全 文 ：策 3 1价第 2期 东 北 农 业 大 学 学 报 3( 2 1 ):3 17 ~ 14 1 )
2 0 0 0年 6月
文章编号
Ju o 二 1of 枷r te ha . tA g成u l tu r al U ni, r一 i t y J . n e 2 0 0 0
10 5一蛇` 9 ( 20 00 ) 0 1 3 , 一 04
红穗醋栗色紊热稳定性的研究
于泽源 , 徐雅琴 , 邵铁华
(东北农业大攀农攀院 燕龙江 哈尔浪 1s 的 3 0
摘要 研 宪了红撼时泉色素的热德定性 . 给果衣明 , 在 60 ℃以下加热 , 对色* 无任何影响 , 超过
6 0 ℃ , 色素将岌生降解 . 且遵从一级反应动力学规律 . 建立 1 8 0 ℃ 、 1 0 0℃ 下的回 归方程 , 求 出了
这两个滋度下 的辛衰期和速皮常数 , 以及该色素降解反应的活化能 , 同时得出了色素降解的速度
常数和滋度定贡关本的方租 . 从而 为红呜时果色素开岌和应用提供了砚论基拙 。
关 锐 词 : 红稼醋栗 ; 红色素 ; 热稳定性 , 回归方程
中图分类号 : 5 5 74 文献标识码 A
0 前 言
食品的色泽是食品感官质量评定中的一
个重要指标 . 因此在食品中往往添加食用色
素来补正色调 。 人工合成的食用色素尽管具
有化学性质稳定 、 着色力强 、 色泽鲜艳 、 价
格低廉等优点 , 但由于其对人体健康的危害
使得在食品中应用受到严格限制 , 使用量 日
趋减少 .1[ 幻 。 而天然食用色素安全性极高 , 且
具有一定的营养价值和生理作用 , 因此开发
和利用天然色素已成为食品工业发展趋势 。
但天然色素稳定性较差 ,主要原因是对光 、热
等不稳定 , 所以如何提高天然色素的稳定性
成为食品工业急待解决的间题 .
红毯醋栗 ( R i俪 ur br u m L . ) 为茶蔗子
科茶蔗子属植物 , 在东欧和我国东北地区栽
培较多 , 具有较高的营养价值 。 成熟的红穗
醋栗果实可制成果昔 、 果汁饮料 、 果酒等食
品 , 此外红穗醋栗果实 、 果渣中富含红色素 ,
易被提取 , 是一种很有前途的天然食用色素 。
本文在研究红德醋栗色素提取及理化性
质的基础上 [’J , 探讨了红德醋栗色素的热稳
定性 ,对其热降解动力学规律进行 了研究 , 建
立了不同温度下的回归方程 , 得出了色素热
降解反应的速度常数和半衰期以及该 色素降
解反应的活化能 , 同时得出了表示色素降解
的速度常数和温度定量关系的方程 , 从而为
红德醋栗色素的开发和利用提供了科学依
据 。
材料和方法
哈尔演市学科后备带头人荃金资助 ( 9 7 71 21 8 0 0)
收摘日期 : i , 9 8一 0 5一 24
1
.
1 材料
在东北农业大学园艺试验站采收成熟的
红穗醋栗果实 , 洗净后沥干水分冻藏于冰箱
中备用 。
1
.
2 方法
1
.
2
.
1 红德蜡采色素的提取 取备用的红
穗醋栗果实放入食品加工机中粉碎 , 称取果
实碎末若干克 , 采用最优提取条件提取 色素 ,
即 以 1 5 : 8 5 的 1 . 5 0 m o l · L 一 ` 的盐 酸 和
9 5% 的乙醉混和液为浸提剂 , 物料 比 (W /
V ) 为 1 : 10 , 浸提温度为 4 0℃ , 浸提时间为
东 北 农 业 大 学 ’拳 报 第 1 3卷
l h的条件下浸提 , 浸提液过滤后得供试色
素母液 。
1
.
2
.
2 红德蜡果色紊热德定性 分别取一
定量的色素母液 , 稀释后得供试色素液 , 将
供试色素液置于 2 0 , 4 0 , 6 0 , 8 0 , 10 0℃的恒
温水浴中 , 每隔 l h 取样一次 , 试样冷却后利
用 7 2 3 o G 分光光度计测定最大吸收波长下
的吸光度 .
