臘八蒜綠色素影響因素及護綠方法研究

白 冰，紀淑娟，王東梅，劉艷平，蔣東華

（沈陽農業大學食品學院，遼寧沈陽110866）

臘八蒜綠色素影響因素及護綠方法研究

白 冰，紀淑娟，王東梅，劉艷平，蔣東華

（沈陽農業大學食品學院，遼寧沈陽110866）

利用分光光度法對影響臘八蒜綠色素的溫度、pH、光照等因素進行了研究。同時對常用化學護色方法及物理護色方法的效果進行了比較，旨在尋找保護臘八蒜翠綠顏色的方法。結果表明，常用化學護色劑對臘八蒜綠色素保護作用不明顯，而采用物理處理方法——低溫4℃、pH4.0、真空包裝、避光，105d后臘八蒜仍呈綠色，綠色素在590nm處的吸光值為0.245，可延長臘八蒜保持翠綠外觀三個月以上。

臘八蒜，色素，影響因素，護綠

“臘八蒜”是我國傳統的大蒜制品，其主要呈色物質綠色素不是葉綠素［1］，而是含丙烯基和烯丙基的硫化物以及特定氨基酸經歷復雜的次生代謝途徑產生的，其形成與酚酶和酯氧化酶無關［2］，而與γ-谷氨酰轉肽酶和蒜氨酸裂解酶關系密切［3］。防止大蒜、蒜蓉、蒜片、蒜粉等制品綠變問題是國內外關注的焦點，因為綠變嚴重影響了蒜產品的感官和營養品質。而“臘八蒜”綠色素是希望得到的，湛青碧綠的臘八蒜能極大地提高人們的食欲，是我國“臘八”時節必不可少的美食佳肴。臘八蒜綠變條件苛刻且色素不穩定，綠色素會在腌制的25d左右逐漸變黃變淺［4］，從而失去誘人的外觀和口感，這是限制臘八蒜產業化的主要原因。臘八蒜綠色素是一種新型天然色素，其產生和分解皆不同于其它種類色素［5］，有必要對其穩定性和護色方法進行研究。實驗擬分別采用食品工業常用的幾種化學方法以及針對臘八蒜色素特點的物理方法進行護綠，并對護綠效果進行了比較，旨在延長臘八蒜制品的貨架期，為開發這一傳統食品提供理論依據。同時臘八蒜綠色素有望研發成為新一輪的具有獨立知識產權的天然色素，對其穩定性的揭示將為進一步大規模制備和保存臘八蒜綠色素提供實際參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大蒜 2008年秋季收獲的大蒜，購于沈陽農業大學附近農貿市場，放置于4℃冷庫中貯藏2～3個月后取出作為實驗材料；冰醋酸、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉、乳酸鈣、鹽酸、氫氧化鈉 沈陽化學試劑公司，分析純；D-異VC鈉、檸檬酸鈉、植酸、無水乙酸銅、乙酸鋅 國藥集團化學試劑（沈陽）有限公司，分析純。

TU-1800型紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限公司；SHP-100數顯生化恒溫箱 金壇市晶玻實驗儀器廠；CT14RD型臺式高速冷凍離心機上海天美生化儀器設備工程有限公司；PB-10 sartorius pH計 賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；旋轉蒸發裝置 上海申光儀器表有限公司；真空抽濾裝置 天津奧特賽恩斯儀器有限公司；FA-004型電子天平 上海精科天平有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 臘八蒜的腌制 將冷藏大蒜剝皮，精心挑選蒜瓣，過小的和有傷痕的棄去不要，用自來水將蒜瓣清洗干凈，并用蒸餾水淋洗三次，備用。將蒜瓣和5%的醋酸溶液以1∶1（w/v）浸泡，放置于25℃恒溫箱中，7d可制成臘八蒜。

1.2.2 化學護色劑處理臘八蒜 將臘八蒜分裝于若干廣口瓶，蒜瓣和浸泡液1∶1（w/v）。各廣口瓶分別以100ppm添加檸檬酸鈉、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉、植酸、D-異VC鈉、乳酸鈣；以200ppm分別添加無水乙酸銅、無水乙酸鋅；以100ppm無水乙酸鋅和100ppm無水乙酸銅混合試劑。

