黑胡萝卜素在各种果汁和饮料的稳定性

2021年2月27日发(作者：早餐吃什么营养又减肥)
黑胡萝卜素在各种果汁和饮料的稳定性

06
食科



李小林



2
Aysegul K
?
rca a
，
Mehmet Ozkan b, Bekir Cemeroglu b
a
：食品工程系，建筑和工程系，恰纳卡莱
Onseki z
沃尔玛大学，
Terzioglu -
恰纳卡莱
1 .702
万，
土耳其

b
：食品工程系，工程系，安卡拉大学，
Diskapi
，安卡拉
06110
，土耳其，收稿日期：
2004
年
9
月
6
日，收订正搞日期：
2005
年
5
月
10
日，被肯定日期 ：
2005
年
5
月
10
日


摘要

含有黑胡萝卜汁液和稳定的黑胡萝卜素的果汁（苹果，葡萄，橘子，柚子，橘子 和柠檬）和花
蜜（杏，桃和菠萝）果籽中被研究在加热到
70-90
℃和存储温度为< br>4-37
℃。在一个化学反应下花青
素在有颜色的果汁和饮料中出现退化。
在加 热到
70-80
℃的条件下，
黑胡萝卜素在苹果和葡萄果汁比
柑橘果汁的稳定 性高。
桃和杏饮料中的花青素在这个温度获得了高稳定性。
橘子汁黑色胡萝卜素在加
热 和储存中稳定性最小。在
37
℃下储存花青素退化最快，特别是菠萝汁。冷藏（
4℃）可以显著的提
高各种样本的稳定性。
退化的胡萝卜花青素在有色汁液和花蜜
7 0-90
℃的活化能从
42.1-75.8KJ/mol
，
4-37
℃活化能由
65.9KJ/mol
增加到
94.7KJ/mol
。


1.
介绍

消费者关注合成食品着色剂的安全性已增加对天然食品 着色剂的需求。特别是，有一种日益增
长的天然红色食物着色剂作为替代最常用的人工合成红色染料，< br>FD&C Red #40 (Giusti & Wrolstad,
2003).

天然红色着色剂允许在食品中使用包括甜菜苷，胭脂虫洋红（洋红和胭脂红酸），类胡萝卜
素（ 辣椒和角黄素）和花青素（阿斯卡尔，
1993
年
;
弗朗西斯，
1994
年）

。这些当中，花青素是最
被人们知晓放在食品中的天然红色着色剂
(Bridle
&
Timberlake,
1997).
加强对花青素的兴趣，除了着色性能外，还有它能够减轻冠心病、癌症和中风的发病率（
Wrolststa,2004
）。

商业花色苷色素大多源自从水果和蔬菜。他们包括红提葡萄，接骨木，黑醋栗，黑莓， 树莓，
黑色阿龙尼亚苦味果

，红白菜，胡萝卜黑色，紫色玉米，红萝卜，紫甘薯。天 然花青素的最大商业
来源是红葡萄皮，其次是接骨木，黑红色的胡萝卜和白菜
(Downham
&
Collins,
2000)
。在美国，第
4
花青素 着色剂来源，
即葡萄皮中提取，
提取葡萄颜色，
果汁和蔬菜汁，
免于认证（
Wrolstad,
2004
）
。
现在首要问题是花青素着 色剂在稳定低温、
光照和
PH
改变的实际应用。
例如，
在
p H
值超过
1
，
花青素
成为水合在第
2
的位置，这 导致形成的无色半醛缩醇。据报道，酰化花青素，更容易抵抗水化作用；
因此，他们在食物的ＰＨ下具有 高色彩稳定性。事实上，
Stintzing,
Stintzing,
Carle,
Frei,
and
Wrolstad(2002)
表明肉桂酸的酰基大大的增加了从黑色胡萝卜、
红白菜、
红薯、
接骨木和黑莓着色剂
分离的原花青素的稳定性，但是糖苷取代在
5
位降低了其稳定性。主要的天然含有花色 苷基着色剂来
源包括含有酰化花青素的红萝卜
（朱斯蒂＆
Wrolstad
，
1996
年）

，
红色土豆
（罗德里格斯
Saona
，
朱斯蒂，
与
Wrolstad
，
1999
年）

，
红色白菜
（
Dyrby
，
Westergaard
，

＆
Stapelfeldt
，
2001
年）和黑色胡萝卜（
Stintzinget
基地。

，
2002
年）。
< br>黑色胡萝卜是花色苷色素一个很好的来源。据报告黑色胡萝卜的花色苷含量，
1750
毫 克
/
每公斤
鲜重（
Mazza
＆
Miniati
，
1993
年）

