腊八蒜绿色素影响因素及护绿方法研究

白 冰，纪淑娟，王东梅，刘艳平，蒋东华

（沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳110866）

腊八蒜绿色素影响因素及护绿方法研究

白 冰，纪淑娟，王东梅，刘艳平，蒋东华

（沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳110866）

利用分光光度法对影响腊八蒜绿色素的温度、pH、光照等因素进行了研究。同时对常用化学护色方法及物理护色方法的效果进行了比较，旨在寻找保护腊八蒜翠绿颜色的方法。结果表明，常用化学护色剂对腊八蒜绿色素保护作用不明显，而采用物理处理方法——低温4℃、pH4.0、真空包装、避光，105d后腊八蒜仍呈绿色，绿色素在590nm处的吸光值为0.245，可延长腊八蒜保持翠绿外观三个月以上。

腊八蒜，色素，影响因素，护绿

“腊八蒜”是我国传统的大蒜制品，其主要呈色物质绿色素不是叶绿素［1］，而是含丙烯基和烯丙基的硫化物以及特定氨基酸经历复杂的次生代谢途径产生的，其形成与酚酶和酯氧化酶无关［2］，而与γ-谷氨酰转肽酶和蒜氨酸裂解酶关系密切［3］。防止大蒜、蒜蓉、蒜片、蒜粉等制品绿变问题是国内外关注的焦点，因为绿变严重影响了蒜产品的感官和营养品质。而“腊八蒜”绿色素是希望得到的，湛青碧绿的腊八蒜能极大地提高人们的食欲，是我国“腊八”时节必不可少的美食佳肴。腊八蒜绿变条件苛刻且色素不稳定，绿色素会在腌制的25d左右逐渐变黄变浅［4］，从而失去诱人的外观和口感，这是限制腊八蒜产业化的主要原因。腊八蒜绿色素是一种新型天然色素，其产生和分解皆不同于其它种类色素［5］，有必要对其稳定性和护色方法进行研究。实验拟分别采用食品工业常用的几种化学方法以及针对腊八蒜色素特点的物理方法进行护绿，并对护绿效果进行了比较，旨在延长腊八蒜制品的货架期，为开发这一传统食品提供理论依据。同时腊八蒜绿色素有望研发成为新一轮的具有独立知识产权的天然色素，对其稳定性的揭示将为进一步大规模制备和保存腊八蒜绿色素提供实际参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

大蒜 2008年秋季收获的大蒜，购于沈阳农业大学附近农贸市场，放置于4℃冷库中贮藏2～3个月后取出作为实验材料；冰醋酸、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、乳酸钙、盐酸、氢氧化钠 沈阳化学试剂公司，分析纯；D-异VC钠、柠檬酸钠、植酸、无水乙酸铜、乙酸锌 国药集团化学试剂（沈阳）有限公司，分析纯。

TU-1800型紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限公司；SHP-100数显生化恒温箱 金坛市晶玻实验仪器厂；CT14RD型台式高速冷冻离心机上海天美生化仪器设备工程有限公司；PB-10 sartorius pH计 赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；旋转蒸发装置 上海申光仪器表有限公司；真空抽滤装置 天津奥特赛恩斯仪器有限公司；FA-004型电子天平 上海精科天平有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 腊八蒜的腌制 将冷藏大蒜剥皮，精心挑选蒜瓣，过小的和有伤痕的弃去不要，用自来水将蒜瓣清洗干净，并用蒸馏水淋洗三次，备用。将蒜瓣和5%的醋酸溶液以1∶1（w/v）浸泡，放置于25℃恒温箱中，7d可制成腊八蒜。

1.2.2 化学护色剂处理腊八蒜 将腊八蒜分装于若干广口瓶，蒜瓣和浸泡液1∶1（w/v）。各广口瓶分别以100ppm添加柠檬酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、植酸、D-异VC钠、乳酸钙；以200ppm分别添加无水乙酸铜、无水乙酸锌；以100ppm无水乙酸锌和100ppm无水乙酸铜混合试剂。

