黑豆皮花色苷酯化修飾及其降解與抗氧化特性

蔣新龍 蔣益花

(浙江樹(shù)人大學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院，杭州 310015)

黑豆皮富含花色苷類(lèi)色素，其主要成分是飛燕草素－3－葡萄糖苷和矢車(chē)菊素－3－葡萄糖苷［1］。花色苷是2－苯基－苯并吡喃陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)的衍生物，屬于植物多酚中類(lèi)黃酮類(lèi)化合物［2］，有很強(qiáng)的抗氧化活性，具有預(yù)防心血管類(lèi)疾病、糖尿病和抗腫瘤等醫(yī)療價(jià)值［3－4］。但花色苷親脂性較差，其穩(wěn)定性還受到pH、存儲(chǔ)溫度、光照、氧氣、金屬離子等諸多因素的影響［5－7］，從而限制了其使用范圍。本實(shí)驗(yàn)以黑豆皮花色苷為研究對(duì)象，以酯化率為衡量指標(biāo)，用丁二酸酐對(duì)黑豆皮花色苷進(jìn)行酯化修飾，并對(duì)其光熱降解作動(dòng)力學(xué)分析和抗氧化穩(wěn)定性分析，為提高黑豆皮色素的穩(wěn)定性提供新途徑，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用黑豆皮花色苷提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試黑豆品種為“黑豆1號(hào)”，種皮由安徽黑糧農(nóng)業(yè)種植推廣專(zhuān)業(yè)合作社提供。取其種皮，烘干，過(guò)60目篩，備用。所用試劑為分析純，所用水為蒸餾水。

BRUKER TENSOR 27傅里葉紅外光譜儀;UV－9100紫外可見(jiàn)光譜儀;UV－2450PC紫外可見(jiàn)分光光度計(jì);pHS－3B型精密pH計(jì);RE－52旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。

1.2 方法

1.2.1 黑豆皮花色苷的制備

根據(jù)文獻(xiàn)［8］方法制備，得粉末狀深黑色黑豆皮花色苷(black soybean anthocyanin，簡(jiǎn)稱BSA，下同)。

1.2.2 酯化修飾花色苷的制備

1.2.2.1 酯化修飾工藝路線［9］

根據(jù)孫華玲等［9］制備方法并稍做改動(dòng):黑豆皮色素→無(wú)水乙醇溶解→調(diào)節(jié)一定pH值→加入丁二酸酐→水浴加熱→除去乙醇和過(guò)量丁二酸酐→洗滌干燥→黑豆皮色素酯化產(chǎn)物(esterification modification of black soybean anthocyanin，簡(jiǎn)稱 MBSA，下同)。

1.2.2.2 酯化修飾工藝優(yōu)化

為使修飾反應(yīng)盡可能獲得最大收率，因此以酯化率(E)作為修飾色素的評(píng)價(jià)指標(biāo)。酯化率參照文獻(xiàn)［6］中的方法測(cè)定，按照式(1)進(jìn)行計(jì)算。

式中:E為酯化率/%;Cl為修飾后色素的色價(jià);ml為修飾后色素質(zhì)量/g;C為原色素的色價(jià);m為原色素質(zhì)量/g。

在使用正交優(yōu)化之前，應(yīng)先進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，確立合理實(shí)驗(yàn)的各因素和水平。

單因素平行實(shí)驗(yàn):稱取0.100 g黑豆皮色素，按照1.2.2.1方法對(duì)酯化修飾過(guò)程中的無(wú)水乙醇:色素的液料比、pH、酯化溫度、時(shí)間、丁二酸酐:色素的配比五因素分別進(jìn)行水平篩選及優(yōu)化。設(shè)置丁二酸酐與黑豆皮花色苷的配比6 g·g－1，pH 為 3.0±0.1，60 ℃，3 h，考察乙醇與色素液料比(10、20、30、40、50、60 mL·g－1)對(duì)酯化率的影響;設(shè)置乙醇與黑豆皮花色苷的液料比30 mL·g－1，丁二酸酐與黑豆皮花色苷的配比 6 g·g－1，60 ℃，3 h，考察 pH(1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0)對(duì)酯化率的影響;設(shè)置乙醇與黑豆皮花色苷的液料比30 mL·g－1，丁二酸酐與黑豆皮花色苷的配比 6 g·g－1，pH 為 3.0±0.1，3 h，考察酯化溫度(40、50、60、70、80 ℃)對(duì)酯化率的影響;設(shè)置乙醇與黑豆皮花色苷的液料比30 mL·g－1，丁二酸酐與黑豆皮花色苷的配比 6 g·g－1，pH 為3.0 ±0.1，60 ℃，考察反應(yīng)時(shí)間(2、3、4、5、6、7 h)對(duì)酯化率的影響;設(shè)置乙醇與黑豆皮花色苷的液料比30 mL·g－1，pH 為3.0 ±0.1，60 ℃，4 h，考察丁二酸酐與色素配比(2、4、6、8、l0、12 g·g－1)對(duì)酯化率的影響。

