植物果实花青素稳定性研究进展

苏琳，任晓远，刘天牧，刘志

(1.白城市林业科学研究院，吉林 白城 137000；2. 白城市到保机械林场，吉林 白城 137000)

食用色素按其来源可分为天然色素与合成色素两类，国外食品着色剂大多以天然色素为主，合成色素为辅，而由于我国天然食用色素研究起步较晚，目前还处于天然色素和合成色素并用的状况。但我国已经把开发天然食用色素作为发展食品添加剂的一个重要方向，天然色素的研究进程大大加快。

1 花青素应用现状

花青素属黄酮类化合物，为天然水溶性色素，广泛分布于高等植物中，在植物的花、叶、根径、果实和种子等部位均有富集[1]，主要存在形式是花青素苷(即花色苷)，其糖基往往同时被各类酰基取代[2]。

花青素类化合物是食品工业着力开发的重要天然食用色素，可替代存在不同程度毒副作用的合成色素[3]。经过几年的快速发展，花青素应用技术逐渐成熟，现在市场上很多被使用的食用色素如葡萄皮色素、红球甘蓝色素等色素，随着天然色素受重视的不断提高，近年来开发出了紫薯色素、牵牛花色素、蓝莓提取物等产品。

2 果实花青素稳定性影响因素

花青素具有较高的生物活性，温度、pH、金属离子、氧化剂和还原剂等因素都能影响其稳定性，加热易使糖分脱离花青素结构而水解，降低花青素中的糖基化和酰基化程度，另外花青素脱离植物组织环境后易降解为褐色或无色的产物，使其功能受到影响。

2.1 光照

花青素在pH为3的条件下，于唐古特白刺果实色素溶液中进行室内暗室、室内自然光和室外自然光等不同条件的处理 ，发现其特征吸收峰的吸光值变化较小，其对光的稳定性较好[4]。色素粗提物的光耐受性非常理想，可能原因是色素粗提物中的糖、酸、多酚等物质与花青素发生了反应，稳定性得到提高；也有研究表明，紫番薯色素对光线表现出不稳定性，吸光值显著上升，表示溶液内部可能具有辅色因子[5]。植物种类不同，果实花青素对光线的稳定性也存在很大差异。

2.2 温度

当pH低于3时，花青素对热表现出相对稳定性，当pH升至5时，处于较长时间高温情况下，花青素稳定性有所下降，但下降得不多，随着溶液pH不断增大，其对温度较为敏感，特别是pH大于6时，花青素的热稳定性显著下降，但不耐80℃以上高温[6,7]。有研究表明，花青素粗提物相对于纯提物耐热性要好得多。

2.3 pH

花青素因其O+离子而具有较强极性，易溶于水和乙醇，不溶于乙醚、氯仿等小极性或弱极性有机溶剂，其颜色随pH值的改变而发生变化，pH>1时呈现蓝色，pH<7呈现红色，pH为7～8时呈紫色。研究表明在pH<3.0蓝莓色素的影响较小。在pH<4的条件下蓝莓色素颜色艳丽，稳定性好[8]。黑果小檗色素的稳定性受pH的影响比较明显，在pH值2～6时，色素颜色为红色，且逐渐变淡，最后呈紫红色；而在pH值8～10时，呈墨绿色，颜色变化较大[9]。

2.4 金属离子

几种常见金属离子对花青素稳定性影响研究中，可以总结出在pH为3时，果实色素对低浓度的Ca2+、Mg2+、Zn2+等金属离子有较好的稳定性，特别是Na+和K+对大多数果实花青素的影响都不大。枣皮红色素对Fe3+、Fe2+、Al3+、Cu2+和Pb2+较为敏感，尤其是Pb2+和Fe2+极不稳定[10]。Sn2+、Fe3+则对唐古特白刺果实红色素有显著的不良影响[4]。

2.5 氧化剂和还原剂

不同种类的植物果实色素对氧化剂和还原剂的稳定性表现出不同情况，如氧化剂H2O2对唐古特白刺果实花青素的影响非常大，随着氧化剂浓度的增大，花青素吸光度降低，唐古特白刺果实花青素抗氧化能力较差，应避免与氧化剂接触。但唐古特白刺果实花青素溶液中添加还原剂后，其吸光值明显增大，说明还原剂具有增色作用，耐还原性强[4]。而氧化剂和还原剂对黑果小檗果皮色素的稳定性有非常大的影响[9]。

2.6 食品添加剂

有研究表明蔗糖和EDTA溶液对唐古特白刺色素稳定性影响不是很大，而苯甲酸钠会使花青素溶液颜色发生改变，吸光值变小，且随苯甲酸钠浓度增加，影响增大[4]。还有的研究表明铜锤玉带草果皮色素在蔗糖溶液和柠檬酸溶液中吸光值变化较小，比较稳定[11]。

3 前景展望

花青素除了较市场上合成色素更为安全，种类丰富，更为重要的是它的生理活性，大量研究表明花青素类化合物具有很多的生理功能，如抗自由基、抗肿瘤、抗突变、预防心血管疾病等[12]。花青素具有的这些营养和药理作用，在食品、化妆品、医药领域有着巨大的应用潜力[13]。

[1]HarbomeJB，BaxterH．Volume1andVolume2[M]．JohnWiley&Sons，1999

[2]SadilovaE,StintzingFC,CarleR.Thermaldegradationofacylatedandnonacylatedanthocyanins[J].JournalofFoodScience,2006,71(8):C504-C512

[3]Markakis，P．Anthocyaninsasfoodcolors[M]．Amsterdam:Elsevier,2012

[4]孟红梅,韩多红,李彩霞,等.唐古特白刺果实色素稳定性研究[J].食品科学,2006,27(8):72-75

[5]余小丽.紫番薯色素的提取及稳定性研究[J].农业科学,2017(5):239-240

[6]黄磊,高燕燕. 南瓜黄色素的稳定性研究[J].贵州师范大学学报(自然科学版),2013,31(5): 6-8

[7]王珊珊,谷舞,许汝,等.五味子色素的提取工艺优化及其稳定性研究[J].生物工程,2017,2(25):78-84

[8]赵慧芳,姚蓓,吴文龙,等.蓝莓色素的光热和化学稳定性研究[J].食品安全质量检测学报,2016,12(12):4939-4945

[9]张相峰,焦子伟,杨晓绒.黑果小檗果皮色素稳定性研究[J].现代农业科技,2017(3):229-231

[10]李宛陶,邵佩兰,贺晓光,等.金属离子对枣皮红色素稳定性的影响[J].食品工业,2016,5(37):155-158

[11]刘伦沛.铜锤玉带草果皮色素的提取及稳定性研究[J].凯里学院学报,2016,6(36):34-37

[12]WangLS,StonerGD.Anthocyaninsandtheirroleincancerprevention[J].CancerLetters,2008,269(2):281-290

[13]KrennL，SteitzM，SchlichtC，eta1．Anthocyanin-andproanthocyanidin-richextractsofberriesinfoodsupplements-analysiswithproblems[J].Pharmazie，2007,6(11):803-812