树莓花色苷稳定性的研究

李颖畅，马 弛，吕艳芳，吕长鑫

（1.渤海大学化学化工与食品安全学院，辽宁锦州121013；2.辽宁省食品安全重点实验室，辽宁锦州121013；3.辽宁省高校重大科技平台“食品贮藏加工及质量安全控制工程技术研究中心”，辽宁锦州121013）

树莓是蔷薇科（Rasaceae）悬钩子属（Rubus.L）植物，又名木莓、马林果、覆盆子等，具有较高的食用及药用价值[1]。树莓果实色泽鲜艳，与其富含花色苷类化合物有关，有资料显示树莓鲜果中花色苷含量在400～1230μg/g[2]。花色苷是一类具有C3-C6-C3结构的多酚化合物，主要分布于花、果实和蔬菜中，尤其是浆果[3]。花色苷在生理上扮演重要的角色，具有抗氧化性、抗癌、抗炎症、抑制肥胖症、预防糖尿病和心血管疾病等作用[4-7]。研究发现，树莓花色苷的抗氧化能力强于红酒和葡萄皮中的花色苷，能有效清除自由基，抑制脂质和低密度脂蛋白以及内皮细胞氧化损伤[8]。花色苷不稳定，易受温度、光照、pH、金属离子和抗坏血酸等因素的影响而发生降解。郭庆启[9]通过研究树莓果汁花色苷的热稳定性，发现花色苷的降解符合一级反应动力学。Verbeyst等[10]研究了红树莓果酱和果汁加工过程中的高压和热稳定性。关于系统研究树莓花色苷稳定性还未见报道，本文研究了光照、温度、pH、食品添加剂和金属离子对树莓花色苷稳定性的影响，为树莓花色苷在食品中的应用提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

树莓果 沈阳农业科技开发研究院；柠檬酸、柠檬酸钠、抗坏血酸、蔗糖、苯甲酸钠、硝酸铝、氯化钙 分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

HH-6型数显恒温水浴锅 国华电器有限公司；FA2410型电子分析天平 上海恒平科学仪器有限公司；UV-2550型紫外-可见分光光度计 日本岛津；7200型可见分光光度计 上海尤尼柯有限公司；RE-52AA型旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂；SHB-III型循环水真空泵 郑州长城科工贸有限公司；pHS-25型酸度计 上海理达仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 树莓花色苷提取 根据文献[11]，略作修改，取20g树莓，用60%乙醇溶液提取，料液比为1∶10（g/mL），混合均匀置于250mL锥形瓶中，于50℃水浴锅中浸提3h，抽滤，收集滤液，50℃减压浓缩得到红色浓缩液。

1.2.2 树莓花色苷最大吸收波长的确定 量取一定量的花色苷溶液，用pH3.0的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液定容至100mL容量瓶。通过波长扫描，确定树莓花色苷在可见区的最大吸收波长为510nm。

1.2.3 温度对树莓花色苷稳定性的影响 用pH3.0的柠檬酸—柠檬酸钠缓冲液稀释花色苷浓缩液，量取50mL花色苷稀释液于100mL锥形瓶中，分别置于20、40、60、80、100℃的恒温水浴中，每隔0.5h取样，快速冷却后测定其在510nm处的吸光度。

1.2.4 光照对花色苷稳定性的影响 用pH3.0的柠檬酸—柠檬酸钠缓冲液稀释花色苷浓缩液，量取50mL花色苷稀释液于100mL锥形瓶中，分别置于室外自然光、室内自然光、室内避光，分别在0、1、2、5、10、15、20、25d取样，在510nm处测其吸光度。

1.2.5 pH对花色苷稳定性的影响 用不同pH的缓冲液溶液将树莓花色苷浓缩液稀释，在450 ～750nm波长下扫描，并测定不同pH花色苷溶液在贮藏期间的吸光度。