正交實(shí)驗(yàn):根據(jù)無(wú)水乙醇與黑豆皮花色苷的液料比、丁二酸酐與黑豆皮花色苷的配比、反應(yīng)pH值、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間5個(gè)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定丁二酸酐與色素配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間3個(gè)關(guān)鍵因素進(jìn)行三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)。酯化修飾工藝的最終衡量標(biāo)準(zhǔn)是酯化率，以酯化率最大時(shí)的條件為最優(yōu)酯化修飾條件。

1.2.3 紅外光譜分析

德國(guó)布魯克BRUKER TENSOR 27傅里葉紅外光譜儀。參數(shù)設(shè)置:DTGS－KBr檢測(cè)器;分辨率4 cm－1，掃描60 次，光譜采集范圍為 4 000 cm－1～1 000 cm－1。分別取花色苷色素與酯化修飾色素粉末少量，與KBr混合，研磨均勻后壓片，放入紅外光譜儀中測(cè)定，比較酯化前后的結(jié)構(gòu)變化。

1.2.4 花色苷降解實(shí)驗(yàn)

將酯化前后花色苷溶于75%乙醇，用pH=3.0的檸檬酸－磷酸氫二鈉緩沖溶液稀釋至吸光度0.2 ～0.8，進(jìn)行花色苷降解實(shí)驗(yàn)。

熱降解實(shí)驗(yàn):將所制備的酯化修飾花色苷溶液，分別置于50、60、70、80、90 ℃恒溫水浴10 h，每隔2 h測(cè)定吸光度值，以未酯化修飾花色苷溶液作空白對(duì)照，重復(fù)3次。

光降解實(shí)驗(yàn):將所制備的酯化修飾花色苷溶液，分別置于24℃恒溫室內(nèi)自然光(平均光強(qiáng)4 000 lx)、強(qiáng)日光(平均光強(qiáng)85 000 lx)和避光條件下進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)，每隔2 d測(cè)定吸光度值，以未酯化修飾花色苷溶液作空白對(duì)照，重復(fù)3次。

1.2.5 熱降解動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析

假設(shè)酯化前后花色苷的熱降解反應(yīng)與許多學(xué)者研究結(jié)果相符［10］，符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，則可根據(jù)下式計(jì)算熱降解反應(yīng)速率常數(shù)(k)、熱降解活化能(E0)、熱降解半衰期(t1/2)等參數(shù)。

k、E0由 Arrhenius方程確定［8，10］:

式中:t為反應(yīng)時(shí)間;c0為色素加熱前的最初濃度;c為色素加熱后的終濃度;k0為頻率常數(shù);E0為活化能/kJ· mol－1;R 為氣體常數(shù) (8.314 × 10－3kJ·mol－1·K－1);T 為絕對(duì)溫度/K。

根據(jù)朗伯比爾定律，濃度C與溶液的吸光值A(chǔ)成正比，故式(1)可表示為ln(A/A0)=－kt。熱降解半衰期 t1/2=0.693/k。

1.2.6 光降解動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析

方法同1.2.4。計(jì)算降解反應(yīng)速率常數(shù)(k)和降解半衰期(t1/2)。

1.2.7 抗氧化能力實(shí)驗(yàn)

