幾種甜味劑對(duì)不同增稠劑中藍(lán)莓多酚保留率影響的研究

計(jì) 瑩，王溪堯，呂曉姝，程麒郡，聞佳汭

(遼寧科技學(xué)院 生物醫(yī)藥與化學(xué)工程學(xué)院，遼寧 本溪 1170004)

0 前言

藍(lán)莓果實(shí)含有豐富的天然多酚類化合物，可以有效地清除人體的氧自由基，從而減少氧自由基對(duì)正常細(xì)胞的破壞，對(duì)細(xì)胞起到保護(hù)作用。同時(shí)多酚類化合物還可以預(yù)防潛在的致癌性物質(zhì)在人體內(nèi)的形成和聚集，防癌作用顯著[1]。

藍(lán)莓制品在生產(chǎn)加工過(guò)程中藍(lán)莓多酚含量及保留率會(huì)受到多種因素的影響，如光照、溫度、pH、金屬離子、食品添加劑等，為增加其含量穩(wěn)定性，本實(shí)驗(yàn)以福林-酚比色法測(cè)定多酚為基礎(chǔ)，研究了藍(lán)莓制品中經(jīng)常添加的四種甜味劑(葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖)和四種增稠劑(果膠、糊精、CMC、卡拉膠)對(duì)藍(lán)莓多酚穩(wěn)定性的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

藍(lán)莓凍果(藍(lán)莓忍冬采自吉林省長(zhǎng)白山)中挑選出無(wú)病蟲害和機(jī)械損傷且成熟度一致的果實(shí)，簡(jiǎn)略清洗瀝干后，速凍于-40 ℃冰箱凍藏。

葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、糊精、果膠、CMC、卡拉膠均為食品級(jí)，AB-8大孔樹脂、福林-酚試劑、沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品等試劑均為分析純。

1.2 主要試驗(yàn)儀器

上海亞榮生化儀器廠的RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀；北京瑞利分析儀器公司的UV-1600型紫外可見分光光度計(jì)；

上海精密儀器儀表有限公司的層析柱(3.6 cm×60 cm)。

1.3 藍(lán)莓多酚樣品制備

將藍(lán)莓果于常溫條件下解凍，蒸餾水清洗后使用攪拌機(jī)打成果漿。使用超聲波輔助提取，稱取一定質(zhì)量藍(lán)莓果漿按料液比1∶1加入體積分?jǐn)?shù)為50%乙醇溶液攪勻，于40 ℃下提取2 h后真空抽濾，濾渣在相同條件下提取兩次，合并濾液。使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀于40 ℃條件下減壓濃縮除去乙醇，得到藍(lán)莓多酚濃縮液。將多酚濃縮液放入裝有AB-8型大孔樹脂的層析柱純化多酚中，上樣流速為5 mL/min，并使用蒸餾水洗脫除雜，之后使用95%乙醇洗脫多酚，洗脫速度為3 mL/min。將多酚洗脫液通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，于40 ℃條件下減壓濃縮除去乙醇后放入真空冷凍干燥機(jī)中干燥得到紫黑色粉末，測(cè)定凍干粉中多酚含量，使用時(shí)按需要配制成不同質(zhì)量濃度水溶液。

1.4 藍(lán)莓多酚的光譜特性

配制pH=3.6檸檬酸、檸檬酸鈉緩沖溶液，并用分析天平準(zhǔn)確稱量2 mg藍(lán)莓多酚，將藍(lán)莓多酚溶解于pH=3.6的緩沖溶液中，20 mL的容量瓶定容，配置成10 mg/100 mL藍(lán)莓多酚溶液，用紫外可見分光光度計(jì)在300 nm～700 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行光譜掃描。

1.5 藍(lán)莓多酚含量測(cè)定及標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制(福林-酚比色法)

移液器準(zhǔn)確加入1 mg/mL藍(lán)莓多酚樣品溶液l mL于25 mL試管內(nèi)，依次加入1 mL 50%福林-酚顯色劑、3 mL 7.5%碳酸鈉溶液和5 mL蒸餾水，振蕩搖勻，避光顯色2 h后于765 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，以沒(méi)食子酸作為標(biāo)準(zhǔn)品，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為：y=0.081 05+5.011 43x，R2=0.999 6。按下列公式(1)計(jì)算樣品溶液中多酚含量。

(1)