。黑胡萝卜还含有大量的花色苷酰化衍生物。
Stintzing
et
al. (2002)

确定四个主要花青素黑色胡萝卜提取物并发现
41
％的花青素是酰化，即矢车菊
3
sinapoyl - xylosyl -
葡糖基
-
半乳糖苷（
27.5
％

）和矢车菊
3 feruloyl - xylosyl -
葡糖基
-
半
乳糖苷（
13.5
％

）

。相反，葡萄皮，黑色胡萝卜含有低量的非花青素酚类物质可造成侮辱和降水明显果汁（
Downham
＆柯林斯，
2000
年）
< br>。此外，黑色胡萝卜花青素在酸性
PH
下使草莓在树荫下
更好的变红；因此，黑 色胡萝卜果汁是果汁、饮料、软饮料，保藏，果冻和糖果最好的颜色填充剂
（
Downham
＆柯林斯，
2000
年）。此外
,
黑色胡萝卜汁，像所有的水果和 蔬菜果汁一样，看作是一
个组成部分作为着色剂添加到食品中。
因此，
黑色胡萝卜汁并 不需要声明
E
-
号码食品标签。
最后，

因
为黑色胡萝卜含有大量的保健品组件
（
Alasalvar
，
格里格，
张，
Quantick
，

＆
Shahidi
，
2001
年）

，黑胡萝卜果汁食品色素也可以使健康受益。


在文献中只有少数黑人研究 黑色胡萝卜素。这些研究主要集中对花色苷组成的黑色胡萝卜
（
Glassgen
，雷，施特拉克，梅茨格，

＆塞茨，
1992
年
;
凯默若，卡尔，

＆
Schieber
，
2003
年
;
扬＆

?
文卡塔拉曼，
2000
年）。我们的目标是专注于果汁和饮料中的黑色 胡萝卜素的各种颜色
花青素载体和确定黑色胡萝卜素在加热和储存过程中的稳定性。


2.
原料和方法

2.1.
原料

黑色胡萝卜（胡萝卜过磷酸钙，萝卜叶，
atrorubens
阿勒夫）从
Targid
果汁公司被获得，橙子，
柚子，
橘子和柠檬均购自当地的安卡拉市场。< br>白葡萄
（
cv.
Narince
）
和苹果
(cv.
Golden
Delicious)
在安卡拉大学的园艺林的试验园中获得。
菠萝花蜜是购自当地的市场，
而杏和桃饮料，
直接从果汁试
验厂食品工程部获得。


2.2.
样品制备

黑色胡萝卜被自来水冲洗，放在地面上然后压缩机压缩
(Bucher- Guyer,Niederweningen,
Switzerland)
。然后用
20%
的柠檬酸调节
PH
从
6.0
到
4.3
，在果 汁中添加
PanzymP5
酶在
50
℃恒温下两个
小时使之凝胶再过 滤。再把澄清的滤液在
64
℃的低压锅中旋转。剩下的果汁和饮料用
Pectinex 3XL
果胶酶凝胶
(Novo Nordisk,Dittingen, Switzerland)
。

柑橘汁用家用的抽烟油机提取（
Moulinex T574
，法国）和棉布过滤除除粗颗粒。然后把过滤
的果汁在
50
℃静置
1.5
小时。然后取
6
毫升的澄清果汁加
5%< br>的膨润土和取
5
毫升澄清果汁加
15%
的
kizelsol< br>在
50
℃的温度下放
30
分钟。最后，把澄清果汁放
6010
转
/
分钟的离心机中离心
9
分钟，然后
再取上层清液。苹果 和葡萄用同样的压榨方法得到苹果和葡萄果汁。把杏，桃子和梨子的汁在
50
℃
沉降一 个小时，然后再过滤。把该过滤的苹果和葡萄澄清果汁取
3
和
12
毫升，再在 每个中加
5
％的明
胶，
取
7
和
10
毫升 澄清果汁，
再加
5%
的膨润土，
在
5
和
0.5毫升澄清果汁加
15%
的
kizelsol
，
各自在
5 0
℃
的温度下静置
1
个小时。得到的澄清果汁和沉淀分别装入瓶子在
-30
℃的温度下储存。

在分析果汁和花蜜样品在
4
℃的温度下快 速解冻，然后添加黑胡萝卜浓缩汁进行染色（
1.5
克
concentrate/1 00
毫升果汁）
。
有色果汁
/
花蜜样品被用来进一步治疗加热消毒的 研究和存储研究。
在
加热和储存研究之前，葡萄汁进行过滤除去在储存期间形成的酒石酸沉淀。