1.2.3 物理方法处理腊八蒜

1.2.3.1 pH调节 同1.2.2步骤分装好的腊八蒜，分别用 1mol/L盐酸及 1mol/L氢氧化钠溶液调节pH2.0～6.0，并定期调节pH。

61例患者中最短DFI为0个月，最长为268个月，中位DFI为36个月。其中DFI≥36个月的31例，DFI<36个月的30例。肺部转移瘤中，乳腺癌的平均DFI最长为93个月，其次为软组织肉瘤92个月，肾癌平均DFI为57个月，结直肠平均DFI为30个月。1年、3年、5年的生存率分别为88.4%、35.8%、15.9%，平均生存时间为28.79个月，中位生存时间为25个月。死亡患者中有32例是因为出现多发远处转移，另有9例因其他疾病导致死亡。

1.2.3.2 温度、避光、真空处理 同1.2.2步骤分装好的腊八蒜分别于60、100℃恒温水浴15min，然后快速冷却到常温，于4℃保存。同1.2.2步骤分装好的腊八蒜装于塑料袋并抽真空（0.1MPa），用锡箔纸包好，分别于4、25℃保存。

1.2.4 腊八蒜浸泡液与蒜泥提取液的测定 以上不同处理样品，腊八蒜浸泡液经0.45μm膜过滤，于紫外可见分光光度计测吸光值。同样地，腊八蒜按1∶1（w/v）加蒸馏水打成匀浆，10000×g离心15min后取上清液，先经滤纸抽滤，再经0.45μm膜过滤，得到澄清溶液为蒜泥提取液，于紫外可见分光光度计测吸光值。

1.2.5 实验结果统计方法 实验结果采用软件Origin 7.5作图和SAS 9.0数据处理系统分析。

2 结果与讨论

2.1 腊八蒜绿色素的可见光谱特征

如图1所示，腊八蒜绿色素有两处特征吸收峰440nm和590nm，440nm处是黄色素吸收峰，590nm处是蓝色素吸收峰，两者混合表现为绿色［4］，并且590nm处吸收峰是绿色素最为重要的特征［6］。随着在室温下放置时间的延长，腊八蒜色素会依次从蓝绿色、绿色、黄绿色到浅黄色转化，最终颜色消失，实验中以440nm和590nm两处吸光值大小体现腊八蒜色素的变化。

图1 腊八蒜绿色素的紫外分光光谱图

2.2 未经处理的腊八蒜的蓝色素和黄色素变化情况

图2 绿变腊八蒜蒜泥浸提液在168d常温储藏期内黄色素（440nm）和蓝色素（590nm）吸光值变化情况

2.3 温度、光照对腊八蒜绿色素的影响

按照步骤1.2.3.2处理绿变腊八蒜，结果见图3。4℃冷藏的样品（a）440nm和590nm两处吸收均明显高于各种热处理后的样品，并且热处理温度越高，对绿色素损失越大。明显地，25℃和经水浴处理的各样品（b、c、d、e）在590nm处蓝色素的吸光值均比4℃冷藏样品（a）降低超过50%（从0.154到0.071及以下）；而且440nm处黄色素也表现出近似的趋势，4℃冷藏样品吸收值为0.404，25℃恒温为0.229，60℃和100℃水浴处理后的样品吸光值最低，分别为0.224和0.184。这说明两种色素都对热敏感，而且蓝色素受温度影响比黄色素更大。图3中同时给出25℃和25℃（避光）的两个样品比较，发现避光处理对蓝色素的稳定不够明显（590nm吸光值均在0.07左右），但对黄色素起到一定积极作用（440nm处25℃避光恒温0.311，25℃为0.229）。总之，温度和光照都会加速腊八蒜绿色素的分解，故稳定腊八蒜绿色素应尽量采用低温、避光方式。

