貯運(yùn)條件對(duì)草莓主要色素成分穩(wěn)定性的影響

呂婉瑩 賈冬梅 胡云峰 陳君然

摘要：草莓在貯藏和運(yùn)輸期間會(huì)產(chǎn)生褪色現(xiàn)象，花青素含量逐漸減少。為研究光照時(shí)間、溫度、pH、金屬離子對(duì)草莓花青素的影響，探索合適的加工與貯運(yùn)條件，在花青素含量保持一致的情況下設(shè)置4種反應(yīng)條件，探討光照時(shí)間、溫度、pH、金屬離子對(duì)草莓花青素的影響。草莓花青素在自然光下照射8 h，吸光度值下降25%，溫度高于60℃后，吸光度值下降67%。當(dāng)pH>7時(shí)，吸光度值下降85%，添加Na+、Mg2+后的色素提取液反應(yīng)2 h后所測(cè)吸光度值分別保持在0.070和0.050左右，而添加Fe3+后測(cè)得的吸光度值下降87%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，草莓在貯運(yùn)過(guò)程中應(yīng)避光、低溫、保持酸性條件，且避免與鐵制品接觸。

關(guān)鍵詞：草莓；花青素；光照；溫度；pH；金屬離子

中圖分類(lèi)號(hào)：TS255文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號(hào)：cjas2020-0200

Effects of Storage and Transportation Condition on the Stability of Main Pigment Components in Strawberry

Lv Wanying， Jia Dongmei， Hu Yunfeng， Chen Junran

（State Key Laboratory of Food Nutrition and Safety， Tianjin University of Science and Technology， Tianjin 300457， China）

Abstract： Strawberry fades during storage and transportation， and the anthocyanin content gradually decreases. To study the effects of light application time， temperature， pH and metal ions on anthocyanins of strawberry， and explore suitable processing and storage conditions， four reaction conditions were set under the same anthocyanin content， and the effects of light application time， temperature， pH， and metal ions on strawberry anthocyanins were discussed. When strawberry anthocyanins were exposed to natural light for 8 hours， the absorbance value was decreased by 25%. When the temperature was higher than 60℃， the absorbance value was decreased by 67%. When pH>7， the absorbance value was decreased by 85%. The measured absorbance values of the pigment extract after adding Na+and Mg2+were kept at about 0.070 and 0.050 after reacting for 2 h， while the absorbance value measured after adding Fe3 +was decreased by 87%. Experimental results show that strawberries should be protected from light， under low temperature and acidic condition， and avoid contacting with iron products during storage and transportation.

Keywords： Strawberry； Anthocyanin； Light； Temperature； pH； Metal Ions

0引言

草莓又稱(chēng)紅莓、洋莓、地莓等[1]，有“水果皇后”之稱(chēng)。草莓果實(shí)色澤鮮紅、酸甜可口、香氣濃郁、軟嫩多汁[2]，富含花青素、維生素C等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)。但草莓貯藏期短，在貯藏和運(yùn)輸期間草莓會(huì)逐漸褪色，花青素含量也相應(yīng)減少?；ㄇ嗨厥且活?lèi)人們最為熟悉的水溶性色素[3]，存在于絕大多數(shù)植物之中?；ㄇ嗨厥且环N由苯丙氨酸途徑合成的黃酮類(lèi)物質(zhì)[4]，主要成分為矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷、天竺葵素-3-葡萄糖苷[5]，具有抗氧化特性[6]，其抗氧化能力是維生素C、維生素E的數(shù)倍?；ㄇ嗨啬軌蛟鰪?qiáng)血管彈性[7]，提高循環(huán)效率以及改善皮膚狀況；提高關(guān)節(jié)的柔韌性，改善骨質(zhì)疏松[8]。研究表明花青素還具有抗癌作用，但是其性質(zhì)極不穩(wěn)定，容易受到各種因素的影響[9-11]。為了解決草莓在貯存和運(yùn)輸過(guò)程中和草莓加工產(chǎn)品的褪色問(wèn)題，筆者測(cè)定草莓花青素在不同的貯存條件下（pH、溫度、光照、金屬離子）的穩(wěn)定性，旨在為草莓的加工和利用提供理論參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

試驗(yàn)于2020年5—8月在天津科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品物流保鮮與加工實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2材料與儀器

草莓品種為‘蒙特瑞四季草莓，由上海喜果佳草莓種植基地提供。挑選色澤均勻、大小一致、七八成熟、無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)擠壓破損的草莓。