2 结果与讨论
2
.
1 不同温度下红碑醋栗色素的吸光度随
时间变化情况
表 1 在不同退度下吸光度随时间的变化
`
T a b】e 1 Var 扭 U o n o f a加o r加nI c e w i t h t lm e u n d e r 山 f f e茂 n t t e . eP r a加 r e
时间 (卜)温度 (℃ )
0 1 2 3 4 5 6 7 8 91 2 3 4 5 6 7 R Q
6 0 0
.
3 3 4 0
.
33 4
8 0 0
.
3 3 4 0
.
3 3 3
10 0 0
.
3 3 4 0
.
33 1
0
.
3 3 4 O
。
33 4 0
。
3 3 4 0
。
33 4 0
.
3 3 4 0
.
3 34 0
.
3 3 4 0
.
3 3 4
0
.
3 2 8 0
。
32 6 0
.
3 2 5 0
.
32 3 0
.
3 2 0 0
.
3 18 0
.
3 1 1 0
.
3 1 0
0
。
2 9 5 0
.
2 5 7 0
。
2 2 6 0
.
19 8 0
.
1 7 1 0
.
1 58 0
.
1 5 2 0
.
1 3 9
红穗醋果色素液在不同温度下 , 经过不
同时间处理 , 实验结果表明 , 20 ~ 60 ℃范围
内色素液的吸光度保持 不变 , 仍 为 红色 。
8。℃ 、 1 0 0℃条件下 , 色素液的吸光度随时间
增长而逐渐变小 , 且温度越高 , 降解速度越
快 。 试验结果见表 1 。
2
.
2 一定温度下回归方程的建立
根据文献报道 , 红色素的热降解遵从一
级反应动力学规律 , 公式为 nI A ~ 一 kt 十 B , A
为吸光度 , t 为时间 , k 为一级反应速度常数 ,
B 为常数 , 色素降解反应的半衰期为 lt, : ~
。 . 6 9 3 /k。 利用表 1中的数据对 nI A 和 t进
行线形回归分析 , 得到了不同温度下的 回归
方程和相关系数 , 从而求出不同温度下的速
度常数 ( k ) 和半衰期 (t 1’ : ) , 结果见表 2 和
图 。
表 2 不同沮度下色素的降解速度常教和半衰期
aT b l
e 2 5件记 e o月旧加 . t肠 d h a】f l lf e o f t h e t h e r m目 de g r . d a t l o n fr om r e d e u r a n t
沮度 (亡 )
T em pe ar t
u
er
回归方程
R e g r e朋 i曲 e q u a t io n
相关系效 ( r )
C o r r e l a t i o n
e oe f f i e ie n t
速度常数 (h 一 ’ )
S P e e d
C o n 皿 t赶n t
半衰期
( h )
H a叮f Ii fe
I n A = 一 8 . 16 X I O一 tS 一 1 . 0 9 一 0 . 9 8 3 8 ` 16 X 10 一 ,
1 0 0亡 I n A = 一 .0 10 7 t 一 1 。 D S 一 0 . 99 1 0 。 10 7
利用表 2 的数据对回归方程和相关系数
进行方差分析 , 回归关系非常显著 , 可见红
德醋栗色素的热降解确实符合一级反应动力
学规律 。 此外根据表 2 的数据利用 A r r hen iu s
公式 nI k ~ 一 E a / R T + A (式中 k 一色素降解反
应速度常数 ; T 一反应温度 ; E a 一反应活化
能 ; R 一气体常数 ; A 为常数 ) 可计算出色素
降解反应的活化能是 E a ~ 1 4 1 K J · m o l一 ’ ,此
活化能较大 , 表明该色素热稳定性好 ; 同时
又得到了色素降解反应速度常数与温度定量
第 2期 于泽探等 :红二莱色索热祖定性的研究
关 系的 方 程 为 I nk =一 1 .x 7 01 0` / T+
0、 。 4 9 .这些试验结果对色素的提取和利用都
具有重要的惫义 。 对于色素的提取而言 , 升
高温度加快了分子运动的速度 , 有利于色素
的提取 ; 同时加热又会使色素发生降解 , 减
少色素的提取率 。 因此在提取红色素时应充
分考虑温度和时间二者对色素提取的影响 ,
应选最佳提取时间和温度 。在食品着色方面 ,
除了采用低温加工外 , 对某些需在高温着色
的食品来讲 ,应当尽量短时间完成着色过程 ,
并使食品迅速冷却 , 这样可大大减少色素的
降解 。
3 结 论
一心卜 - 8 0’c
-刁` - 1 0虎
红德醋栗色素热稳定性很好 , 60 ℃以下
加热对色素液无影响 , 超过 60 ℃随着加热时
间变长 , 色素发生降解 , 且遵循一级反应动
力学规律 。 当温度为 80 ℃时 , 降解反应的半
衰期为 8 4 . 9 6 h , 速度常数是 8 . 1 5 7 x 10 一 3 ;
当温度为 10 ℃时 , 降解反 应的半衰期是
6
.