式中：ρ為藍(lán)莓多酚含量/(mg/mL)；A為510 nm波長(zhǎng)處的吸光度；n為提取液稀釋倍數(shù)。

1.6 藍(lán)莓多酚保留率的影響研究

1.6.1 空白體系下葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

將提取的3 mg多酚溶解于10 mL，pH=3.6的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液備用，作為對(duì)照組，再分別配制濃度為0、10、20、40 g/100 mL的葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖溶液備用。移取10 mL多酚溶液和10 mL糖溶液于20 mL容量瓶中并定容，攪拌使充分溶解，于室溫條件下避光靜置2 h，以不加糖的藍(lán)莓多酚溶液作為對(duì)照組，相同條件下處理，按下列公式(2)測(cè)定多酚保留率。

(2)

式中：A2為加糖后藍(lán)莓多酚吸光度/(abs)；A1為對(duì)照組藍(lán)莓多酚吸光度/(abs)。

1.6.2 果膠體系下葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

將提取的3 mg多酚和0.06 g果膠溶解于10 mL，pH=3.6的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液中備用，按1.6.1項(xiàng)方法測(cè)定多酚保留率。

1.6.3 CMC體系下葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

將提取的3 mg多酚和0.06 g CMC溶解于10 mL，pH=3.6的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液中備用，按1.6.1項(xiàng)方法測(cè)定多酚保留率。

1.6.4 糊精體系下，葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

將提取的3 mg多酚和0.06 g糊精溶解于10 mL，pH=3.6的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液中備用，按1.6.1項(xiàng)方法測(cè)定多酚保留率。

1.6.5 卡拉膠體系下葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

將提取的3 mg多酚和0.06 g卡拉膠溶解于10 mL，pH=3.6的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液中備用再按1.6.1項(xiàng)方法測(cè)定多酚保留率。

2 結(jié)果與分析

2.1 藍(lán)莓多酚含量

由實(shí)驗(yàn)可知藍(lán)莓多酚在510 nm有最大吸收峰，通過(guò)福林-酚比色法測(cè)定其含量，得吸光度值為0.556 abs。通過(guò)公式(1)計(jì)算得到藍(lán)莓多酚含量為94.77%。

2.2 空白體系下葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

對(duì)圖1數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因素方差分析，如表1。由圖1和表1可知，隨糖分添加量的增加，多酚保留率逐漸增大。添加量為20 g/100 mL的四種糖處理后，多酚保留率顯著高于糖分添加量為5 g/100 mL的多酚溶液(P<0.05)。這是由于隨著糖分添加量的增加，溶液中水分活度逐漸降低，從而減少了多酚的降解[2]。

圖1 空白體系下，糖類及其添加量對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

表1 空白體系下，雙因素方差分析表

2.3 糊精體系下，葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

對(duì)圖2數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因素方差分析，如表2。由圖2和表2可知，與對(duì)照組相比，糊精可以顯著提高藍(lán)莓多酚的保留率(P<0.05)，并且隨糖分添加量增加，糊精和糖類協(xié)同提高藍(lán)莓多酚保留率。在糊精體系下，糖類的質(zhì)量濃度越高，多酚保留率越高。低濃度的糖類對(duì)藍(lán)莓多酚影響較小，高濃度糖類能夠顯著增加藍(lán)莓多酚的保留率(P<0.05)[3]。

圖2 糊精體系下，單糖、雙糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

表2 糊精體系下，雙因素方差分析表

2.4 果膠體系下，葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

對(duì)圖3數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因素方差分析，如表3。由圖3和表3可知，與對(duì)照組相比，添加果膠的體系多酚保留率顯著提高(P<0.05)，藍(lán)莓多酚能夠與果膠通過(guò)非共價(jià)鍵作用形成復(fù)合物，并通過(guò)氫鍵和疏水相互作用實(shí)現(xiàn)與果膠糖側(cè)鏈的吸附[4]，提高了保留率；低濃度果糖添加至藍(lán)莓多酚稀釋液后，多酚的保留率下降，但隨著加入果膠，藍(lán)莓多酚的保留率顯著提高，并且隨著果糖濃度繼續(xù)增加，多酚保留率逐步上升。葡萄糖、蔗糖、麥芽糖在果膠體系中對(duì)藍(lán)莓多酚保留率也有促進(jìn)作用，隨著糖類的添加量增加，藍(lán)莓多酚保留率逐步增加，果膠對(duì)藍(lán)莓多酚保留率無(wú)不良影響。