DPPH·法是用以評(píng)價(jià)天然抗氧化劑抗氧化活性的一種快速、簡(jiǎn)便、靈敏可行的方法［11］。以DPPH·清除活性作為抗氧化活性檢測(cè)指標(biāo)。根據(jù)文獻(xiàn)［11］方法并加以改進(jìn)來(lái)測(cè)定計(jì)算對(duì)DPPH·的清除率Y:用無(wú)水乙醇配制2×10－4mol/L的DPPH·溶液。在10 mL具塞試管中加入2 mL DPPH·溶液(2×10－4mol/L)和2 mL一定濃度的色素溶液，總體積4 mL。混合均勻，黑暗下室溫避光反應(yīng)30 min后，以無(wú)水乙醇調(diào)零點(diǎn)，于光徑1 cm比色皿中測(cè)定DPPH·混合溶液在517 nm處的吸光度。

式中:Ai為2 mL DPPH·溶液+2 mL色素溶液的吸光度;Aj為2 mL色素溶液+2 mL無(wú)水乙醇的吸光度;Ac為2 mL DPPH·溶液+2 mL無(wú)水乙醇的吸光度。

分別測(cè)定花色苷處理前后對(duì)DPPH·的清除率Y%，再按式(4)計(jì)算對(duì)DPPH·的清除率Y的保存率(%):

式中:Y為處理后對(duì)DPPH·的清除率/%;Y0為處理前對(duì)DPPH·的清除率/%。

將所制備的酯化花色苷溶液，置于自然光中放置10 d，每隔2 d取樣測(cè)定1次，計(jì)算對(duì)DPPH·的清除率及其保存率，并以未酯化花色苷溶液作空白對(duì)照，比較其抗氧化能力。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法及分析軟件

指標(biāo)均重復(fù)測(cè)定3次并取平均值，利用Origin8軟件作圖;應(yīng)用SPSS20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并用Duncan多重比較(SSR法)檢驗(yàn)各處理平均數(shù)之間的差異顯著性(P ＜0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 乙醇與色素液料比對(duì)酯化率的影響

由圖1可看出，在一定的液料比范圍內(nèi)，酯化率隨液料比的增加而增大，當(dāng)液料比達(dá)到30 mL·g－1時(shí)，酯化率達(dá)到最大值。在一定反應(yīng)條件下，當(dāng)丁二酸酐與黑豆皮花色苷用量固定時(shí)，隨著液料比的增加，有利于反應(yīng)物接觸，提高反應(yīng)效率。如液料比進(jìn)一步增加，丁二酸酐和黑豆皮花色苷濃度隨之減少，酯化反應(yīng)速率也隨之減少。當(dāng)液料比達(dá)到30 mL·g－1時(shí)，酯化率與其他幾個(gè)水平差異顯著(P＜0.05)，所以后續(xù)實(shí)驗(yàn)黑豆皮色素與乙醇的液料比選擇30 mL·g－1。

2.1.2 pH 對(duì)酯化率的影響

由圖1可看出，pH值對(duì)黑豆皮花色素的影響較大，pH 3.0時(shí)酯化率最大，且與其他幾個(gè)水平差異顯著(P＜0.05)。隨著pH的增加，酯化率也隨之增加，當(dāng)pH超過(guò)3.0時(shí)，酯化率逐漸減少，這與其他學(xué)者研究結(jié)果不同［9］。決定pH的關(guān)鍵因素主要是花色苷的穩(wěn)定性和丁二酸酐水解反應(yīng)的快慢。本研究調(diào)節(jié)pH時(shí)本身含水，丁二酸酐的水解反應(yīng)不是限制條件，最主要考慮的是花色苷的穩(wěn)定性，因?yàn)楹诙蛊せㄉ账馄胶恻c(diǎn)約為pH 3.5［8］。所以后續(xù)選擇pH 3.0的95%乙醇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.1.3 酯化溫度對(duì)酯化率的影響

圖1可知，低于60℃時(shí)，升溫可提高花色苷在溶劑中的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)，從而加速酯化反應(yīng);繼續(xù)升溫，花色苷在高溫的酸性溶液中容易降解，含量反而會(huì)降低。本實(shí)驗(yàn)所選酯化溫度的3個(gè)水平為50、60、70 ℃。

2.1.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)酯化率的影響

由圖1可看出，2～4 h內(nèi)隨著時(shí)間的增加酯化率增大較明顯;超過(guò)4 h，酯化率提高差異不明顯。考慮能源成本，本實(shí)驗(yàn)所選反應(yīng)時(shí)間的3個(gè)水平為3、4、5 h。

