提高辣椒紅色素穩定性的方法

王勝利 朱曉敏 席改卿

摘要：研究了溫度、光照、ｐＨ、金屬離子等對辣椒紅色素穩定性的影響，并比較了添加化學合成抗氧化劑ＢＨＴ（２，６－二叔丁基－４－甲基苯酚）和天然抗氧化劑木犀草素對提高色素穩定性的作用。結果表明，辣椒紅色素穩定性不同程度受光照、溫度和Ｆｅ３＋、Ｃｕ２＋與Ａｌ３＋的影響，受ｐＨ影響較小。加入抗氧化劑后，色素穩定性有所提高，與ＢＨＴ相比，木犀草素減弱光照和Ｆｅ３＋對色素的影響的效果更明顯。

關鍵詞：辣椒紅色素；穩定性；木犀草素；２，６－二叔丁基－４－甲基苯酚（BHT）

中圖分類號：Ｓ６４１．３；ＴＳ２０２．３文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０12）06－1207-03

Research on Stability Improvement of Red Pepper Haematochrome

ＷＡＮＧ Ｓｈｅｎｇ－ｌｉ，ＺＨＵ Ｘｉａｏ－ｍｉｎ，ＸＩ Ｇａｉ－ｑｉｎｇ

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｈａｎｄａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｈａｎｄａｎ ０５６００５， Ｈｅｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ， ｐＨ， ｍｅｔａｌ ｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｒｅｄ ｐｅｐｐｅｒ ｈａｅｍａｔｏｃｈｒｏｍｅ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｓ ＢＨＴ ａｎｄ ｌｕｔｅｏｌｉｎ ｗｅｒｅ ａｄｄｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｒｅｄ ｐｅｐｐｅｒ ｈａｅｍａｔｏｃｈｒｏｍｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｒｅｄ ｐｅｐｐｅｒｓ ｈａｅｍａｔｏｃｈｒｏｍｅ ｗａｓ ｖｅｒｙ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔｏ ｓｔｒｏｎｇ ｌｉｇｈｔ， ｈｅａｔ ａｎｄ Ｆｅ３＋， Ｃｕ２＋， Ａｌ３＋， ｂｕｔ ｗａｓ ｓｔａｂｌｅ ｉｎ ａｃｉｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｒｅｄ ｐｅｐｐｅｒｓ ｈａｅｍａｔｏｃｈｒｏｍｅ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ＢＨＴ， ｌｕｔｅｏｌｉｎ ｈａｄ ｂｅｔｔｅｒ ｓｈｅｌｔｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｅｄ ｐｅｐｐｅｒ ｈａｅｍａｔｏｃｈｒｏｍｅ ａｇａｉｎｓｔ ｌｉｇｈｔ ａｎｄ Ｆｅ３＋．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｒｅｄ ｐｅｐｐｅｒｓ ｈａｅｍａｔｏｃｈｒｏｍｅ； ｓｔａｂｉｌｉｔｙ； ｌｕｔｅｏｌｉｎ； 2，6-dit-dutyl-4-methy-phenol（ＢＨＴ）

辣椒紅色素是一種具有辣椒香氣的深紅色黏性油狀液體，相對分子質量為５８４．８５，分子式為Ｃ４０Ｈ５６Ｏ３，是一種安全無毒、可以食用的天然紅色素，被廣泛應用于食品、醫藥、化妝品等領域，是理想的天然著色劑和增味劑［１－４］。另外它還可增加體內類胡蘿卜素類化合物的含量，有一定的營養價值和保健功能。但辣椒紅色素穩定性較差，使其應用受到很大的制約。因此，提高辣椒紅色素穩定性成為近年來食品工業的一個研究熱點，為增強其穩定性，有人向其中添加人工合成色素或工業染料（如“蘇丹紅”），給產品安全性帶來隱患［２］。因此，探討辣椒紅色素在不同條件下穩定性變化的程度和規律，對于避免食品原料原有的天然色澤和辣椒紅色素的損失意義重大。其中有微膠囊技術［３］、辣椒紅色素固化技術［４］、辣椒紅色素二酯化［５］、添加化學抗氧化劑［６］等技術，但是其工藝復雜，不符合食品綠色環保、安全性的要求，因此使其應用受到制約。試驗在研究影響辣椒紅色素穩定性條件的基礎上，通過比較添加天然抗氧化劑木犀草素和化學合成抗氧化劑ＢＨＴ對其穩定性的影響，試圖找到一種天然簡便、綠色環保的穩定化工藝，從而使其能更廣泛地應用于食品工業。