1.2.3 物理方法處理臘八蒜

1.2.3.1 pH調節 同1.2.2步驟分裝好的臘八蒜，分別用 1mol/L鹽酸及 1mol/L氫氧化鈉溶液調節pH2.0～6.0，并定期調節pH。

61例患者中最短DFI為0個月，最長為268個月，中位DFI為36個月。其中DFI≥36個月的31例，DFI<36個月的30例。肺部轉移瘤中，乳腺癌的平均DFI最長為93個月，其次為軟組織肉瘤92個月，腎癌平均DFI為57個月，結直腸平均DFI為30個月。1年、3年、5年的生存率分別為88.4%、35.8%、15.9%，平均生存時間為28.79個月，中位生存時間為25個月。死亡患者中有32例是因為出現多發遠處轉移，另有9例因其他疾病導致死亡。

1.2.3.2 溫度、避光、真空處理 同1.2.2步驟分裝好的臘八蒜分別于60、100℃恒溫水浴15min，然后快速冷卻到常溫，于4℃保存。同1.2.2步驟分裝好的臘八蒜裝于塑料袋并抽真空（0.1MPa），用錫箔紙包好，分別于4、25℃保存。

1.2.4 臘八蒜浸泡液與蒜泥提取液的測定 以上不同處理樣品，臘八蒜浸泡液經0.45μm膜過濾，于紫外可見分光光度計測吸光值。同樣地，臘八蒜按1∶1（w/v）加蒸餾水打成勻漿，10000×g離心15min后取上清液，先經濾紙抽濾，再經0.45μm膜過濾，得到澄清溶液為蒜泥提取液，于紫外可見分光光度計測吸光值。

1.2.5 實驗結果統計方法 實驗結果采用軟件Origin 7.5作圖和SAS 9.0數據處理系統分析。

2 結果與討論

2.1 臘八蒜綠色素的可見光譜特征

如圖1所示，臘八蒜綠色素有兩處特征吸收峰440nm和590nm，440nm處是黃色素吸收峰，590nm處是藍色素吸收峰，兩者混合表現為綠色［4］，并且590nm處吸收峰是綠色素最為重要的特征［6］。隨著在室溫下放置時間的延長，臘八蒜色素會依次從藍綠色、綠色、黃綠色到淺黃色轉化，最終顏色消失，實驗中以440nm和590nm兩處吸光值大小體現臘八蒜色素的變化。

圖1 臘八蒜綠色素的紫外分光光譜圖

2.2 未經處理的臘八蒜的藍色素和黃色素變化情況

圖2 綠變臘八蒜蒜泥浸提液在168d常溫儲藏期內黃色素（440nm）和藍色素（590nm）吸光值變化情況

2.3 溫度、光照對臘八蒜綠色素的影響

按照步驟1.2.3.2處理綠變臘八蒜，結果見圖3。4℃冷藏的樣品（a）440nm和590nm兩處吸收均明顯高于各種熱處理后的樣品，并且熱處理溫度越高，對綠色素損失越大。明顯地，25℃和經水浴處理的各樣品（b、c、d、e）在590nm處藍色素的吸光值均比4℃冷藏樣品（a）降低超過50%（從0.154到0.071及以下）；而且440nm處黃色素也表現出近似的趨勢，4℃冷藏樣品吸收值為0.404，25℃恒溫為0.229，60℃和100℃水浴處理后的樣品吸光值最低，分別為0.224和0.184。這說明兩種色素都對熱敏感，而且藍色素受溫度影響比黃色素更大。圖3中同時給出25℃和25℃（避光）的兩個樣品比較，發現避光處理對藍色素的穩定不夠明顯（590nm吸光值均在0.07左右），但對黃色素起到一定積極作用（440nm處25℃避光恒溫0.311，25℃為0.229）。總之，溫度和光照都會加速臘八蒜綠色素的分解，故穩定臘八蒜綠色素應盡量采用低溫、避光方式。

