提高辣椒红色素稳定性的方法

提高辣椒红色素稳定性的方法
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)
辣椒红色素是一种具有辣椒香气的深红色黏性油状液体,相对分子质量为584.85,分子式为C40H56O3,是一种安全无毒､可以食用的天然红色素,被广泛应用于食品､医药､化妆品等领域,是理想的天然着色剂和增味剂[1-4]｡另外它还可增加体内类胡萝卜素类化合物的含量,有一定的营养价值和保健功能｡但辣椒红色素稳定性较差,使其应用受到很大的制约｡因此,提高辣椒红色素稳定性成为近年来食品工业的一个研究热点,为增强其稳定性,有人向其中添加人工合成色素或工业染料(如“苏丹红”),给产品安全性带来隐患[2]｡因此,探讨辣椒红色素在不同条件下稳定性变化的程度和规律,对于避免食品原料原有的天然色泽和辣椒红色素的损失意义重大｡其中有微胶囊技术[3]､辣椒红色素固化技术[4]､辣椒红色素二酯化[5]､添加化学抗氧化剂[6]等技术,但是其工艺复杂,不符合食品绿色环保､安全性的要求,因此使其应用受到制约｡试验在研究影响辣椒红色素稳定性条件的基础上,通过比较添加天然抗氧化剂木犀草素和化学合成抗氧化剂BHT对其稳定性的影响,试图找到一种天然简便､绿色环保的稳定化工艺,从而使其能更广泛地应用于食品工业｡
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 原料与试剂辣椒红色素(邯郸市东之星生物科技有限公司),木犀草素对照品(质量分数98%,南京替斯艾么中药研究所);甲醇(分析纯,天津红岩化学试剂厂);丙酮(分析纯,天津市大茂化学仪器供应站);冰乙酸(分析纯,天津市瑞金特化学品有限公司)､BHT(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)(分析纯,北京恒业中远化工有限公司)等｡
1.1.2 仪器与设备756CRT型紫外可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);400W紫外灯(天津英泽科技有限公司);SHA-B恒温振荡器(常州国华电器有限公司)｡
1.2 方法
1.2.1 辣椒红色素吸收曲线绘制准确吸取1.00 mL辣椒红储备液(1.0 g/L)至10.00 mL容量瓶中,用丙酮稀释定容至刻度,摇匀｡以丙酮作参比液,在756CRT型紫外可见分光光度计上绘制其吸收曲线｡
1.2.2 辣椒红色素稳定性的比较研究配制相同浓度的样品溶液(1.0 g/L),分成3份,1份中不加任何抗氧化剂,另2份按照质量分数为0.02%的比例分别加入木犀草素､BHT,进行稳定性对比试验｡
1)温度对色素稳定性的影响｡取相同体积样品溶液,分别在30､50､70､80､90､100 ℃下恒温30 min,冷却至室温后,测其在最大吸收波长处的吸光度,以空白为对照,求色素的保存率,判断温度对色素稳定性的影响｡
保存率=■×100%
2)光照对色素稳定性的影响｡取相同体积样品溶液于10 mL容量瓶中加盖后让400 W紫外灯强光照射,每隔30 min取样,测其在最大吸收波长处的吸光度,并计算各自的保存率｡
3)pH对色素稳定性的影响｡取不同pH(pH=1.0､4.0､6.9､9.2､13.0)相同体积的样品溶液,用400 W紫外灯照射15 min,测定其在最大吸收处的吸光度,判断pH对色素稳定性的影响｡
4)金属离子对色素稳定性的影响｡取相同体积色素溶液分别加入不同浓度的Fe3+､Al3+､Cu2+溶液,400 W紫外灯下照射15 min,测定其在最大吸收处的吸光度,判断金属离子对色素稳定性的影响｡
2 结果与分析
2.1 辣椒红色素的吸收光谱特性