2.3.
方法

2.3.1.
降解研究

分别在
70
、
80
和
90
℃的温度下研究从各种果汁和饮料的黑胡萝卜提取的花青素的热稳定性。有
色 果汁
（二十五毫升）
被移入硼硅管。
该管很好的避免了由于蒸发和放置在恒温水浴引起 的不良反应。
在一定的时候间隔后，
样本从恒温水浴中移入冰水浴中迅速冷却。
然后分 析加热和冷却管道的花青素
的含量。

分别在
4
，
20和
37
℃的温度下研究从各种果汁和饮料的黑胡萝卜提取的花青素的热稳定性。被有
色果汁和饮料（
50ml
）装入的玻璃瓶的顶部装入氮气。然后再把装入果汁的玻璃瓶密封， 在
85
℃的
水浴锅中进行巴氏灭菌
15
分钟。然后再把巴氏灭菌的果 汁、饮料分别放入
a Sanyo MIR 153
的
4
℃的
冷库和
20
、
37
℃的
BE 400 model incubato
箱子中。


2.3
．
2
．花青素的研究

样品中花青素的总含量被
Giusti and Wrolstad (2001)
用
pH
值差分法测定出来。为此，等分含
浓缩黑胡萝卜的果汁中
pH
值 在
1.0
和
4.5
下放置一个小时。
吸光度每个平衡解决当时测量波 长的最大吸
收（
kmax
）和
700
纳米的烟雾校正，使用ThermoSpectronic
赫利俄斯一个模型分光光度计
（
ThermoSpectronic
，剑桥，英格兰）

。不等的
kmax
从
527
到
530
纳米的黑色胡萝卜在颜色的花青
素果汁和 饮料。差异在吸收，在
pH
值
1.0
和
4.5
是直接总比例 花青素浓度计算的基础上，矢车菊素
-3
-
葡萄糖苷
(Alasalvar,Al-Farsi,
Quantick,
Shahidi,
&
Wiktorowicz,
2005)

2005
）
与分子量
445.2
，
摩尔吸光度
29600
（朱斯蒂＆
Wrolstad
，
2001
年）。

可见光谱的样品进行了测定扫描吸收
350
至
700
纳米。
1
厘米长的石英试管的被用来测量和所有进< br>行了
25
角被吸收读数针对蒸馏水为空白。


2.3.3
．其他分析

在
20
℃下用自动
Rx7 000-a
折射仪测定糖的含量
(Atago, Tokyo, Japan)
和用
Inolab Level 1pH
计
测量
pH
值
(WTW,Weilheim,
Germany)
。可滴定酸测定根据概述的方法
IFJU
（
1968
年）

，并表示作为
“克柠檬酸
acid/100
毫升果汁
''
。抗坏血酸含量测定
using2.6 dichlorophenolindophenol
二甲苯萃
取法，并表示
as''mg / 100
毫升果汁
'' (Anonymous, 1951)
。


3
．结果和讨论

3.1.
整体上

含有黑胡萝卜浓缩汁的果汁和饮料的物理和化学特性

Analytical data of juices and nectars coloured with black carrot juice concentrate

Sampl
B
p
Titration
aciditya
Titration
aciditya
Anthocyaninb
e

rix

H

(g/100 ml)

(g/100 ml)
(mg/l)

Juice

Apple

1
3
0.46
2.23
35.5
8.7

.88
Grape

2
3
0.53
1.85
41.1
6.2
.58
Orang
1
3
1.27
55.4
40.1
e

2.1
.38
Grape
9
3
1.97
35.6
33.9
fruit

.9
.02
Tange
1
3
1.18
21.9
39.0
rine

1.1
.31
Lemon

9
2
6.60
48.5
29.9
.4
.52
Nectar

Apric
1
3
0.58
1.03
39.7
ot

5.1
.68
Peach

1
3
0.54
1.52
37.7
4.8
.54
Pinea
1
3
0.46
1.94
41.2
pple

2.2
.71
a
是污水柠檬酸

b
是
3 -
葡萄糖甙


3.2.
花青素在加热过程中的降解


从果汁或花蜜 中的黑胡萝卜提取的花青素的热降解过程之后
70
～
90
℃的一阶反应动力学 （图
1
）。我们研究的结果同以前花青素一阶反应动力学退化的研究报告一致
(Cem erog
?
lu,
Veliog
?
lu,
&
Is
_
?
k, 1994; Culpepper & Caldwell,1927; Garzon & Wrolstad, 2002).