1.2.6 食品添加剂对花色苷稳定性的影响 量取一定的花色苷溶液，分别加入一定体积不同浓度的苯甲酸钠、蔗糖、抗坏血酸，用pH3.0的缓冲液稀释至100mL，每5d测定其吸光度。

1.2.7 金属离子对树莓花色苷稳定性的影响 量取一定量的花色苷溶液，分别加入一定体积不同浓度的金属离子溶液，用pH3.0的缓冲液稀释至100mL，混匀，使金属离子在花色苷溶液中最终浓度为0.1、1.0、5.0、10.0mmol/L，以未加金属离子的花色苷溶液做对照，每5d测一次吸光度。

2 结果与分析

2.1 温度对树莓花色苷稳定性的影响

从图1可以看出，温度为20℃时，花色苷吸光度随贮藏时间的延长，无显著变化。温度为40、60℃时，树莓花色苷吸光度在0.5h显著降低，随加热时间的延长，花色苷吸光无显著性变化；加热4h后，40℃和60℃花色苷的保留率分别为95.98%、90.40%。80、100℃时，树莓花色苷吸光度随加热时间的延长显著（p＜0.05）降低，100℃相对80℃，花色苷吸光度降低幅度更大。这与郭庆启等[9]的研究是一致的。树莓花色苷在温度60℃以下比较稳定。

图1 温度对树莓花色苷稳定性的影响Fig.1 Effect of temperature on the stability of raspberry anthocyanins

2.2 光照对树莓花色苷稳定性的影响

从图2可以看出，在室内避光和室内自然光光照条件下，花色苷吸光度随贮藏时间的延长缓慢降低，二者之间花色苷吸光度无显著性差异。室外光照条件下，随光照时间的延长，花色苷吸光度降低幅度要比室内避光和室内自然光条件下大。贮存第25d，室内避光、室内自然光和室外自然光花色苷的保留率分别为68.41%、66.25%、6.86%。说明树莓花色苷在室外光照射下不稳定，在保存树莓花色苷时尽量避免阳光直射。

图2 光照对树莓花色苷稳定性的影响Fig.2 Effect of light on the stability of raspberry anthocyanins

2.3 pH对树莓花色苷稳定性的影响

当pH为1.0和3.0时，花色苷溶液为鲜红色，pH为5.0时花色苷溶液为浅紫红色。pH为1.0、3.0时，最大吸收波长没有变化，pH为5.0时最大吸收峰消失。在酸性条件下，pH越低，红色越鲜亮，花色苷的吸光度也越大。pH为7.0、9.0时，花色苷溶液分别为浅棕色和棕色，最大吸收波长发生红移。随贮藏时间的增加，pH1.0的花色苷溶液吸光度无显著降低，pH3.0的花色苷溶液在第5d以后略有降低，但没有显著的变化。pH为5.0、7.0和9.0的花色苷溶液很不稳定，随贮藏时间的增加吸光度降低，其原因是花色苷的化学结构发生了改变。树莓花色苷在pH小于3.0的条件下比较稳定。

图3 pH对树莓花色苷稳定性的影响Fig.3 Effect of pH value on the stability of raspberry anthocyanins

2.4 苯甲酸钠对花色苷稳定性的影响

苯甲酸钠是食品防腐剂，经常会添加到食品和饮料中。从图4可以看出，随着时间的延长，对照和苯甲酸钠处理组的树莓花色苷吸光度降低。相同贮藏时间内，不同浓度的苯甲酸钠处理组花色苷吸光显著高于对照组，而且苯甲酸钠浓度越高，花色苷的吸光度也越高；在贮藏的第25d和第30d，1mmol/L苯甲酸钠处理组花色苷吸光度比对照组增加了30.16%，50.80%。说明苯甲酸钠能增强树莓花色苷的稳定性，并且苯甲酸钠浓度越高效果越明显。

图4 苯甲酸钠对树莓花色苷稳定性的影响Fig.4 Effect of sodium benzoate on the stability of raspberry anthocyanins

