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食品酸味剂、甜味剂及增稠剂对阴香花色苷稳定性的影响



全 文 :Science and Technology of Food Industry 食品添加剂
2013年第22期
食品酸味剂、甜味剂及增稠剂
对阴香花色苷稳定性的影响
张 镜,刁树平
(嘉应学院生命科学学院,广东梅州 514015)
摘 要:阴香果实花色苷粗提物以DM-18弱极性大孔吸附树脂精制及半制备HPLC纯化后为供试样品,研究了食品加
工常用的酸味剂、甜味剂及增稠剂对阴香花色苷稳定性的影响。结果酸味剂中高浓度柠檬酸和酒石酸对花色苷具有
辅色作用,乙酸与低浓度柠檬酸对花色苷的稳定性无影响,乳酸及低浓度酒石酸具有促进阴香花色苷降解的作用。可
溶性淀粉、β-环状糊精及琼脂对花色苷的稳定性无不利影响,较高浓度可溶性淀粉具有明显的护色作用。麦芽糖、乳
糖及蔗糖及对阴香花色苷的辅色显著,1%及2.5%葡萄糖对阴香花色苷稳定性无影响,5%以上葡萄糖有加速花色苷
具降解作用。
关键词:阴香,花色苷,稳定性,食品添加剂
Influences of food sour agents,sweeteners,and tthickeners on the
stability of anthocyanin of Cinnamomum burmannii fruit
ZHANG Jing,DIAO Shu-ping
(College of Life Science,Jiaying University,Meizhou 514015,China)
Abstract:The anthocyanin sample extracted from the Cinnamomum burmannii fruits was refined with DM-18
weakly polar macroporous absorption resin and purified with semi-preparative HPLC. The influences of the
sour agents,sweeteners and thickeners on the stability of the anthocyanin was studied. These results suggested
that high concentration citric acid and tartaric acid had the copigmentation effects on the anthocyanin,acetic
acid and low concentration of citric acid had no the effect on the anthocyanins stability,lactic acid and low
concentrations of tartaric acid accelerated the anthocyanin decay. Soluble starch,β-cyclodextrin and agar had
no the effects on the stability of the anthocyanin,the higher concentration of soluble starch had a significant role
in protecting color of the anthocyanin. Maltose,lactose and sucrose showed significant copigmentation effects
on the anthocyanin,1% and 2.5% glucose solution had no effect on the stability of the anthocyanin,more than
5% glucose solution accelerated the anthocyanin decay.
Key words:C. burmannii;anthocyanin;stability;food additive
中图分类号:TS201.2 文献标识码:A 文 章 编 号:1002-0306(2013)22-0266-05
收稿日期:2013-04-01
作者简介:张镜(1957-),男,硕士研究生,教授,研究方向:天然产物
与应用微生物。
基金项目:广东省科技计划项目(2009B011300015)。
阴香(C. burmannii)为多年生常绿乔木,国内主
要分布于广东、福建等地,其树形优美、保水、保湿性
能良好,是华南地区行道与园林绿化的常见树种,近
年广东等地广泛用于水源涵养林种植。阴香树为多
用途的经济林木,其根、茎、叶都可提取药用成分与