一阶反应速率常数（
k
）
和半衰期（
t1 / 2
为），也就是，花青素退化一半所需要的时间。计算公式如下：




是花青素的初含量，
是在给定温度下反应
t
分钟后的花青素含量。

苹果和葡萄汁中的黑胡萝卜素在
70
和
80
℃的稳定性高于柑橘汁的 黑胡萝卜素（图
2
）。这种花
青素高稳定性可能是由于苹果和葡萄汁中抗坏血酸的含量 比其它的低得多（如图
1
）。据几个工作人
员说，抗坏血酸及其它的降解产物都会加速 花青素的退化
(Poei-Langston & Wrolstad,1981;
Shrikhande & Francis, 1974)
。事实上，橙汁的黑色胡萝卜花青 素的热稳定性最低，在研究有色果
汁和花蜜中的抗坏血酸，它的抗坏血酸含量最高（如图
1）
.
然而向有色苹果和葡萄汁以及桃子、杏、
梨子蜜中抗坏血酸（
30
毫克抗坏血酸
acid/100
毫升果汁），不影响花青素的降解率（暂时还没有数据显示）。
K
?
rca
（
2001
）还在红橙汁发现了类似补充抗坏血酸（
50
和
100
mg/100
毫升果汁）
的退化模式。此外，
Choi, Kim, and Lee (2003)
发现添加抗坏血酸不会明显的影响红橙汁中花青素
在
4.5℃储存时的降解。

橙子汁中的黑胡萝卜素在
70
，
80
和
90
℃的半衰期分别是
12.5
，
7.2
和
3 .9
小时。
K
?
rca
and
Cemerog
?
lu (2003)
发现在同样的温度下红橙子汁中原花青 素的半衰期分别是
6.3
，
3.6
和
1.5
小时。这些结< br>果清楚地表明，
橙子汁中的黑胡萝卜花青素比红橙子汁中的原花青素的稳定性更高。
由于 红橙子汁的
原花青素的低稳定性，一般不被添加到商业果汁中
(Maccarone,
Maccarone,
&
Rapisarda,1985),

添
加黄色色素与橙汁黑色胡萝卜汁花青素将产生稳定的红黄色橙汁。

在9
0
℃，最高稳定性的黑胡萝卜素在柠檬汁中获得，其次是苹果汁，葡萄汁，柑橘果汁。这 一
结果惊人因为柠檬汁是除橙子汁含抗坏血酸最高。
与柠檬汁相反的是，
橙子汁和葡萄 汁中的花青素在
9
0
℃下稳定性最低。比较果汁，黑胡萝卜素在饮料中一般有较高的稳 定性。桃，杏饮料在所有三个
温度显示完全相同的稳定性。

在文献中还没有任何关于 黑胡萝卜素热稳定性的研究。然而，花青素热稳定性从不同的来源在
果汁和模型系统中已报告。
报告说康科德葡萄花青素在
90
℃模型系统含
有蔗糖和葡萄糖中的半衰期分别为
2.4
和
3.1
小时。
这些半衰期值均低于在相同温度下的黑胡萝卜花青< br>素。
发现软饮料（
pH=3
）中红包菜花青素在
80
℃的半衰 期是
193
小时，黑醋栗
为
8
小时，
接木骨为
4< br>小时，
葡萄皮为
2
小时。
比较这些结果黑胡萝卜花青素在
80
℃
（半衰期为
7.2-10.1
）
下有高稳定性比接骨木和葡萄皮色 素，
和黑醋栗花青素有相同的稳定性，
但是其稳定性比红包菜花青
素的稳定性低得多。
作者将红包菜花青素高稳定性归功于白菜高度的酰化
（主要是
diacylation
）
和
酶糖基。最近，
Cevallos-Casals and Cisneros-Zevallos (2004)
已经比较了在
98
℃从红薯和 紫色
玉米中花青素的稳定性。他们发现花青素在这些物质中高稳定性是由于这些花青素已经被高度的酰< br>化。

当我们确定在复合果汁中黑胡萝卜花青素的稳定性时应该要指出不同来源花青素的 稳定性。然
而，我们也确定了柠檬酸磷酸盐缓冲液
(Ph=3)
花青素的稳定性并发现 在
7
0
℃，
80
℃和
90
℃下的半衰
期分 别是
25.1
，
10.0
和
6.3
小时。这些半衰期高于在 同一温度范围内（
70
～
90
）从果汁和饮料中获得