2.5 蔗糖对树莓花色苷稳定性的影响

花色苷饮料和其他一些添加花色苷类色素食品中，经常也会添加蔗糖，所以研究蔗糖对树莓花色苷稳定性的影响具有重要意义。从图5可以看出，随贮藏时间的延长，对照和不同浓度蔗糖处理组花色苷吸光度降低。在相同的贮藏时间内，蔗糖处理组花色苷吸光度高于对照组；浓度为1%、5%、10%的蔗糖处理组之间，花色苷吸光度差异不显著，20%蔗糖处理组花色苷吸光度显著高于对照组和1%，5%蔗糖处理组；在贮藏的第30d，20%蔗糖处理组花色苷保留率比对照组增加了46.55%，高浓度蔗糖具有增加树莓花色苷稳定性的作用。

图5 蔗糖对树莓花色苷稳定性的影响Fig.5 Effect of sucrose on the stability of raspberry anthocyanins

2.6 抗坏血酸对树莓花色苷稳定性的影响

从图6可以看出，在贮藏的10d内，对照组和0.5、1.0mmol/L抗坏血酸处理组树莓花色苷吸光度快速降低，然后随着贮藏时间的延长，树莓花色苷吸光度缓慢降低。5mmol/L和10mmol/L抗坏血酸处理组在贮藏5d内就出现了花色苷吸光度的快速降低，以后随贮藏时间的延长，花色苷吸光度降低趋于缓慢。在相同贮藏时间内，5、10mmol/L抗坏血酸处理组花色苷吸光度显著低于对照组。一定浓度的抗坏血酸破坏树莓苷的稳定性，因此在含有树莓花色苷饮料等食品中，添加抗坏血酸的浓度要小于1mmol/L。

图6 抗坏血酸对花色苷稳定性的影响Fig.6 Effect of ascorbic acid on the stability of raspberry anthocyanins

2.7 Al3+对树莓花色苷稳定性的影响

从图7可以看出，在处理当天，随着Al3+浓度的增加，花色苷的吸光度增加，当花色苷中Al3+浓度为5、10mmol/L时，吸光度相对对照分别增加了11.08%、19.68%，表明Al3+对树莓花色苷有一定的增色效应。随着贮藏时间的增加，对照组和Al3+处理组花色苷吸光度降低，并且不同浓度Al3+处理组花色苷保留率及降幅与对照相近，溶液色泽变化也与对照相似。可见，贮存期间Al3+对花色苷的稳定性无显著影响。

图7 Al3+对树莓花色苷稳定性的影响Fig.7 Effect of Al3+on the stability of raspberry anthocyanins

2.8 Ca2+对树莓花色苷稳定性的影响

Ca2+对树莓花色苷的最大吸收波长没有影响。从图8可以看出，高浓度的Ca2+对花色苷略有增色作用。对照组和Ca2+处理组花色苷吸光度都随着贮藏时间的延长而降低。相对对照，Ca2+处理组花色苷保留率没有显著变化，说明Ca2+对树莓花色苷的稳定性没有显著影响，这与前期研究的Ca2+对蓝莓花色苷的影响[12]是一致的。

图8 Ca2+对花色苷稳定性的影响Fig.8 Effect of Ca2+on the stability of raspberry anthocyanins

3 结论

3.1 室外自然光照花色苷不稳定，避光条件下花色苷稳定；在60℃以下花色苷稳定，随加热温度的增加花色苷稳定性下降，100℃花色苷吸光度快速降低；在pH1.0和pH3.0时花色苷稳定，pH5.0、7.0、9.0花色苷不稳定。

3.2 食品添加剂苯甲酸钠和蔗糖使花色苷贮藏稳定性增加，浓度越高越显著。抗坏血酸使花色苷贮藏稳定性降低，浓度越高影响越显著，抗坏血酸的浓度要小于1mmol/L对花色苷稳定性无显著影响。

3.3 金属Al3+离子对花色苷具有增色效应，Al3+对花色苷稳定性无显著影响。Ca2+对花色苷略有增色作用，对花色苷的稳定性无影响。

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