TU-1810紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（北京普析通用儀器責(zé)任有限公司）；電子天平（余姚市紀(jì)銘稱(chēng)重校驗(yàn)設(shè)備有限公司）；MP522型精密pH/電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x（上海三信儀表廠）；電熱恒溫水浴鍋（天津市泰斯特儀器有限公司）；SYU-10-300DT超聲波清洗機(jī)（鄭州生元儀器有限公司）；色差計(jì)（柯盛行儀器有限公司）。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.2貯藏期間新鮮草莓色澤和花色苷含量的變化將新鮮草莓在4℃環(huán)境中儲(chǔ)藏，分別于0、3、6、9、12天測(cè)定草莓的L*、a*、b*值和花色苷含量。

1.3.3最大吸收波長(zhǎng)的確定使用紫外分光光度計(jì)對(duì)花青素提取液在400～700 nm進(jìn)行掃描，確定最大吸收波長(zhǎng)。

1.3.4光照對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響分別吸取10 mL花青素提取液，在自然光下照射0、2、4、6、8 h，于516 nm處測(cè)定吸光度值并計(jì)算花青素保存率。

1.3.5溫度對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響分別吸取10 mL花青素提取液，分別置于20、30、40、50、60、70、80℃條件下恒溫保存，每隔1 h于516 nm處測(cè)定吸光度值并計(jì)算花青素保存率。

1.3.6 pH對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響分別吸取10 mL花青素提取液，分別用1 mol/L鹽酸和1 mol/L的氫氧化鈉將其pH調(diào)節(jié)至1、3、5、7、9、11。每隔2 h于516 nm處測(cè)定吸光度值并計(jì)算花青素保存率。

1.3.7金屬離子對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響分別吸取10 mL花青素提取液，分別加入Na+、Fe3+、Mg2+，每隔2 h于516 nm處測(cè)定吸光度值并計(jì)算花青素保存率。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel整理數(shù)據(jù)，并作圖進(jìn)行分析。

2結(jié)果與分析

2.1貯藏期間新鮮草莓色澤的變化

色澤是評(píng)價(jià)果蔬感官品質(zhì)好壞的一個(gè)重要體現(xiàn)。新鮮草莓在貯藏期間色澤的變化如圖1～2所示。從圖中看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，L*、a*、b*值整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，表示明暗度的L*值由初始值26.1下降到20.0，a*值由34.8降到31.0，b*值由25.4降為18.7，在第9天降到最低，b*值為15.9?？偵钪惦S著時(shí)間延長(zhǎng)先上升后下降，在第9天達(dá)到最大值11.82，說(shuō)明褪色情況越來(lái)越嚴(yán)重。

2.2貯藏期間新鮮草莓花色苷含量的變化

果實(shí)花色苷含量和組分是影響果實(shí)色澤品質(zhì)一個(gè)重要因素[14]。由圖3可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)草莓花色苷含量逐漸降低，貯藏期間花色苷含量由234.46 mg/kg降到了73.91 mg/kg，損失68%，可能是在貯藏過(guò)程中草莓果實(shí)中的過(guò)氧化物酶和多酚氧化酶使花色苷降解，導(dǎo)致花色苷含量減少。

2.3最大吸收波長(zhǎng)的確定

由圖4可知，對(duì)色素提取液在400～700 nm進(jìn)行掃描后，其中在516 nm處有最大吸收峰，對(duì)應(yīng)的吸光度值為0.476。結(jié)果與趙春燕等[15]的研究一致。因此，草莓色素溶液的最大吸收波長(zhǎng)為516 nm。

2.4光照對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

從圖5中可以看出，隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng)，吸光度值逐漸減小，整體呈下降趨勢(shì)。前4 h比較平穩(wěn)，光照4 h之后吸光度值明顯降低，到8 h時(shí)，吸光度值從最初的0.170降到0.128。說(shuō)明花青素產(chǎn)生了光降解作用。光照能加速花色苷的降解[16]，光線會(huì)誘使天然色素分解或氧化而脫色[17]，因此應(yīng)避光保存。

2.5溫度對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

由圖6可知，吸光度值隨溫度的升高而逐漸降低，低溫情況下下降不明顯，低于60℃時(shí)對(duì)穩(wěn)定性影響相對(duì)較小[18]。而高于60℃之后影響較大，下降速率開(kāi)始加快，吸光度值由0.153降到0.050。溫度是影響花青素穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素，溫度對(duì)花色苷的降解有顯著影響。一般情況下，天然色素在低溫或干燥狀態(tài)時(shí)較穩(wěn)定，加熱可加快變色反應(yīng)，尤其在加熱至沸點(diǎn)時(shí)易氧化褪色。隨著加熱溫度的升高或時(shí)間的延長(zhǎng)，花色苷結(jié)構(gòu)向查爾酮結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化[19]，導(dǎo)致草莓褪色。高溫對(duì)花青素穩(wěn)定性影響較大[20]，高溫條件下，花色苷的穩(wěn)定性很差。60℃以下草莓花青素的穩(wěn)定性較好。因此在貯藏和加工過(guò)程中應(yīng)盡量避免高溫。

