不同環(huán)境條件對紫色大白菜花青素穩(wěn)定性的影響

林文超 王德森 劉維信

摘要：以紫色大白菜為試材，研究了不同環(huán)境條件(光照、溫度、pH值)下對花青素穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：在自然光照1～3d內(nèi)紫色大白菜花青素保存率在80％以上；紫色大白菜花青素具有一定的耐熱性，但受熱溫度不能超過60℃；紫色大白菜花青素受pH值影響較大，為使紫色大白菜花青素保持穩(wěn)定，溶液pH值應(yīng)維持在酸性環(huán)境。

關(guān)鍵詞：紫色大白菜；花青素；穩(wěn)定性

中圖分類號：S634.101文獻標識號：A文章編號：1001-4942(2012)01-0051-03

花青素又稱花色素或花色苷，是自然界中一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，屬黃酮類化合物，多以糖苷的形式存在。花青素具有抗氧化和消除體內(nèi)自由基等功能，還有延緩肌膚衰老和提高人體免疫力的效果。隨著生活水平的提高，人們對食品安全的關(guān)注日益提高。合成色素色澤鮮艷、穩(wěn)定性好、價格低廉，但存在食用安全隱患。因此，天然花青素在食品、醫(yī)藥和化妝品等行業(yè)上逐漸得到重視。近年來，花青素的提取及穩(wěn)定性研究報道較多，研究表明，在提取花青素時為防止提取過程中非酰基化的花青素降解，常在提取液中加入一定濃度的鹽酸或甲酸。Lee等(2004)用蒸餾水加檸檬酸、SO₂和加熱相結(jié)合的方法對藍莓花色素苷進行了提取。花青素具有較高的活性，不同的光照、溫度、pH等均會對花青素的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。楊政水等(2005)發(fā)現(xiàn)油菜花色素在光照條件下保存7d時，色素的保存率只有32.7％。曹軍勝等(2002)將桑葚色素水溶液在陽光直射下放置6h，發(fā)現(xiàn)色素降解了30％。溫度也是影響花青素穩(wěn)定性的主要因素之一，在低溫或干燥狀態(tài)下，花青素性質(zhì)比較穩(wěn)定，加熱或高溫可加快變色反應(yīng)，尤其在加熱至沸點時易氧化褪色。周寶利等(2001)報道了茄子果皮花青素具有一定的耐熱性，但受熱溫度不應(yīng)超過60℃。楊萬政等(2003)研究發(fā)現(xiàn)，玫瑰花青素在pH2～7時吸光度變化不大，pH值越小顏色越鮮艷，在pH>7時，吸光度變化較大，而且發(fā)生變色。

大白菜[Brassica campestris L.ssp.pekinensis(Lour)Olsson]屬十字花科蕓薹屬植物，原產(chǎn)中國北方，含有蛋白質(zhì)、脂肪、多種維生素和鈣、磷等礦物質(zhì)以及大量粗纖維，為我國最大眾化的蔬菜之一。近來育成的紫色大白菜品種引起了消費者關(guān)注，而大白菜紫色由花青素類物質(zhì)所致。目前關(guān)于紫色大白菜花青素含量的測定及穩(wěn)定性研究報道不多，本試驗以紫色大白菜為試材，研究了其花青素穩(wěn)定性，以期為大白菜育種的多樣性及品質(zhì)提高提供理論基礎(chǔ)，同時為天然食品色素添加劑的研制與開發(fā)提供資源及理論依據(jù)。

1.材料與方法

1.1試驗材料

供試大白菜品種為彩鳳，于2010年8月15日播種于青島市城陽區(qū)科達蔬菜研究所試驗農(nóng)場，間苗后密度為50cm×40cm，隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次。2010年11月10日采收。球高35cm、球徑15cm、凈球重1.5kg。

1.2儀器設(shè)備

D-37520高速冷凍離心機(德國Sigma公司)、WFJ2100型可見分光光度計[尤尼柯(上海)儀器有限公司]、Adventurer-AR2140分析天平(美國Ohaus公司)。

1.3試驗方法

1.3.1大白菜色素的提取 采用柳蘊芬(2010)的方法，將大白菜綠紫色葉片用液氮處理后磨碎，超低溫冰箱保存。準確稱取樣品0.5g，放入10ml離心管中，加入預(yù)冷的1％鹽酸一甲醇溶液8ml，4℃低溫黑暗浸提24h，離心后取上清液保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2光照對花青素穩(wěn)定性的影響取花青素提取液5ml于10ml離心管中，置于室內(nèi)自然光照處，室溫25℃，分別于0、1、2、3、5、7、9d時測定在530nm波長處的吸光值，每處理重復(fù)3次。

1.3.3溫度對花青素穩(wěn)定性的影響取花青素提取液5ml于10ml離心管中，分別于25、40、60、80℃水浴中放置0、1、2、3、4、5h，測定在530nm波長處的吸光值，每處理重復(fù)3次。

1.3.4pH值對花青素穩(wěn)定性的影響各取花青素提取液5ml于10ml離心管中分別用0.1mol/L NaOH和0.1mol/L HCl調(diào)整pH值為3.0、5.0、7.0和9.0，于25％下分別放置0、1、2、3、4d，測定吸收波長530nm處的吸光值，每處理重復(fù)3次，按照下列公式計算花青素保存率。