１材料與方法

１．１材料

１．１．１原料與試劑辣椒紅色素（邯鄲市東之星生物科技有限公司），木犀草素對照品（質量分數９８％，南京替斯艾么中藥研究所）；甲醇（分析純，天津紅巖化學試劑廠）；丙酮（分析純，天津市大茂化學儀器供應站）；冰乙酸（分析純，天津市瑞金特化學品有限公司）、ＢＨＴ（２，６－二叔丁基－４－甲基苯酚）（分析純，北京恒業中遠化工有限公司）等。

１．１．２儀器與設備７５６ＣＲＴ型紫外可見分光光度計（上海精密科學儀器有限公司）；４００Ｗ紫外燈（天津英澤科技有限公司）；ＳＨＡ－Ｂ恒溫振蕩器（常州國華電器有限公司）。

１．２方法

１．２．１辣椒紅色素吸收曲線繪制準確吸?。保埃?ｍＬ辣椒紅儲備液（１．０ ｇ／Ｌ）至１０．００ ｍＬ容量瓶中，用丙酮稀釋定容至刻度，搖勻。以丙酮作參比液，在７５６ＣＲＴ型紫外可見分光光度計上繪制其吸收曲線。

１．２．２辣椒紅色素穩定性的比較研究配制相同濃度的樣品溶液（１．０ ｇ／Ｌ），分成３份，１份中不加任何抗氧化劑，另２份按照質量分數為０．０２％的比例分別加入木犀草素、ＢＨＴ，進行穩定性對比試驗。

１）溫度對色素穩定性的影響。取相同體積樣品溶液，分別在３０、５０、７０、８０、９０、100 ℃下恒溫３０ ｍｉｎ，冷卻至室溫后，測其在最大吸收波長處的吸光度，以空白為對照，求色素的保存率，判斷溫度對色素穩定性的影響。

保存率＝■×１００％

２）光照對色素穩定性的影響。取相同體積樣品溶液于１０ ｍＬ容量瓶中加蓋后讓４００ Ｗ紫外燈強光照射，每隔３０ ｍｉｎ取樣，測其在最大吸收波長處的吸光度，并計算各自的保存率。

３）pH對色素穩定性的影響。取不同ｐＨ（ｐＨ＝１.0、４.0、６．９、９．２、１３.0）相同體積的樣品溶液，用400 W紫外燈照射１５ ｍｉｎ，測定其在最大吸收處的吸光度，判斷ｐＨ對色素穩定性的影響。

４）金屬離子對色素穩定性的影響。取相同體積色素溶液分別加入不同濃度的Ｆｅ３＋、Ａｌ３＋、Ｃｕ２＋溶液，400 W紫外燈下照射１５ ｍｉｎ，測定其在最大吸收處的吸光度，判斷金屬離子對色素穩定性的影響。

２結果與分析

２．１辣椒紅色素的吸收光譜特性

以丙酮為參比液，在３５０～５６０ ｎｍ對色素提取液進行波長掃描，結果見圖１。由圖１可知，辣椒紅色素測定液在可見光區的最大吸收波長為４５９ ｎｍ。

２．２溫度對色素穩定性的影響

從圖２可見，溫度對辣椒紅色素有一定的影響，溫度越高影響越顯著，辣椒紅色素在９0 ℃以下穩定性良好，溫度達到１００ ℃時辣椒紅色素降解幅度較大，而且色素溶液的顏色也逐漸變淺，色素保存率僅為４８．２８％，說明辣椒紅色素在使用過程中需要盡可能避免高溫加熱，減少色素降解率，以提高產品色澤。加入抗氧化劑ＢＨＴ和木犀草素后，溫度達到１００ ℃時辣椒紅色素保存率分別為７８．２４％和６７．５９％，說明加入抗氧化劑可以有效地提高色素對熱的耐受力。