以丙酮为参比液,在350~560 nm对色素提取液进行波长扫描,结果见图1｡由图1可知,辣椒红色素测定液在可见光区的最大吸收波长为459 nm｡
2.2 温度对色素稳定性的影响
从图2可见,温度对辣椒红色素有一定的影响,温度越高影响越显著,辣椒红色素在90 ℃以下稳定性良好,温度达到100 ℃时辣椒红色素降解幅度较大,而且色素溶液的颜色也逐渐变浅,色素保存率仅为48.28%,说明辣椒红色素在使用过程中需要尽可能避免高温加热,减少色素降解率,以提高产品色泽｡加入抗氧化剂BHT 和木犀草素后,温度达到100 ℃时辣椒红色素保存率分别为78.24%和67.59%,说明加入抗氧化剂可以有效地提高色素对热的耐受力｡
2.3 光照对色素稳定性的影响
由图3可知,光照对辣椒红色素的稳定性影响较为显著,随着光照时间的延长,色素吸光度逐渐降低,保存率不断降低,且递减幅度较大,当强光照射180 min时,保存率已降至53.3%,说明该色素耐光性差｡一般认为,光对类胡萝卜素的作用有2种,一是形成顺反双键,使电磁波谱蓝移2~10 nm;二是加速类胡萝卜素链的氧化和降解断裂,光谱向紫外区漂移[7]｡但加入抗氧化剂BHT和木犀草素后,色素溶液被光照180 min后,保存率从100%分别变到65.8%和81.7%｡这说明加入抗氧化剂可有效地提高色素对光的稳定性,而木犀草素的作用更加明显｡
2.4 pH对色素稳定性的影响
由图4可知,辣椒红色素溶液稳定性受到pH的一定影响,但影响较小｡添加抗氧化剂BHT和木犀草素后的辣椒红色素溶液吸光度与空白溶液的吸光度变化趋势基本一致｡
2.5 金属离子对色素稳定性的影响
2.5.1 Cu2+､Al3+的影响Cu2+､Al3+对辣椒红色素稳定性影响趋势相似,Cu2+､Al3+浓度加大后色素溶液中不断有少量沉淀产生;上层溶液吸光度也随着离子浓度加大而减小(图5､图6)｡这表明Cu2+､Al3+对辣椒红色素有严重的破坏作用｡加入抗氧化剂后,这种变化趋势有所减缓,但并没有根本改变｡
2.5.2 Fe3+的影响Fe3+与Cu2+､Al3+的影响有所不同,加入Fe3+后,色素溶液并没有出现沉淀现象,但溶液颜色也由橙红变到橘黄再到浅黄,直至基本上失去了原有的色泽;加入BHT后这种趋势并没有改变,但加入木犀草素后大大减缓了辣椒红色素的退色现象,减弱了Fe3+对辣椒红色素的影响(图7)｡这说明Fe3+的存在对辣椒红色素也有明显地加速退色作用,但加入木犀草素能减弱这种作用,从而起到增强辣椒红色素稳定性的效果｡
3 结论
试验结果表明辣椒红色素稳定性受光照､温度和Cu2+､Al3+､Fe3+等金属离子影响较大,受pH影响较小;加入化学合成抗氧化剂BHT和天然抗氧化剂木犀草素后可不同程度减弱这些条件的影响,提高色素的稳定性,且木犀草素减弱某些影响的效果更显著｡木犀草素作为一种无毒无害､对人体安全的天然抗氧化剂,是天然色素稳定剂的理想选择｡
参考文献:
[1] 丁筑红,韩江雪,谭书明,等. 辣椒色素单体组分的分离及其热稳定性研究[J].贵州农业科学,2010,38(4):187-190.
[2] 陈丹,吴赞敏,张昊. 天然染料辣椒色素的结构､性质和应用[J]. 染整技
术,2010,32(4):39-41.
[3] 刘蓉,刘志敏.辣椒红色素提取方法研究[J].山东蔬菜,2006(3):90-92.
[4] 王永平,何嘉,张绍刚,等. 我国辣椒国内外市场需求现状及变化趋势[J]. 北方园艺,2010(1):213-216.
[5] 张甫生,庞杰. 辣椒红色素在仿真食品中的应用[J]. 食品与机械,2002(5):34-35.
[6] 方元超. β-环状糊精的化学改性及其在茶饮料生产中的应用(二)[J]. 食品科技,2000(1):35-36.
[7] 金青哲,齐策,王兴国,等. 辣椒红色素的分离及光稳定性研究[J]. 食品与生物技术学报,2007,26(2):53-57.。