制造香精等产品的化工原料,树干的材质优良可用
于家具、建筑及室内装饰等[1]。在素有“冬季天然温
室”之称的广东境内,阴香树的果实产量高,内含大
量花色苷等多种具开发利用价值的天然产物[2]。
花色苷是植物中广泛存在的天然色素,已大量
应用于果酱、果汁、饮料、糖果等加工食品[3]。花色苷
亦是清除自由基、抗氧化等活性强的天然活性物质,
具降低低密度脂蛋白胆固醇、抗突变、抗肿瘤等多种
医疗保健功能[4-7],倍受世人青睐。植物材料中花色苷
的含量低,花色苷商品的生产原料多系水果、蔬菜及
粮食作物等农产品,因而产品价格昂贵,消费群体不
限,不断寻求新的、开发利用价值更大的花色苷资源
仍是花色苷研发的重要课题[8-13]。
阴香树在广东等省已具较大的种植规模,资源
化开发阴香果实花色苷等天然产物既可获得极大的
经济效益,又不影响其城市绿化及生态环境保护功
能。关于阴香果实花色苷提取、体外抗氧化活性、物
理因子与无机离子与阴香花色苷稳定性的关系等已
有一定的研究报道[2,14-15]。但食品加工等行业中常用
的甜味剂、酸味剂及增稠剂与阴香花色苷稳定性的
关系仍未有研究报道,研究食品甜味剂、酸味剂及增
稠剂与阴香花色苷稳定性的关系,旨在进一步明确
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DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2013.22.080
食品添加剂
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Vol . 34 , No . 22 , 2013
阴香花色苷作为着色剂在食品加工业等行业中的应
用潜力,为其科学应用提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
阴香 在果实成熟时于广东梅州采摘成熟果
实,蒸馏水洗净,晾干果面余水,-80℃冷冻贮藏备
用;柠檬酸、酒石酸、乳酸、乙酸、可溶性淀粉、β-环糊
精、琼脂粉、葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖等 均为分
析纯;DM-18弱极性大孔吸附树脂 由山东鲁抗医
药股份有限公司树脂分厂提供。
VIRTIS冻干机 美国 IRTIS公司;U-2800型紫
外-可见分光光度计 日立公司;EP-1型蠕动泵及
层析柱(25mm×800mm) 美国Bio-Rad公司;NU-425
CLASSⅡ生物安全柜 美国纽艾公司。
1.2 实验方法
1.2.1 阴香花色苷样品的制备 冷冻阴香果解冻,
搅拌捣碎果肉,加入90%甲醇浸提30min后离心,收
集清液,冻干,石油醚浸泡花色苷粗提物除脂,DM-
18弱极性大孔吸附树脂精制,最后以半制备HPLC纯
化,花色苷半制备HPLC主峰洗脱液冻干获供试阴香
花色苷样品(供试样品总花色苷含量91.6274%),-80℃
保存备用。
1.2.2 花色苷稳定性的测定方法 将取0.400g花色
苷样品于400mL(pH=4.0)蒸馏水配制相应溶液,以
无花色苷相应pH=4.0溶液为参比液,测定溶液初始
吸光度A515nm值,然后定时取样测定吸光度A515nm值,重
复3次,按公式(1)计算各处理溶液花色苷的保存率,
保存率越高稳定性越好,保存率越低稳定性越差。
保存率(%)=Ax/Ao×100 式(1)
式中:Ax-处理后阴香花色苷溶液的吸光值;
Ao-初始溶液的吸光值。
1.2.3 酸味剂对花色苷稳定性的影响 用蒸馏水配
制系列浓度柠檬酸、酒石酸、乳酸、乙酸,在400mL溶
液中加入花色甘0.400g,立即用0.22μm滤膜过滤除菌,
分装于三角瓶内,28℃避光存放,4h时测定各溶液吸
光度A515nm值为初始值,以后每96h取样测定吸光度
A515nm值,计算花色苷的保存率,3次重复。
1.2.4 增稠剂对花色苷稳定性的影响 精确可溶性
淀粉、琼脂粉和β-环状糊精用pH=4.0蒸馏水分别配
制为不同浓度溶液,其余同1.2.3。
1.2.5 甜味剂对花色苷稳定性的影响 精确称取适
量的葡萄糖、蔗糖、乳糖及麦芽糖,pH=4.0蒸馏水分
别配制为系列浓度溶液,其余同1.2.3。
1.2.6 数据分析 以SPSS 13.0进行数据统计分析,
并进行差异显著性测定(p<0.05或p<0.01)。
2 结果与分析
2.1 酸度调节剂对花色苷的稳定性的影响
2.1.1 阴香花色苷在柠檬酸溶液中的保存率 在不
同柠檬酸溶液中阴香花色苷的保存率见图1。由图1
可以看出,花色苷在大于0.20%柠檬酸溶液中的保
存率高于初始值,且差异显著(p<0.05);低于0.15%
柠檬酸溶液中花色苷保存率与对照相当,差异不显
著。结果表明高浓度柠檬酸溶液对阴香花色苷具有
辅色作用,低浓度柠檬酸溶液对花色苷的稳定性无