2.1.5 丁二酸酐與色素配比對(duì)酯化率的影響

由圖1可知，丁二酸酐與黑豆皮花色苷的配比小于6 g·g－1時(shí)，隨著丁二酸酐與黑豆皮花色苷的配比的增加，酯化率也隨著增加，但是當(dāng)比例超過(guò)6 g·g－1時(shí)，酯化率逐漸減少。故反應(yīng)體系中不宜添加太多的丁二酸酐，本實(shí)驗(yàn)所選丁二酸酐與黑豆皮花色苷配比3 個(gè)水平為4、6、8 g·g－1。

圖1 酯化修飾黑豆皮花色苷單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2 正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)，確定液料比30 mL·g－1、pH 3.0為固定值，以丁二酸酐與色素配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間3個(gè)關(guān)鍵因素進(jìn)行3因子3水平正交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。由表1極差R分析，可判定影響酯化率的因素主次依次排列為:反應(yīng)溫度(A)＞丁二酸酐與色素配比(C)＞反應(yīng)時(shí)間(B)，由表2方差分析可知，反應(yīng)溫度對(duì)酯化率的影響顯著，其他對(duì)酯化率的影響則都不顯著。直觀分析，實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)水平組合為A2B2C3;根據(jù)每個(gè)因素K1、K2、K3，實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)水平組合為A2B2C2。Duncan法分析結(jié)果，反應(yīng)溫度50、60、70℃相互之間都有顯著差異;反應(yīng)溫度50℃與60、70℃之間有顯著差異，但60℃與70℃之間無(wú)顯著差異;反應(yīng)時(shí)間3 h與4、5 h相互之間有顯著差異，但4 h與5 h之間無(wú)顯著差異;丁二酸酐與色素配比 4 g·g－1與 6、8 g·g－1之間有顯著差異，但6 g·g－1與8 g·g－1之間無(wú)顯著差異。綜合考慮制備成本，確定最佳工藝條件為A2B2C2，即反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間4 h，丁二酸酐與色素配比6 g·g－1。根據(jù)預(yù)測(cè)最優(yōu)條件進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，所得酯化率的平均值為46.70%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)值無(wú)顯著差異。

表1 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表2 方差分析表

2.3 紅外結(jié)構(gòu)表征

圖2為黑豆皮色素和酯化產(chǎn)物的紅外光譜圖。二者紅外分析圖具有相似的輪廓。對(duì)比酯化前后的花色苷譜圖，不難發(fā)現(xiàn)，譜圖最大的差異在1 716 cm－1(酯羰基CO的伸縮振動(dòng)峰)和1 201 cm－1(C—O—C的基團(tuán)的伸縮振動(dòng)峰)，其他官能團(tuán)的特征吸收峰并沒(méi)有明顯的變化。一般來(lái)說(shuō)，判斷酯基存在的主要特征吸收就是CO和C—O—C的伸縮振動(dòng)峰［12］，因此，可以判定花色苷經(jīng)過(guò)酯化修飾后，分子中含有大量的酯基，酯化反應(yīng)只是在原來(lái)的花色苷分子上增加了新的酯基團(tuán)。

圖2 黑豆皮色素和酯化產(chǎn)物的紅外圖譜

2.4 花色苷降解動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析

2.4.1 花色苷熱降解動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析

根據(jù)1.2.5方法，圖3為酯化修飾前后 pH 3.0時(shí)花色苷色素液熱穩(wěn)定性A～t的對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖3顯示，隨著溫度升高，花色苷的熱穩(wěn)定性都降低，說(shuō)明花色苷對(duì)熱表現(xiàn)出不穩(wěn)定的特性，與許多學(xué)者研究結(jié)果相吻合［13］。

根據(jù)－Ln(A/A0)－t進(jìn)行線性回歸，表3結(jié)果表明線性關(guān)系良好(相關(guān)系數(shù)R＞0.98)，酯化修飾前后花色苷熱降解均符合動(dòng)力學(xué)一級(jí)反應(yīng)規(guī)律，與許多學(xué)者研究結(jié)果相符［14］。在相同條件下，酯化修飾花色苷的降解反應(yīng)速率都比未酯化修飾的要低，且兩者有顯著差異(P＜0.05)。說(shuō)明丁二酸酐酯化修飾能提高黑豆皮花色苷的穩(wěn)定性。