2.4 pH對臘八蒜綠色素的影響

對綠變臘八蒜浸泡液調節pH2.0～6.0，浸泡液即時掃描波譜，如圖4所示，pH3.0～4.0有利于綠色素的穩定，而過酸或接近中性條件下色素吸光值都或多或少地減少了。其中pH4.0的浸泡液中臘八蒜綠色素吸光值（440nm：1.215；590nm：0.672）高于其它pH的浸泡液；而pH6.0的浸泡液中黃色素和藍色素吸光值下降的最顯著（440nm：0.692；590nm：0.236）。這說明pH3.0～4.0區間有利于臘八蒜色素結構穩定，過酸性條件（pH＜3.0）或偏中性條件pH5.0～6.0都會加快臘八蒜色素的分解，而堿性條件pH＞7.0下兩種色素分解更快（數據未給出）。

圖3 不同溫度處理后1d的蒜泥浸提液紫外分光光譜圖

圖4 綠變臘八蒜調節pH后浸泡液紫外分光光譜圖

2.5 化學護色方法和物理護色方法對臘八蒜綠色素護綠效果的比較

實驗中選用了幾種常用化學護色劑，將化學護色效果與物理護色效果分析比較，結果見表1。

從表中可以看出，包括參照樣品在內，所有處理樣品590nm吸光值都隨時間延長而有不同程度的下降。與參照樣品相比較可發現，各種常規化學護色試劑對臘八蒜綠色素護色效果不明顯。這也說明臘八蒜綠色素不同于葉綠素，對葉綠素有較好護綠效果的護色劑對臘八蒜綠色素無作用。不同物理護色方法對臘八蒜綠色素的保持還是有差異的。在保持pH4.0的同時，低溫、真空、避光的處理是保持綠色效果最好的方法，590nm吸光值下降較慢，此條件下儲藏105d后，590nm處藍色素的吸光值保持在0.271，此時臘八蒜仍表現為較好的綠色，而其它處理的樣品藍色素吸光值大多小于0.1，臘八蒜表現為淺黃色，完全失去翠綠的色澤。值得一提的是，經過加熱處理的臘八蒜，不論60℃還是100℃水浴過的臘八蒜藍色素在后期（25d后）分解均慢于參照樣品，這是由于臘八蒜綠變過程需要γ-谷氨酰轉肽酶和蒜氨酸裂解酶的參與，水浴鈍化了酶的活性，對于已經完成綠變的臘八蒜反而有利于色素的穩定。但是臘八蒜色素對熱非常敏感，水浴過程當中可見色素褪色明顯，而且加熱溫度越高，加熱時間越長，褪色越顯著（0d，pH4.0，60℃，0.515；0d，pH4.0，100℃，0.455），并且加熱后的臘八蒜失去清脆口感與生鮮蒜味，因此不推薦采用加熱方法護色。

表1 不同護色處理臘八蒜蒜泥浸提液在168d儲藏期內藍色素（590nm）吸光值

至于臘八蒜化學護色試劑選擇的研究將有待于在對其綠色素結構的進一步揭示后進行。大蒜綠變研究源于上世紀五十年代［7］，但目前對綠變機理及色素結構的了解仍然很有限。Imai等人提出綠色素形成的四個步驟，烯丙基和丙烯基半胱氨酸亞砜先在蒜酶催化下形成色素中間體；色素中間體與某些氨基酸形成具有吡咯環結構的色素前體；烯丙基半胱氨酸亞砜被蒜酶催化成大蒜素；色素前體與大蒜素形成藍色素［8］。Wang D.等人在此基礎上又增加了兩個步驟，豐富了黃色素的產生過程，即色素前體與大蒜素產生過程的副產物丙酮酸結合，形成黃色素［5］。南丁呼斯勒、胡丹、韓娜等人經過實驗進一步確定了某些帶有吡咯環的氨基酸為色素中間體［9-11］。正如同對美拉德褐變的研究，隨著對大蒜綠變研究的深入，發現參與到大蒜綠變過程的物質越多，種類越繁雜，以上揭示出的綠變途徑也可能僅是綠變方式的一種，而且后期色素的分解過程可能還有其它我們所不知道的物質也參與進來。由于綠變過程參加物質的多樣性，以及色素組成的復雜性（從色素中間體和色素前體的復雜性來看，單純藍色素和黃色素也分別為多種物質的混合物），至今未能完全揭示綠變的每個過程及鑒定出任何一種色素的結構。因此，只有明確了色素產生和分解的完整過程以及色素可能的結構，才能有針對性地選擇合適的化學護色劑并進行相應的護色效果研究。

