山葡萄原花青素在食品中的稳定性研究

2022-12-30杜月娇秦宇婷

食品安全导刊 2022年34期

杜月娇，秦宇婷

（1.长春工程学院，吉林长春 130000；2.吉林省产品质量监督检验院，吉林长春 130000）

山葡萄为葡萄科葡萄属植物，其原产地为我国东北地区、俄罗斯以及朝鲜的部分区域。当前山葡萄主要有“北冰红”“双红”等品种，因其具有耐寒性强、种质资源丰富，其根茎叶中含有大量的芪类化合物、多酚类化合物等诸多优点而被广泛应用。而原花青素则是一种生物类黄酮物质，也称为缩合单宁，在葡萄籽和花生衣等植物组织中含量较高[1]。原花青素是一种抗氧化剂，具有缓解眼睛疲劳、改善身体循环系统、清除自由基损伤以及防辐射等多重生理功效[2]，将其添加于食品之中，受到了广大消费者的喜爱。然而，由于原花青素酚羟基结构不稳定，在对含有原花青素食品进行加工、生产以及存储的过程中很容易会受到环境改变以及添加剂的影响，而导致原花青素结构改变，从而影响原花青素所具有的功效。因而，对原花青素在光照、温度、酸碱性以及金属离子等影响下的稳定性进行研究具有十分重要的现实意义。

在国内关于山葡萄原花青素的研究，学者大都是对其具体种类以及含量进行分析。例如，王新伟等[3]对我国不同品种的山葡萄原花青素含量和分布的特点与差异进行了整理和研究。国外有关山葡萄原花青素的研究主要集中在其生理功能方面。例如，BAK 等[4]研究了山葡萄原花青素对于肝损伤的预防作用。而国外关于原花青素稳定性的研究也较少，对其相关的机理研究也不够深。鉴于此，对于原花青素优质低价加工原料的开发和提升原花青素的稳定性成为了原花青素研究的热点。为了能够获取较为稳定的原花青素产品，拓展原花青素原料市场，本文以山葡萄籽为具体研究对象，针对山葡萄原花青素的稳定性进行了分析和研究。

1 材料与方法

1.1 材料

本实验所使用的山葡萄籽原花青素样本是利用参考文献提取工艺得到的原花青素粗提液[5]，然后在40 ℃环境下对原花青素粗提液进行减压浓缩至无醇味，再经过降温干燥之后得到山葡萄籽原花青素粗提物，并对该粗提物进行纯化。实验将纯化物标号为PC1、原花青素乙酸乙酯萃取相编号为PC2、将萃余水相编号为PC3。

1.2 试剂

本次实验所采用的主要试剂如表1所示。

表1 实验试剂

1.3 仪器设备

本实验所采用的主要仪器设备如表2所示。

表2 实验仪器设备

1.4 实验方法

1.4.1 光照条件对原花青素稳定性的影响

准备PC1、PC2和PC3样液各两份，其中一份放置于室内避光条件下储存，另一份放置于室内散射光条件下储存。每间隔1 d 对3 种样液中的原花青素保存率进行测定。

1.4.2 pH 值对原花青素稳定性的影响

分别配制pH 值为2.5、4.0、6.0、8.0 和10.0 的PC1、PC2和PC3样液，将其放置于室内20 h 后对其原花青素保存率进行测定。

1.4.3 温度对原花青素稳定性的影响

分别准备6 份PC1、PC2和PC3样液，将其分别置于4 ℃、25 ℃、37 ℃、60 ℃、80 ℃和沸水（98 ℃）环境下，每间隔1 h 对样液中的原花青素含量进行测定。

1.4.4 杀菌方式对原花青素保存率的测定

在3 种杀菌方式下[巴氏杀菌（63 ℃、30 min）、煮沸杀菌（100 ℃、10 min 方式）、高压蒸汽杀菌（121 ℃、0.1 MPa、15 min）]，分别对PC1、PC2、PC3样液中的原花青素保存率进行测定。

1.5 原花青素保存率计算

参考文献[6]中的方法，原花青素保存率计算公式为

式中：Ao为原花青素初始吸光度值；Ae为条件处理后的原花青素吸光度值。

2 结果与分析

2.1 光照对原花青素稳定性的影响

如表3所示，随着存放时间的延长，原花青素保存率均出现了不同程度的下降。其中，在室温条件下避光储存5 d 后的PC1、PC2和PC3原花青素保存率分别下降至了85.9%、85.2%以及86.8%；而在相同室温条件下，室内散射光储存下的试样PC1、PC2和PC3原花青素保存率分别为71.1%、68.3%和75.5%。相比之下，在室内散光下储存的原花青素保存率更低。究其原因，主要是因为在光照的作用下，原花青素变得不稳定，极易发生降解[7]。因此，随着原花青素的平均聚合度下降，原花青素的光稳定性变得越来越差。

表3 光照对原花青素稳定性的影响结果

2.2 pH 对原花青素稳定性的影响

如表4所示，在pH 值为2.5～6.0 时，各样液中原花青素的保存率均较高，且当pH 值为4.0 时，各样液中原花青素的保存率达到最高。这说明pH 值在2.5～6.0，原花青素溶液的稳定性较高。而pH值超过6.0 后，3 种样液中的原花青素保存率都出现了明显下降，说明山葡萄籽原花青素在碱性环境下变得不稳定，容易发生化学降解而高聚体原花青素（PC3）的稳定性更好。

表4 pH 对原花青素稳定性的影响结果

如表5所示，随着存储时间的延长，在不同温度条件下的各个试样原花青素保存率均呈现出下降趋势，且温度越高，原花青素保存率下降的趋势变得越来越为明显。其中，在温度为4 ℃和25 ℃条件下，3 种试样中原花青素都表现得较为稳定，即便是存放5 h 后，3 种样液中原花青素的保存率依然保持在87%以上。而当温度上升至37 ℃后，原花青素的降解速度开始加快，并呈现出了温度不断升高，降解速度越来越快的特点。在98 ℃环境条件下存放5 h后，PC1、PC2和PC3这3 种样液原花青素保存率分别降至了37.6%、36.7%和66.4%，说明了原花青素对热不稳定，添加有原花青素的食品宜在较低温度下储存[8]。相关研究表明，在温度为40～90 ℃时，原花青素开始变得不稳定，主要诱因是较高的环境温度使得原花青素发生了氯化聚合反应，致使原花青素的保存率降低。此外，通过对PC1、PC2和PC3样液

表5 不同温度对原花青素稳定性的影响结果

2.3 温度对原花青素稳定性的影响

在不同温度条件下的原花青素保存率进行比对可知，高聚体原花青素（PC3）所表现出来的热稳定性要高于低聚体原花青素（PC1和PC2），尤其是在温度较高的环境下，这种优势表现得愈发明显，究其原因可能是低聚体原花青素的结构较为简单，在受热时更容易遭到破坏。

2.4 不同杀菌方式对原花青素保存率测定

如表6所示，采用高压蒸汽杀菌的方式对于3 种样液中原花青素的破坏是最为严重的。经过高压蒸汽杀菌后，PC1、PC2和PC3样液的颜色明显变红，而原花青素的保存率分别为67.2%、66.5%和76.1%。采用巴氏杀菌对原花青素保存率影响最小，PC1、PC2和PC3中原花青素的保存率分别为83.8%、85.4%和91.7%，相比于高压蒸汽杀菌，原花青素保存率较高。因此，在对添加了原花青素的食品进行杀菌处理时，应尽可能地选择使用巴氏杀菌方式，而要避免使用高压、高温等杀菌方式。