2.4 pH对腊八蒜绿色素的影响

对绿变腊八蒜浸泡液调节pH2.0～6.0，浸泡液即时扫描波谱，如图4所示，pH3.0～4.0有利于绿色素的稳定，而过酸或接近中性条件下色素吸光值都或多或少地减少了。其中pH4.0的浸泡液中腊八蒜绿色素吸光值（440nm：1.215；590nm：0.672）高于其它pH的浸泡液；而pH6.0的浸泡液中黄色素和蓝色素吸光值下降的最显著（440nm：0.692；590nm：0.236）。这说明pH3.0～4.0区间有利于腊八蒜色素结构稳定，过酸性条件（pH＜3.0）或偏中性条件pH5.0～6.0都会加快腊八蒜色素的分解，而碱性条件pH＞7.0下两种色素分解更快（数据未给出）。

图3 不同温度处理后1d的蒜泥浸提液紫外分光光谱图

图4 绿变腊八蒜调节pH后浸泡液紫外分光光谱图

2.5 化学护色方法和物理护色方法对腊八蒜绿色素护绿效果的比较

实验中选用了几种常用化学护色剂，将化学护色效果与物理护色效果分析比较，结果见表1。

从表中可以看出，包括参照样品在内，所有处理样品590nm吸光值都随时间延长而有不同程度的下降。与参照样品相比较可发现，各种常规化学护色试剂对腊八蒜绿色素护色效果不明显。这也说明腊八蒜绿色素不同于叶绿素，对叶绿素有较好护绿效果的护色剂对腊八蒜绿色素无作用。不同物理护色方法对腊八蒜绿色素的保持还是有差异的。在保持pH4.0的同时，低温、真空、避光的处理是保持绿色效果最好的方法，590nm吸光值下降较慢，此条件下储藏105d后，590nm处蓝色素的吸光值保持在0.271，此时腊八蒜仍表现为较好的绿色，而其它处理的样品蓝色素吸光值大多小于0.1，腊八蒜表现为浅黄色，完全失去翠绿的色泽。值得一提的是，经过加热处理的腊八蒜，不论60℃还是100℃水浴过的腊八蒜蓝色素在后期（25d后）分解均慢于参照样品，这是由于腊八蒜绿变过程需要γ-谷氨酰转肽酶和蒜氨酸裂解酶的参与，水浴钝化了酶的活性，对于已经完成绿变的腊八蒜反而有利于色素的稳定。但是腊八蒜色素对热非常敏感，水浴过程当中可见色素褪色明显，而且加热温度越高，加热时间越长，褪色越显著（0d，pH4.0，60℃，0.515；0d，pH4.0，100℃，0.455），并且加热后的腊八蒜失去清脆口感与生鲜蒜味，因此不推荐采用加热方法护色。

表1 不同护色处理腊八蒜蒜泥浸提液在168d储藏期内蓝色素（590nm）吸光值

至于腊八蒜化学护色试剂选择的研究将有待于在对其绿色素结构的进一步揭示后进行。大蒜绿变研究源于上世纪五十年代［7］，但目前对绿变机理及色素结构的了解仍然很有限。Imai等人提出绿色素形成的四个步骤，烯丙基和丙烯基半胱氨酸亚砜先在蒜酶催化下形成色素中间体；色素中间体与某些氨基酸形成具有吡咯环结构的色素前体；烯丙基半胱氨酸亚砜被蒜酶催化成大蒜素；色素前体与大蒜素形成蓝色素［8］。Wang D.等人在此基础上又增加了两个步骤，丰富了黄色素的产生过程，即色素前体与大蒜素产生过程的副产物丙酮酸结合，形成黄色素［5］。南丁呼斯勒、胡丹、韩娜等人经过实验进一步确定了某些带有吡咯环的氨基酸为色素中间体［9-11］。正如同对美拉德褐变的研究，随着对大蒜绿变研究的深入，发现参与到大蒜绿变过程的物质越多，种类越繁杂，以上揭示出的绿变途径也可能仅是绿变方式的一种，而且后期色素的分解过程可能还有其它我们所不知道的物质也参与进来。由于绿变过程参加物质的多样性，以及色素组成的复杂性（从色素中间体和色素前体的复杂性来看，单纯蓝色素和黄色素也分别为多种物质的混合物），至今未能完全揭示绿变的每个过程及鉴定出任何一种色素的结构。因此，只有明确了色素产生和分解的完整过程以及色素可能的结构，才能有针对性地选择合适的化学护色剂并进行相应的护色效果研究。