影响。文献报道柠檬酸对紫苕色素也具一定的辅色
作用[16]。
2.1.2 酒石酸与阴香花色苷稳定性的关系 0.15%~
0.25%酒石酸内的阴香花色苷的保存率均高于初始
值,表明此溶液范围内酒石酸对阴香花色苷有较明
显的辅色作用。0.05%及0.10%酒石酸处理的花色苷
保存率低于无酒石酸的对照,0.05%及0.10%浓度的
酒石酸溶液对阴香花色苷稳定性有一定的不利影
响,见图2。Hubbermann等以4%酒石酸处理黑醋栗及
接骨木花色苷,12d后保存率分别约为45%及30%[16],
但本实验的酒石酸浓度是参考食品工业使用浓度设
计,剂量远低于4%。
2.1.3 乳酸与阴香花色苷稳定性的关系 乳酸对阴
香花色苷稳定性的影响见图3。由图3可知,乳酸所有
浓度处理贮存期中花色苷的保存率不断降低,0.25%
最高浓度处理40d保存率86.96%,0.05%最低浓度的
处理40d保存率63.26%,所有供试浓度处理的花色苷
保存率均显著(p<0.05)低于对照花色苷的保存率。
实验表明乳酸对阴香花色苷颜色的稳定性具不利影
响,开发应用时应尽量避免与乳酸混用。
2.1.4 乙酸与阴香花色苷稳定性的关系 不同浓度
乙酸对阴香花色苷稳定性的影响见图4。实验结果
0.05%~0.60%乙酸中阴香花色苷于保存率最低为
94.556%,最高96.662%,彼此间无显著差异,并与无
图1 不同浓度柠檬酸对阴香花色苷保存率的影响
Fig.1 Influences of citric acid on retention rate of anthocyanin
from C. burmannii fruit
时间(d)
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%)
0.05%
0.20%
0.10%
0.25%
0.15%
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图2 不同浓度酒石酸对阴香花色苷保存率的影响
Fig.2 Influences of tartaric acid on retention rate of
anthocyanin from C. burmannii nut
时间(d)
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%)
0.05%
0.15%
0.25%
0.10%
0.20%
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乙酸的pH=4.0花色苷溶液对照无明显差异,表明乙
酸对阴香花色苷颜色的稳定性没有显著影响。而文
献报道4%乙酸使接骨木及黑醋栗花色苷保存率小
幅降低[17]。
2.2 增稠剂对花色苷稳定性的影响
2.2.1 β-环糊精对花色苷稳定性的影响 不同浓度
β-环状糊精中阴香花色苷的保存率见图5。从图5中
可以看出,浓度0.1%~0.5% β-环状糊精中花色苷的
保存率在40d的贮存期相当,均大于93%,数据分析
表明,与不含β-环状糊精的花色苷对照花色苷溶液
的保存率差异不显著。β-环糊精可与很多疏水性化
合物形成包合物,从而改变其理化性质,提高水溶
性、改善稳定性等,如β-环状糊的丹皮护色、果汁脱
苦等[18-19]。但β-环糊精处理的花色苷溶液其保存率与
对照无显著差异,可能是β-环状糊精对阴香花色苷
没有明显的包埋作用,或是对阴香花色苷显色基团
无包埋作用。
2.2.2 可溶性淀粉对花色苷稳定性的影响 不同浓
度可溶性淀粉中阴香花色苷贮存40d内的保存率见
图6。从图6可以看出,0.3%及0.4%可溶性淀粉中阴香花
色苷贮存40d的保存率分别为104.607%和100.765%,
显著(p<0.05)高于对照中阴香花色苷的保存率。0.1%
及0.2%可溶性淀粉中阴香花色苷贮存40d保存率与
对照中的保存率差异不显著。结果表明较高浓度的
可溶性淀粉对阴香花色苷具有一定的护色作用,低
浓度可溶性淀粉对阴香花色苷的颜色无影响。
2.2.3 琼脂对花色苷稳定性的影响 琼脂与阴香花
色苷保存率的关系见图7。从图7得知,阴香花色苷在
0.01%~0.05%琼脂溶液中贮存40d花色苷保存率均高
于95%,表明琼脂对阴香花色苷稳定性无不利影响。
相反0.04%和0.05%琼脂的花色苷溶液贮存40d保存
率分别为100.45%和98.387%,与初始值无显著差异,
表明相应浓度的琼脂对阴香花色苷具有一定的护色
作用。
2.3 甜味剂对花色苷稳定性的影响
2.3.1 葡萄糖对花色苷稳定性的影响 葡萄糖与阴
香花色苷的保存率见图8。1%及2.5%葡萄糖溶液内
阴香花色苷与对照花色苷的保存率相当,差异不显
著。而更高浓度的葡萄糖溶液中花色苷贮存40d保存
图3 不同浓度乳酸对阴香花色苷保存率的影响