２．３光照對色素穩定性的影響

由圖３可知，光照對辣椒紅色素的穩定性影響較為顯著，隨著光照時間的延長，色素吸光度逐漸降低，保存率不斷降低，且遞減幅度較大，當強光照射180 min時，保存率已降至５３．３％，說明該色素耐光性差。一般認為，光對類胡蘿卜素的作用有２種，一是形成順反雙鍵，使電磁波譜藍移２～１０ ｎｍ；二是加速類胡蘿卜素鏈的氧化和降解斷裂，光譜向紫外區漂移［７］。但加入抗氧化劑ＢＨＴ和木犀草素后，色素溶液被光照180 min后，保存率從１００％分別變到６５．８％和８１．７％。這說明加入抗氧化劑可有效地提高色素對光的穩定性，而木犀草素的作用更加明顯。

２．４ｐＨ對色素穩定性的影響

由圖４可知，辣椒紅色素溶液穩定性受到ｐＨ的一定影響，但影響較小。添加抗氧化劑ＢＨＴ和木犀草素后的辣椒紅色素溶液吸光度與空白溶液的吸光度變化趨勢基本一致。

２．５金屬離子對色素穩定性的影響

２．５．１Ｃｕ２＋、Ａｌ３＋的影響Ｃｕ２＋、Ａｌ３＋對辣椒紅色素穩定性影響趨勢相似，Ｃｕ２＋、Ａｌ３＋濃度加大后色素溶液中不斷有少量沉淀產生；上層溶液吸光度也隨著離子濃度加大而減?。▓D5、圖6）。這表明Ｃｕ２＋、Ａｌ３＋對辣椒紅色素有嚴重的破壞作用。加入抗氧化劑后，這種變化趨勢有所減緩，但并沒有根本改變。

２．５．２Ｆｅ３＋的影響Ｆｅ３＋與Ｃｕ２＋、Ａｌ３＋的影響有所不同，加入Ｆｅ３＋后，色素溶液并沒有出現沉淀現象，但溶液顏色也由橙紅變到橘黃再到淺黃，直至基本上失去了原有的色澤；加入ＢＨＴ后這種趨勢并沒有改變，但加入木犀草素后大大減緩了辣椒紅色素的退色現象，減弱了Ｆｅ３＋對辣椒紅色素的影響（圖7）。這說明Ｆｅ３＋的存在對辣椒紅色素也有明顯地加速退色作用，但加入木犀草素能減弱這種作用，從而起到增強辣椒紅色素穩定性的效果。

３結論

試驗結果表明辣椒紅色素穩定性受光照、溫度和Ｃｕ２＋、Ａｌ３＋、Ｆｅ３＋等金屬離子影響較大，受ｐＨ影響較小；加入化學合成抗氧化劑ＢＨＴ和天然抗氧化劑木犀草素后可不同程度減弱這些條件的影響，提高色素的穩定性，且木犀草素減弱某些影響的效果更顯著。木犀草素作為一種無毒無害、對人體安全的天然抗氧化劑，是天然色素穩定劑的理想選擇。

參考文獻：

［１］ 丁筑紅，韓江雪，譚書明，等． 辣椒色素單體組分的分離及其熱穩定性研究［Ｊ］．貴州農業科學，２０１０，３８（４）：１８７－１９０．

［２］ 陳丹，吳贊敏，張昊． 天然染料辣椒色素的結構、性質和應用［Ｊ］． 染整技術，２０１０，３２（４）：３９－４１．

［３］ 劉蓉，劉志敏．辣椒紅色素提取方法研究［Ｊ］．山東蔬菜，２００６（３）：９０－９２．

［４］ 王永平，何嘉，張紹剛，等． 我國辣椒國內外市場需求現狀及變化趨勢［Ｊ］． 北方園藝，２０１０（１）：２１３－２１６．

［５］ 張甫生，龐杰． 辣椒紅色素在仿真食品中的應用［Ｊ］． 食品與機械，２００２（５）：３４－３５．

［６］ 方元超． β－環狀糊精的化學改性及其在茶飲料生產中的應用（二）［Ｊ］． 食品科技，２０００（１）：３５－３６．

［７］ 金青哲，齊策，王興國，等． 辣椒紅色素的分離及光穩定性研究［Ｊ］． 食品與生物技術學報，２００７，２６（２）：５３－５７．