圖3 果膠體系下，單糖、雙糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

表3 果膠體系下，雙因素方差分析表

2.5 CMC體系下，葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

圖4 CMC體系下，單糖、雙糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

對(duì)圖4數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因素方差分析，如表4。由圖4和表4可知，與對(duì)照組相比，無(wú)糖類添加(0g/mL)時(shí)，CMC體系對(duì)藍(lán)莓多酚穩(wěn)定性影響不顯著，但隨著糖類濃度提高，藍(lán)莓多酚保留率逐漸提高。CMC可以增進(jìn)糖類對(duì)藍(lán)莓多酚的作用，顯著提高藍(lán)莓多酚的保留率(P<0.05)。

表4 CMC體系下，雙因素方差分析表

2.6 卡拉膠體系下，葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

對(duì)圖5數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因素方差分析，如表5。由圖5和表5可知，在無(wú)糖類的添加(0 g/mL)時(shí)，卡拉膠略微降低了藍(lán)莓多酚的保留率，但隨著糖類的添加量逐漸增加，此體系下的藍(lán)莓多酚保留率逐漸增加。麥芽糖和卡拉膠混合體系的藍(lán)莓多酚的保留率最高。

圖5 卡拉膠體系下，單糖、雙糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

表5 卡拉膠體系下，雙因素方差分析表

2.7 四種膠體體系對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響比較

由圖6可知，糊精的保留率最高，可以顯著提高藍(lán)莓多酚的保留率(P<0.05)，糊精與多酚結(jié)合的機(jī)理可能是糊精空腔由于疏水作用促使高焓值水的釋放而打破多酚溶液的相平衡，呈現(xiàn)出環(huán)糊精外部高能量?jī)?nèi)部低能量的狀態(tài)，為維持相平衡，難溶水或水溶性低的多酚由高能區(qū)進(jìn)入低能疏水空腔，直至達(dá)到新的相平衡，之后通過(guò)分子間氫鍵、環(huán)張力等形成多酚糊精結(jié)合物。糊精的“內(nèi)疏水，外親水”的特殊結(jié)構(gòu)易與藍(lán)莓多酚形成包結(jié)物，改善多酚的理化性質(zhì)，提高水溶性和保留率[5]。體系中添加一定濃度果膠，可以提高藍(lán)莓多酚的保留率。CMC有改善藍(lán)莓多酚保留率的效果，但沒(méi)有糊精和果膠強(qiáng)烈。果膠和CMC為植物壁多糖，細(xì)胞壁多糖與多酚形成復(fù)合物的主要機(jī)制為果膠和CMC分別通過(guò)離子相互作用和疏水相互作用結(jié)合。加入低濃度的果膠可以提高藍(lán)莓多酚的保留率?？ɡz有略微減低藍(lán)莓多酚保留率的效果，添加后藍(lán)莓多酚保留率略有下降，原因是卡拉膠在pH值為3.6時(shí)容易分解[1]，進(jìn)而對(duì)藍(lán)莓多酚起到降解作用，降低其保留率。

圖6 四種多糖對(duì)藍(lán)莓多酚保留率的影響

3 結(jié)論

藍(lán)莓多酚的穩(wěn)定性較差，在食品加工過(guò)程中添加一些糖類可提高藍(lán)莓多酚的穩(wěn)定性。

葡萄糖、蔗糖和麥芽糖對(duì)藍(lán)莓多酚無(wú)不良作用。高濃度的葡萄糖、蔗糖和麥芽糖溶液可以顯著提高藍(lán)莓多酚的保留率(P<0.05)。低濃度的果糖可降低藍(lán)莓多酚的穩(wěn)定性，但隨著果糖的濃度增加，藍(lán)莓多酚的保留率逐步上升。

糊精對(duì)藍(lán)莓多酚的影響最為顯著。糊精可以明顯提高藍(lán)莓多酚的保留率，果膠對(duì)藍(lán)莓多酚的保護(hù)效果比糊精稍弱，CMC對(duì)藍(lán)莓多酚影響不顯著，但可增進(jìn)糖類對(duì)藍(lán)莓多酚的保護(hù)效果，而卡拉膠可略微降低藍(lán)莓多酚的保留率。

藍(lán)莓多酚的耐氧化性極差，容易分解，貯存時(shí)應(yīng)該密封、避光。