自聚作用，增加了花色苷的疏水作用，提高了花色苷的穩(wěn)定性[24]，且花色苷在乙醇溶液中的自聚合作用更為顯著[25]。不同來源的花色苷結(jié)構(gòu)不同，花色苷分子間的交聯(lián)作用會增強花色苷的穩(wěn)定性并提高其色度，且輔色素的色素與花色苷的摩爾比越大，其分子間共色作用越明顯[26]。因此，添加楊梅色素和桑椹紅色素能夠明顯改善露酒色澤、提高色澤保存率，其中以添加60 mg·L-1桑椹紅色素的效果最為明顯。

表4天然色素對楊梅露酒色澤穩(wěn)定性的影響

Table4Effect of natural pigment on color stability of bayberry integrated alcoholic beverages

試劑Reagents用量Dose/(mg·L-1)D510L*a*b*色澤保存率CPR/%空白Control00.459±0.001 a73.28±0.02 a20.07±0 a29.74±0.06 a64.5±1.12 a楊梅色素200.503±0.008 a69.23±0.14 a34.66±0.023 b23.32±0.24 a74.2±1.42 bBayberry pigment400.567±0.012 b67.12±0.23 a46.41±0.31 c44.68±0.09 b78.6±0.85 b600.623±0.008 c 62.78±0.25 b53.24±0.24 d41.19±0.14 b84.3±0.16 c紫甘薯色素200.491±0.018 a 70.23±0.18 a20.56±0.16 a16.62±0.16 d69.8±0.23 aPurple sweet400.520±0.024 a68.36±0.34 a21.33±0.09 a22.26±0.25 a77.4±0.42 bpotato pigment600.538±0.031 a65.39±0.25 a22.79±0.12 a24.47±0.21 a87.3±0.11 d桑椹紅色素200.579±0.014 a70.24±0.28 a47.26±0.21 c25.36±0.32 a79.8±0.10 bMulberry red pigment400.686±0.033 b64.81±0.31 b55.41±0.54 d43.38±0.16 b87.9±0.15 d600.723± 0.015 c53.13±0.17 c61.53±0.39 e48.27±0.27 e91.5±0.34 e

3 結(jié)論

本研究對楊梅露酒中花色苷在不同溫度和光照時間條件下的穩(wěn)定性進行了研究，發(fā)現(xiàn)高溫對楊梅露酒中花色苷的破壞性強于光照，花色苷熱降解滿足一級動力學(xué)方程。通過比較添加不同濃度有機酸、金屬鹽、氨基酸和輔色素條件下楊梅露酒色差變化及貯存期間色澤保存率，確定了楊梅露酒加工過程中的最適護色工藝。添加1.5 g·L-1對羥基苯甲酸的色澤保存率達(dá)到83.22%，比對照提高了16.52百分點；添加較高濃度的水楊酸鈉和乙二胺四乙酸二鈉可使露酒色澤保存率提高10.00～12.82百分點；添加60 mg·L-1的桑椹紅色素對楊梅露酒的輔色作用最為顯著，貯藏3個月后，楊梅露酒的色澤保存率為91.5%，比對照提高27.0百分點。