1.3.5統(tǒng)計分析使用Excel與DPS V7.05軟件對各組數(shù)據(jù)進行方差分析及標準誤差計算。

花青素保存率計算公式：

保存率(％)=A/A₀×100式中：A為處理后吸光值；A₀為處理時的吸光值。

2.結(jié)果與分析

2.1光照時間對紫色大白菜花青素穩(wěn)定性的影響

由圖1可知，在自然光照條件下隨時間的延長，紫色大白菜花青素含量呈降低趨勢。1～3d內(nèi)花青素保存率在80％以上，5d后花青素保存率明顯降低，在9d時花青素的保存率在40％左右。

2.2溫度對紫色大白菜花青素穩(wěn)定性的影響

由圖2可知，在自然光照條件下，不同處理溫度和不同恒溫水浴時間均影響紫色大白菜花青素的穩(wěn)定性。在處理時間相同而處理溫度不同條件下，花青素的保存率隨著溫度的升高而降低，在60℃以下處理5h時，花青素保存率仍為80％以上。在處理溫度相同但處理時間不同條件下，40℃以下花青素的保存率隨著處理時間的延長未有明顯變化，但隨著處理溫度的升高(60℃以上)，處理時間的延長，花青素的保存率明顯降低。說明紫色大白菜花青素具有一定的耐熱性，但受熱溫度不能超過60℃。

2.3pH值對紫色大白菜花青素穩(wěn)定性的影響

由圖3可知，pH值為3.0時紫色大白菜花青素的保存率隨時間延長基本保持不變，而pH值為5.0～7.0時隨處理時間延長有所降低。但pH為9時花青素的保存率卻隨著時間的延長呈先降低后升高的現(xiàn)象。

3.討論

有報道稱茄子果皮花青素具有一定的耐熱性，但受熱溫度不應(yīng)超過60℃。本試驗對紫色大白菜花青素耐熱穩(wěn)定性進行了測定，結(jié)果與茄子中花青素的耐熱穩(wěn)定性基本一致。植物花青素有多種組分，本試驗中大白菜花青素是否與茄子果皮花青素結(jié)構(gòu)一致，尚有待進一步試驗。

據(jù)報道，桑葚紅色素在pH<5的鹽酸乙醇溶液中避光保存時損失率小，而在堿性條件下，桑葚紅色素中的花色基元分子結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，從而使色素顏色發(fā)生明顯變化，并較易產(chǎn)生沉淀。本試驗結(jié)果表明，pH值對紫色大白菜花青素穩(wěn)定性影響明顯，pH值為3時紫色大白菜花青素的保存率隨時間延長基本保持不變；而pH值5～7時，隨處理時間延長有所降低，pH值為9時花青素的保存率卻隨著時間的延長有先降低后升高現(xiàn)象。這種穩(wěn)定性的變化有可能是其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化

所致。有研究表明，單糖花青素在pH<2時以2-苯基苯并吡喃陽離子(AH⁺)的形式存在，在pH4～5時花青素以醌型假堿(B)或查耳酮(C)形式存在，此時花青素是無色的，而在pH>6時以醇型(A)存在。由于這些結(jié)構(gòu)的變化，花青素在不同pH值下呈現(xiàn)不同的顏色：當pH<2時，呈明亮的鮮紅色，中性時花青素呈現(xiàn)紫色，堿性環(huán)境下花青素呈現(xiàn)青色，當pH>11時，花青素呈現(xiàn)墨綠色，這說明紫色大白菜花青素受pH值影響較大。為使紫色大白菜花青素保持穩(wěn)定，溶液應(yīng)維持在酸性環(huán)境下。

綜上所述，紫色大白菜花青素穩(wěn)定性較好。大白菜在我國種植廣泛，而紫色大白菜的推廣種植，將為天然花青素提供價格低廉、安全性可靠的原材料。因此從紫色大白菜中提取天然花青素具有廣闊的前景。

參考文獻：

[1]Anna R，Renato C N，Daniela V，et aL.Modification Of glasstransition temperature through carbohydrates addition and an-thocyanin and soluble phenol stability of frozen blueberry juice[J].Food of Engineering，2003，56(2～3)：229-23l.

[2]周寶利，張琦，葉雪凌，等.不同品種茄子果皮花青素含量及其穩(wěn)定性[J].食品科學(xué)，200l，32(1)：99-103.

[3]Kjell T，Vind M A.Color stability of anthocyanins in aqueoussolutions at various pH values[J].Food chem，2005，89：427-440.

[4]Lee J，Wrolstad E.Extraction of anthocyanin and polyphenolicsfrom blueberry processing waste[J].Journal of Food Science，2004，69(7)：564-573.

[5]楊政水，羅顯華，黃靜.油菜花色素的穩(wěn)定性研究[J].食品研究與開發(fā)，2005，26(6)：122-124.

[6]曹軍勝，曹娟云，劉長海.桑葚紅色素的提取及其穩(wěn)定性[J].食品工業(yè)，2002，32：20-21.

[7]Anna B，Alicja z，Kucharska，et al. The effects of heating UVirradiation and storage on stability of the anthocyanin polyphe-nol copigment complex[J].Food Chemistry，2003，81(3)：349-355.

[8]楊萬政，陳惠英，李道遠.玫瑰紅色素的提取和穩(wěn)定性研究[J].中央民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2003，1：64-69.

[9]孫日飛，張淑江，章時蕃，等.紫紅色大白菜種質(zhì)的創(chuàng)新研究[J].園藝學(xué)報，2006，33(5)：1032.

[10]柳蘊芬.紅肉桃果肉色素種類及其與光照的關(guān)系[D].青島：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

[11]吳敏，張杰，曾凡駿.天然花青索穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀[J].中國食品添加劑，2008，5：50-53.