反應(yīng)活化能是決定反應(yīng)速率的重要因素，在一定溫度下，活化能越大，反應(yīng)越慢。根據(jù)Arrhenius方程，用花色苷降解的lnk對(duì)1/T進(jìn)行線性回歸，可得到復(fù)相關(guān)系數(shù)R(R＞0.98)和活化能。表3顯示，在一定溫度下，以活化能計(jì)，MBSA＞BSA，說(shuō)明酯化修飾花色苷的熱穩(wěn)定性較好，有利于色素在熱處理?xiàng)l件下的應(yīng)用及保存。

圖3 加熱時(shí)間對(duì)花色苷降解的影響

半衰期是衡量花色苷熱穩(wěn)定性的一個(gè)重要參數(shù)，即花色苷降解50%所需的時(shí)間。從半衰期來(lái)看，花色苷溶液隨溫度升高，花色苷的熱穩(wěn)定性都降低。在較低溫度50、60℃時(shí)，酯化修飾前后的花色苷熱降解的半衰期有極顯著差異(P＜0.01)，但在90℃條件下差異不顯著。這是由于黑豆皮花色苷色素受熱后，其結(jié)構(gòu)向查耳酮轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致生色結(jié)構(gòu)2－苯并吡喃鹽和醌式假堿減少。所以加工利用過(guò)程中可以根據(jù)實(shí)際需要選擇適宜的處理?xiàng)l件，避免長(zhǎng)時(shí)間、高溫加熱，以防止花色苷的降解。

表3 花色苷熱降解動(dòng)力學(xué)及降解參數(shù)

2.4.2 花色苷光降解動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析

圖4顯示，酯化修飾前后花色苷的光穩(wěn)定性不同。相同條件下，MBSA－暗處＞BSA－暗處＞MBSA－自然光＞BSA－自然光＞MBSA－強(qiáng)光＞BSA－強(qiáng)光。光照強(qiáng)度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，花色苷降解程度越高。酯化修飾花色苷的光穩(wěn)定性優(yōu)于未酯化修飾花色苷。

不同花色苷色素液光穩(wěn)定性根據(jù)－ln(A/A0)－t作圖并進(jìn)行線性回歸，表4表明線性關(guān)系良好(R＞0.98)，花色苷光降解符合動(dòng)力學(xué)一級(jí)反應(yīng)規(guī)律，與許多學(xué)者研究結(jié)果相符［14］。表4也顯示，光照強(qiáng)度小的穩(wěn)定性好，表現(xiàn)為降解速率小、半衰期長(zhǎng)。在強(qiáng)日光條件下，酯化修飾前后的花色苷半衰期差異不顯著(P＞0.05)但在自然光和避光條件下差異顯著(P＜0.05)。酯化修飾處理后能提高花色苷光穩(wěn)定性，有利于色素的應(yīng)用及保存。

2.5 抗氧化能力測(cè)定

圖5顯示，酯化修飾后較酯化修飾前對(duì)DPPH·清除率略有降低。隨著保存時(shí)間的延長(zhǎng)，二者對(duì)DPPH的清除率均下降且下降趨勢(shì)相似，但酯化花色苷清除率下降速度略低于未酯化花色苷。因此，酯化修飾處理后能提高花色苷抗氧化穩(wěn)定性。

圖4 光照時(shí)間對(duì)花色苷降解的影響

圖5 時(shí)間對(duì)DPPH·清除率及其保存率的影響

表4 不同花色苷光降解動(dòng)力學(xué)及參數(shù)

3 討論

黑豆皮花色苷主要成分是飛燕草素－3－葡萄糖苷和矢車(chē)菊素－3－葡萄糖苷，含多個(gè)酚羥基，親脂性較差。本研究以黑豆皮花色苷為原料，丁二酸酐為酰化劑，在花色苷的酚羥基上引入酰基進(jìn)行酯化修飾。研究表明:無(wú)水乙醇:色素30 mL·g－1溶解黑豆皮花色苷，在pH 3.0的介質(zhì)中，丁二酸酐:色素6 g·g－1，酯化溫度60℃，時(shí)間4 h，完成酯化修飾過(guò)程，所得酯化率為46.70%。紅外圖譜表明，用丁二酸酐對(duì)黑豆皮花色苷進(jìn)行酯化修飾的花色苷并未破壞原色素的基本結(jié)構(gòu)，只是在原來(lái)的花色苷分子上增加了新的酯基團(tuán)。