2.6 护色处理的最终效果

pH4.0、4℃、真空避光处理及参照样品的光谱扫描比较见图5。pH4.0、4℃、真空避光处理的腊八蒜在105d的储藏期内仍能保持令人满意的绿色，590nm处蓝色素吸光值0.245，见图5中a；直至168d后590nm处吸光值为0.145，腊八蒜呈现黄绿，并且颜色进一步变淡，见图5中b，但效果仍能与未处理的25d的相当（590nm，0.155，表1）；168d的参照样品440nm和590nm两处吸光值已经不明显，见图5中d。

图5 pH4.0，4℃，真空避光处理与参照样品的蒜泥浸提液紫外分光光谱图

特别强调，腊八蒜护绿的效果不仅与以上温度、光照、pH等因素相关，同时还与腊八蒜腌制过程绿变程度关系密切，绿变较深的腊八蒜颜色自然能保持更长时间。大蒜是具有休眠特性的植物，春季新收获的大蒜处于生理休眠期，不能绿变，故不适合腌制腊八蒜。秋季收获的大蒜在腌制腊八蒜之前要将大蒜充分预冷，以加速大蒜打破休眠，休眠打破得越充分，绿变效果越好。

3 结论

本实验对影响腊八蒜绿色素稳定性的因素进行了分析，发现此种绿色素由440nm吸收的黄色素和590nm吸收的蓝色素共同组成。两种色素均受温度、光照以及pH影响，并且蓝色素比黄色素更加不稳定，受以上因素影响更大。蓝色素含量的高低是腊八蒜品质的保证，不经处理的样品蓝色素吸光值一般会在40d以内低到0.1以下，此时腊八蒜外观为黄绿色至淡黄色，影响食用品质。

将经化学护色剂处理后的腊八蒜与物理方法护色的腊八蒜护色效果进行比较发现，常规化学护色剂对腊八蒜护色作用不明显。而物理护色处理，pH4.0、4℃、真空避光对腊八蒜绿色素保持效果最好，而且处理后的腊八蒜绿色素在105d后590nm处蓝色素的吸光值为0.245，仍在0.2以上，维持着比较好的绿色外观。相比未经处理的腊八蒜色素在25d左右590nm处蓝色素的吸光度就已经降到了0.155，因此，pH4.0、4℃、真空避光处理可延长腊八蒜翠绿外观时间四倍以上。

由此可见，利用物理护色方法提供低温、适当pH、真空、避光等条件能适当延长腊八蒜的储藏期至三个月（105d）以上。因此本实验对于进行大蒜深加工、开发传统食品腊八蒜以及研发并制备、保存新型腊八蒜绿色素提供一定参考价值。至于化学护色剂的选择还有待于腊八蒜绿变机理以及色素结构的揭示后做进一步探索。

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Methods and influence factors in green protecting of“laba”garlic

BAI Bing，JI Shu-juan，WANG Dong-mei，LIU Yan-ping，JIANG Dong-hua
（College of Food Science，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110866，China）

ln order to look for a method to keep“laba”garlic green，the influence factors of temperature，pH and illumination were studied by the spectrophotometry method.Moreover，the comparison of effect in“laba”garlic green protecting was given between commonly-used chemical and physical protection methods.Results showed that commonly-used chemical agents had unconspicuous influence on green protecting.Physical conditions 4℃，at the pH of 4.0，vacuum packing，protection from light，laba garlic green can be kept for more than three months.The absorbances at 590nm maintained 0.245 after the laba garlic was pickled 105d.

“laba”garlic；pigment；influence factors；green protecting

TS201.1

A

1002-0306（2011）02-0129-04

2010-02-22

白冰（1978-），男，博士在读，讲师，主要从事食品质量控制方向的教学及科研工作。

沈阳农业大学青年基金项目（20070216）。