2.6 pH對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

由表1可知，花青素的顏色與pH有關(guān)[21]。花青素色調(diào)會(huì)隨pH的變化而發(fā)生明顯變化。隨著pH的增加，顏色逐漸變淡，結(jié)構(gòu)上也發(fā)生了變化[22]。提取液顏色由橙紅色逐漸變?yōu)闇\粉色，最終變?yōu)辄S綠色，說(shuō)明色素在堿性環(huán)境下易受到破壞。當(dāng)溶液pH=1時(shí)，溶液顯橙紅色。當(dāng)pH 2～4時(shí)，花青素失去C環(huán)氧上的陽(yáng)離子變成藍(lán)色醌型堿。隨著溶液的pH進(jìn)一步升高到5和6時(shí)，只能檢測(cè)到2種物種存在，分別是假堿和查耳酮，此時(shí)花青素溶液呈淡粉色甚至無(wú)色。當(dāng)pH>7時(shí)，花青素被降解，不同的取代基降解后的產(chǎn)物也不同，與董愛(ài)文[23]的結(jié)論相同。由此可見(jiàn)，pH對(duì)花青素的影響較大[24]。從表中可得知，草莓的花青素在pH<3時(shí)較穩(wěn)定。因此花青素更適合在酸性條件下貯藏。

2.7金屬離子對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響

由圖7可知，加入金屬離子后，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，吸光度值均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。其中Na+、Mg2+對(duì)其穩(wěn)定性的影響較小，而Fe3+影響較大。在前2 h吸光度值迅速下降，反應(yīng)2 h后，添加Na+、Mg2+之后的色素提取液所測(cè)吸光度值下降較緩慢，基本處于較穩(wěn)定狀態(tài)，分別保持在0.070和0.050左右。而添加Fe3+后測(cè)得的吸光度值下降速率較快，由0.128降低到0.016，引起溶液顏色變黑。這說(shuō)明Fe3+對(duì)花青素具有破壞作用，使花青素穩(wěn)定性下降[25]。所以草莓在貯藏或運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)避免與鐵制品接觸。

3結(jié)論

草莓在貯藏和運(yùn)輸期間容易發(fā)生褪色的情況，導(dǎo)致L*、a*、b*值降低，花青素含量也隨之降低，由234.46 mg/kg降到了73.91 mg/kg。由試驗(yàn)結(jié)果可知，在光照條件下花青素會(huì)發(fā)生降解作用，花青素應(yīng)在避光條件下保存。草莓花青素60℃以下的穩(wěn)定性較好，在貯藏和運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)盡量避免高溫。草莓的花青素在pH<3時(shí)較穩(wěn)定，更適合在酸性條件下貯藏。金屬離子中Na+、Mg2+對(duì)花青素穩(wěn)定性的影響較小，而Fe3+的影響較大，會(huì)破壞花青素。草莓在貯藏或運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)避免與鐵制品接觸。

4討論

草莓不耐貯運(yùn)，在貯運(yùn)期間極容易發(fā)生褪色情況，針對(duì)草莓褪色的情況，本試驗(yàn)設(shè)計(jì)了4種反應(yīng)條件（光照時(shí)間、溫度、pH、金屬離子），探索草莓花青素的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，光照、高溫會(huì)破壞草莓花青素穩(wěn)定性，pH<3花青素較穩(wěn)定，Na+可以維持花青素的穩(wěn)定性，F(xiàn)e3+會(huì)破壞花青素的穩(wěn)定性，這與單云輝[22]的研究結(jié)果一致。孫倩怡等[12]發(fā)現(xiàn)藍(lán)莓花青素在光照、高溫和堿性條件下不穩(wěn)定，降解速率加快。由以上的研究可以得出，草莓花青素的穩(wěn)定性受光照時(shí)間、溫度、pH和金屬離子的影響，這為以后草莓的儲(chǔ)存和加工提供了合理的依據(jù)。本實(shí)驗(yàn)對(duì)草莓花青素穩(wěn)定性的影響因素的探究還不夠全面，希望在以后的研究中逐漸完善。

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