本研究的熱降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在同一條件下，酯化修飾前后花色苷的降解反應(yīng)速率、活化能、半衰期等參數(shù)有明顯差異，丁二酸酐酯化修飾能提高黑豆皮花色苷的穩(wěn)定性，與許多學(xué)者研究結(jié)果相符［15－16］。Yoshida 等［17］認(rèn)為，酰基化花色苷是在分子內(nèi)形成了“三明治(sandwich)”結(jié)構(gòu)。酰化花色苷的有機(jī)酸與糖鏈相連，這些糖鏈像一條帶子將有機(jī)酸置于 2 － 苯基苯并吡喃骨架的表面［18］，Dougall［19］認(rèn)為，酰基化后產(chǎn)生的這種結(jié)構(gòu)會(huì)阻礙花色苷分子的轉(zhuǎn)化，從而提高其穩(wěn)定性。酯化產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性好，主要由于酯基團(tuán)的包裹作用提高了色素的熱穩(wěn)定性［20］。

本研究的光降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果同樣表明，酯化修飾處理后能提高花色苷光穩(wěn)定性，表現(xiàn)為降解速率小、半衰期長(zhǎng)，有利于色素的應(yīng)用及保存。這還是和酯化花色苷“三明治”結(jié)構(gòu)和形成有機(jī)酸－糖鏈堆積于2－苯基苯并吡喃骨架表面的作用有關(guān)［18］。基態(tài)的花色苷吸收光能后轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)的花色苷，激發(fā)態(tài)的花色苷再發(fā)生水解等降解反應(yīng)［21］。Attoe等［22］認(rèn)為，光誘導(dǎo)花色苷降解主要是存在分子態(tài)氧的原因。酯化修飾處理盡管能通過(guò)有機(jī)酸－糖鏈堆積于2－苯基苯并吡喃骨架表面形成“三明治”結(jié)構(gòu)，但阻擋不了分子態(tài)氧的作用。因此，不管是否酯化修飾處理，花色苷在食品中應(yīng)用時(shí)，都應(yīng)采用真空包裝以提高產(chǎn)品穩(wěn)定性。

本研究的抗氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)DPPH·清除率而言，酯化修飾后略有降低，這是因?yàn)槎《狒揎検贡江h(huán)上羥基數(shù)量減少，與張媛媛等［23］研究結(jié)果相符，但酯化修飾處理后能提高花色苷抗氧化穩(wěn)定性，這還是由于酯化花色苷“三明治”結(jié)構(gòu)的形成有關(guān)［18］。

4 結(jié)論

采用正交優(yōu)化丁二酸酐酯化修飾黑豆皮花色苷工藝并測(cè)定其抗氧化活性。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用響應(yīng)面設(shè)計(jì)的理論與方法，確定了最佳酯化工藝:無(wú)水乙醇:色素30 mL·g－1，丁二酸酐:色素6 g·g－1，pH 3.0，酯化溫度 60 ℃，時(shí)間 4 h。在此條件下，黑豆皮花色苷酯化率為為46.70%。

丁二酸酐酯化修飾黑豆皮花色苷的光熱降解動(dòng)力學(xué)都符合動(dòng)力學(xué)一級(jí)反應(yīng)規(guī)律，且線性關(guān)系良好(R＞0.98)。以活化能計(jì)，MBSA＞BSA。從半衰期來(lái)看，在較低溫度50、60℃時(shí)，酯化修飾前后的花色苷熱降解的半衰期有極顯著差異(P＜0.01)。添加丁二酸酐對(duì)黑豆皮花色苷在90℃條件下酯化修飾不顯著。在自然光和避光條件下，酯化修飾前后的花色苷半衰期差異顯著(P＜0.05)，但在強(qiáng)日光條件下差異不顯著(P＞0.05)。酯化修飾處理后能提高花色苷光熱穩(wěn)定性，有利于色素在光熱處理?xiàng)l件下的應(yīng)用及保存。酯化修飾處理后，黑豆皮花色苷清除DPPH·自由基能力略降低，但能提高花色苷抗氧化穩(wěn)定性。