Fig.3 Influences of lactic acid on retention rate of anthocyanin
from C. burmannii fruit
时间(d)
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0.05%
0.15%
0.25%
0.10%
0.20%
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图4 不同浓度乙酸对阴香花色苷保存率的影响
Fig.4 Influences of acetate acid on retention rate of anthocyanin
from C. burmannii fruit
时间(d)
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%)
0.05%
0.30%
0.10%
0.60%
0.15%
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图5 不同浓度β-环状糊精对阴香花色苷保存率的影响
Fig.5 Influences of β-Cyclodextrin on retention rate of
anthocyanin from C. burmannii fruit
时间(d)
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%)
0.10%
0.40%
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0.50%
0.30%
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图6 不同浓度可溶性淀粉对阴香花色苷保存率的影响
Fig.6 Influences of soluble starch on retention rate of
anthocyanin from C. burmannii fruit
时间(d)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
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%)
0.10%
0.40%
0.20%
CK
0.30%
图7 不同浓度琼脂对阴香花色苷保存率的影响
Fig.7 Influences of agar on retention rate of anthocyanin from
C. burmannii fruit
时间(d)
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0.02%
0.05%
0.03%
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率比对照的低,差异极显著(p<0.01)。高浓度葡萄糖
溶液阴香花色苷贮存中保存率下降与Meschter报道
的葡萄糖加速花色苷的降解的结果基本一致 [20],但
本研究表明葡萄糖达到一定浓度后方才对阴香花色
苷具降解作用。
2.3.2 蔗糖对花色苷稳定性的影响 蔗糖与阴香花
色苷保存率的关系见图9。由图9可知,所有供试浓度
的蔗糖溶液内阴香花色苷在贮存期内的保存率均高
于初始值,且与对照保存率差异显著(p<0.05)。其中
的10%蔗糖溶液中阴香花色苷保存率最高,贮存40d
保存率达140.253%,而浓度5%及15%蔗糖溶液的保
存率分别为108.981%和131.579%。实验表明蔗糖对
阴香花色苷具有突出的辅色作用,其中以10%蔗糖
溶液的辅色作用最大。关于蔗糖对花色苷稳定性的
影响文献有蔗糖对花色苷颜色无影响[21-23]及有辅色
作用[24-25]的报道。
2.3.3 麦芽糖对花色苷稳定性的影响 麦芽糖中阴
香花色苷的保存率见图10。由图10可以看出,阴香花
色苷在不同浓度的麦芽糖溶液中的保存率均高于初
始值,贮存40d的保存率与较初始值大幅增加,其中
7.5%麦芽糖溶液中阴香花色苷的保存率为201.949%,
而1%、2.5%、5%和10%麦芽糖溶液处理花色苷保存
率分别为142.413%、137.237%、121.863%和184.421%,
表明麦芽糖对阴香花色苷有很强的辅色效应,但
麦芽糖对商陆色素、白檀果肉红色素的稳定性则无
影响[26-27]。
2.3.4 乳糖对花色苷稳定性的影响 从图11可知,
1%~5%乳糖溶液中阴香花色苷贮存期40d内保存率
大于初始值,且浓度越大,保存率越高。5%乳糖溶液
中贮存40d阴香花色苷保存率为176.08%,1%乳糖溶
液为110.025%,均显著(p<0.05)高于对照花色苷的
保存率。从图11也看出,在乳糖溶液中阴香花色苷的