4 78 h
, 速度常数是 0 . 1 0 7 0 . 该色素降解反
应的活化能是 E a = 1 4 1 K J · m o l一 ’ 。 随着温度
升高 , 红德醋栗色素降解速度加快 , 色素降
解反应速度常数与温度定量关系的方程为
In k ~ 一 1 . 7 0 X 1 0 . / T + 0 . 0 4 9 。
参 考 文 献
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时 间 ` h ) T i m e
图 不同沮度下 , 吸光度的对数
随时间变化曲线
V a d an e e e u r v e o f 。加 o r知 . e e l o g ar l ht m
初ht t l . . e . n de r 山 f f e r e . t et m P
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S t u d y o n t h e t h e r m a l s t a b l i t y
o f r e d c u r r a n t P i g m e n t
Y U Z e
一 y u a n
,
X U Y a
一 q i n
,
S H A O T i e
一
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(N o rt h e a s t gA
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i e u l t u r a l U n iv e r苗 t y , aH r b in 1 5 0 0 3 0 )
A B S T R A C T
T h e t h e r m a l s t a b i l i t y o f r e d e u r r a n t P i g m e n t w a s s t u d i e d i n t h is P a P e r
.
T h e r e s u l t s
s h o w e d
: t h e t e m p e r a t u r e b e l o w 6 0℃ h a d n o a n y e f f e e t s o n t h e s t a b i l i t y o f r e d e u r r a n t p i g -
m e n t
.
w h e r e a s o v e r 6 0℃ , t e m p e r a t u r e h a d a d e f i n i t e e f f e e t o f d e g r a d a t i o n , a n d t h e t h e r m a l
d e g r a d a t io n o f t h e p i g m e n t f e l l o w w e l l t o f i r s t o r d e r r e a e t i o n k i n e t ie s
.
I n t h i s p a p e r
, r e g r e s
-
.1 40
.东 北 农 业 大 学 .学 报 第 3 1套
sin e oqu at i on sat 8 0,C a n d 1 0 0℃ w e r e s e t u p r e s p e e t i v e ly , a t m e a n t im e t h e h a lf l i fe a n d t h e
r a t e e o n s t a n t a n d t h e r e a e t io n e n e r g y o f t h e t h e r m a l d e g r a d a t i o n w e r e e a l e u l a t e d
,
b e s id e s t h e
e q u a t i o n w i t h s t a n d i n g f o r e f fe e t d e g r a d a t i o n w e r e e a l e u l a t e d
,
b e s id e s t h e e q u a t i o n w i t h
s t a n d i n g f o r e f f e e t o f t h e t e扭 P e r a t u r e o n t h e r a t e e o n s t a n t o f t h e t h e r m a l d e g r a d a t io n o f t h e
P i g m e n t w a s o b t a i n e d
.
A l l a b l o v e t h i s P r o v id e d s e i e n t i f i e e v id
e n e e f o r e x p l o i t i n g a n d u t i l i成 n g
o f r e d e u r r a n t P i g m e n t
.
K e y w o r d s
: r e d e u r r a n t p ig m e n t ; t h e r m a l s t a b l i t y ; r e g r e s s i o n e q u a t i o n
第一作者简介 : 于泽源 , 男 , 1 96 1 年生 , 黑龙江省人 1 9 8 7 年毕业于东北农业大学园艺系 ,
获农学硕士学位 。 现为东北农业大学农学院园艺系副教授 , 主要从事果树
栽培生理和产后处理等方面的研究工作 , 主持课题多项 , 发表论文近 20
篇 。