2.6 護色處理的最終效果

pH4.0、4℃、真空避光處理及參照樣品的光譜掃描比較見圖5。pH4.0、4℃、真空避光處理的臘八蒜在105d的儲藏期內仍能保持令人滿意的綠色，590nm處藍色素吸光值0.245，見圖5中a；直至168d后590nm處吸光值為0.145，臘八蒜呈現黃綠，并且顏色進一步變淡，見圖5中b，但效果仍能與未處理的25d的相當（590nm，0.155，表1）；168d的參照樣品440nm和590nm兩處吸光值已經不明顯，見圖5中d。

圖5 pH4.0，4℃，真空避光處理與參照樣品的蒜泥浸提液紫外分光光譜圖

特別強調，臘八蒜護綠的效果不僅與以上溫度、光照、pH等因素相關，同時還與臘八蒜腌制過程綠變程度關系密切，綠變較深的臘八蒜顏色自然能保持更長時間。大蒜是具有休眠特性的植物，春季新收獲的大蒜處于生理休眠期，不能綠變，故不適合腌制臘八蒜。秋季收獲的大蒜在腌制臘八蒜之前要將大蒜充分預冷，以加速大蒜打破休眠，休眠打破得越充分，綠變效果越好。

3 結論

本實驗對影響臘八蒜綠色素穩定性的因素進行了分析，發現此種綠色素由440nm吸收的黃色素和590nm吸收的藍色素共同組成。兩種色素均受溫度、光照以及pH影響，并且藍色素比黃色素更加不穩定，受以上因素影響更大。藍色素含量的高低是臘八蒜品質的保證，不經處理的樣品藍色素吸光值一般會在40d以內低到0.1以下，此時臘八蒜外觀為黃綠色至淡黃色，影響食用品質。

將經化學護色劑處理后的臘八蒜與物理方法護色的臘八蒜護色效果進行比較發現，常規化學護色劑對臘八蒜護色作用不明顯。而物理護色處理，pH4.0、4℃、真空避光對臘八蒜綠色素保持效果最好，而且處理后的臘八蒜綠色素在105d后590nm處藍色素的吸光值為0.245，仍在0.2以上，維持著比較好的綠色外觀。相比未經處理的臘八蒜色素在25d左右590nm處藍色素的吸光度就已經降到了0.155，因此，pH4.0、4℃、真空避光處理可延長臘八蒜翠綠外觀時間四倍以上。

由此可見，利用物理護色方法提供低溫、適當pH、真空、避光等條件能適當延長臘八蒜的儲藏期至三個月（105d）以上。因此本實驗對于進行大蒜深加工、開發傳統食品臘八蒜以及研發并制備、保存新型臘八蒜綠色素提供一定參考價值。至于化學護色劑的選擇還有待于臘八蒜綠變機理以及色素結構的揭示后做進一步探索。

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Methods and influence factors in green protecting of“laba”garlic

BAI Bing，JI Shu-juan，WANG Dong-mei，LIU Yan-ping，JIANG Dong-hua
（College of Food Science，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110866，China）

ln order to look for a method to keep“laba”garlic green，the influence factors of temperature，pH and illumination were studied by the spectrophotometry method.Moreover，the comparison of effect in“laba”garlic green protecting was given between commonly-used chemical and physical protection methods.Results showed that commonly-used chemical agents had unconspicuous influence on green protecting.Physical conditions 4℃，at the pH of 4.0，vacuum packing，protection from light，laba garlic green can be kept for more than three months.The absorbances at 590nm maintained 0.245 after the laba garlic was pickled 105d.

“laba”garlic；pigment；influence factors；green protecting

TS201.1

A

1002-0306（2011）02-0129-04

2010-02-22

白冰（1978-），男，博士在讀，講師，主要從事食品質量控制方向的教學及科研工作。

沈陽農業大學青年基金項目（20070216）。