保存率在贮存期中的变化趋势是先迅速上升,之后
相对平衡,最后缓慢下降,结果表明乳糖对阴香花色
苷具有较突出的辅色作用。而乳糖与对蛇莓果实色
素无影响,高浓度的乳糖表现出明显的辅色作用[28],
对野生大豆黑色种皮色素的稳定性无明显影响[29]。
3 结论与讨论
3.1 不同酸味剂对阴香花色苷稳定性的影响不一
在4种供试的酸味剂对阴香花色苷颜色稳定性
的影响,有的有促进降解作用,有的无影响,有的具
有护色或具有一定的辅色作用,且同种酸味剂的不
同浓度可能表现出性质不同的影响。因而,阴香花色
苷的开发利用时,应根据酸味剂与花色苷稳定性的
关系科学使用,使添加阴香花色苷的产品能较长时
间维持鲜艳的颜色。
3.2 增稠剂对阴香花色苷稳定性无不利影响
阴香花色苷在低浓度的可溶性淀粉、β-环状糊
精及琼脂溶液中,贮存40d内的保存率均与对照的保
存率相当或略高,无促进花色苷降解的作用,也不具
图8 不同浓度葡萄糖对阴香花色苷保存率的影响
Fig.8 Influences of glucose on retention rate of anthocyanin
from C. burmannii nut
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1%
5%
15%
2.5%
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图9 不同浓度蔗糖对阴香花色苷保存率的影响
Fig.9 Influences of sucrose on retention rate of anthocyanin
from C. burmannii fruit
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%)
1%
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15%
2.5%
10%
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图10 不同浓度麦芽糖对阴香花色苷保存率的影响
Fig.10 Influences of maltose on retention rate of anthocyanin
from C. burmannii fruit
时间(d)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
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190
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150
130
110
90
70
50







%)
1%
7.50%
2.5%
10%
5%
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图11 不同浓度乳糖对阴香花色苷保存率的影响
Fig.11 Influences of lactose on retention rate of anthocyanin
from C. burmannii fruit
时间(d)
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%)
1%
4%
2%
5%
3%
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(上接第252页)
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明显的辅色作用。增稠剂常用于冰淇淋、果冻、糖果
等加工食品,由于增稠剂的特殊结构,阴香花色苷与
增稠剂共存时不易褪色,地添加增稠剂的食品上有
较好应用前景。
3.3 甜味剂对阴香花色具明显的辅色作用
供试的乳糖、蔗糖、麦芽糖及葡萄糖4种甜味剂
中,前3种对阴香花色苷都具有显著的辅色作用,其
中7.5%麦芽糖溶液中的阴香花色苷贮存40d时保存
率较初始保存率高1倍以上,而葡萄糖溶液中阴香花
色苷贮存期中的保存率却逐渐降低。
花色苷颜色的稳定性是作为食品作色剂使用的
重要属性,但花色苷颜色的稳定性受物理、化学因子
的影响,物理因子的影响都表现为加速花色苷的降
解,但化学因子的影响则存在不确定性,有可能是不
利影响、无影响、护色作用、增大色价的辅色作用等
效果。从植物组织中提取的花色苷粗提物常含有对
花色苷颜色影响不同的多种成分,因而进行花色苷
稳定性影响因子研究时,应尽可能制备使用高纯度
的样品供试,否则影响研究结果的生产应用价值。
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