仙人掌果红色素的提取及在风味饮料中的应用研究_王祖建.pdf

安徽农学通报2023年05期农产品质量 检测 加工 销售仙人掌果红色素的提取及在风味饮料中的应用研究王祖建崔子玟李柯凡（蚌埠学院食品与生物工程学院，安徽蚌埠 233000）摘要本研究以仙人掌果为原料，以水浴醇提的方法提取仙人掌果红色素，加入到葡萄风味饮料中，通过单因素和正交试验研究抗坏血酸、D-异抗坏血酸钠、L-抗坏血酸钙、山梨酸钾、EDTA-2Na对仙人掌果红色素在葡萄风味饮料中稳定性的影响。结果表明，当D-异抗坏血酸钠添加量为0.04%、山梨酸钾添加量为0.02%、EDTA-2Na添加量为0.002%时，对仙人掌果红色素在风味饮料中的护色效果最好。关键词仙人掌果红色素；风味饮料；吸光度；稳定性中图分类号TS205文献标识号A文章编号1007-7731（2023）05-0129-03天然色素是用于改善食品色调色泽的食品添加剂1，主要从植物中提取，同时也有一部分来自于动物和微生物。天然色素具有安全性高、无毒副作用以及色调自然的优点，其开发利用越来越受到人们重视2。仙人掌果资源丰富，其中的红色素色泽鲜艳，水溶性好，无毒无害，是一种优质的天然色素3。目前，仙人掌果红色素的研究主要集中在提取方面，在食品中的应用研究相对较少。风味饮料具有口味丰盛、方便饮用等特点，深受大众消费者喜爱。生产商通常会在风味饮料中添加食用色素，使其外观与食品名称一致4。仙人掌果红色素含量大且易于提取，若能加工利用，其经济效益将十分可观5，但由于天然色素容易褪色等问题，一般会加入护色剂对其进行改善6。因此，本文对抗坏血酸、D-异抗坏血酸钠、山梨酸钾、EDTA-2Na等对仙人掌果红色素在葡萄风味饮料中稳定性的影响进行探究，为仙人掌果红色素在风味饮料中的应用提供一定理论依据。1材料与方法1.1材料与试剂海南仙人掌果、白砂糖、葡萄香精、柠檬酸、酒石酸、D-异抗坏血酸钠、L-抗坏血酸钙、抗坏血酸、山梨酸钾、EDTA-2Na。所用材料与试剂均为食品级。1.2仪器与设备分析天平、752N 紫外可见分光光度计、RE-5203旋转蒸发器、SHZ-D 循环水式多用真空泵、水浴锅、恒温培养箱等。1.3试验方法1.3.1仙人掌果红色素提取工艺。参照王登宇的方法提取仙人掌果红色素5。仙人掌果红色素浓缩液具体提取步骤为仙人掌果预处理、水浴醇提、抽滤、离心、旋蒸。1.3.2葡萄风味饮料的制备。葡萄风味饮料的基础配方：柠檬酸0.3%（以试验所需配的容量为基数，按百分比进行，下同），酒石酸 0.05%，葡萄香精0.1%，白砂糖8%，仙人掌果红色素8%。葡萄风味饮料的加工过程7：调配、杀菌、热灌装到PET瓶、冷却、成品、贮存于25 的恒温培养箱。饮料吸光度的测定：以蒸馏水为空白对照，在530 nm光谱波长条件下测定饮料的吸光度，每3 d测一次8。1.3.3单因素试验。D-异抗坏血酸钠、L-抗坏血酸钙、抗坏血酸添加量对饮料中色素稳定性的的影响。葡萄风味饮料中分别加入D-异抗坏血酸钠、L-抗坏血酸钙和抗坏血酸，添加量为0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，山梨酸钾 0.03%，EDTA-2Na0.002%，比较15 d后吸光度大小，确定最适护色剂和最适添加量。基金项目安徽省教育厅质量工程省级大学生创新创业训练计划项目（S202011305024）。收稿日期2022-05-12-129DOI:10.16377/ki.issn1007-7731.2023.05.025安徽农学通报2023年05期农产品质量 检测 加工 销售山梨酸钾添加量对饮料中色素稳定性的的影响。葡萄风味饮料中加入D-异抗坏血酸钠量0.04%，EDTA-2Na 0.002%，山梨酸钾添加量为 0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，比较15 d后吸光度大小，确定山梨酸钾最适添加量。EDTA-2Na添加量对饮料中色素稳定性的的影响。葡萄风味饮料中加入 D-异抗坏血酸钠量0.04%，山梨酸钾添加量 0.02%，EDTA-2Na 添加量0、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%，比较 15 d 后吸光度大小，确定EDTA-2Na最适添加量。1.3.4正交试验。以D-异抗坏血酸钠、山梨酸钾、EDTA-2Na的添加量设计4因素3水平的正交试验。2结果与分析2.1D-异抗坏血酸钠、L-抗坏血酸钙、抗坏血酸对饮料中色素稳定性的影响由表1可知，未添加护色剂时，在恒温培养箱中放置15 d后的仙人掌果红色素风味饮料吸光度为0.684，3种护色剂分别添加后在恒温培养箱中放置15 d后吸光度均在0.8以上，故添加3种护色剂对仙人掌果红色素风味饮料的护色效果均有明显提高。综合比较各添加量下的护色剂在15 d后的吸光度大小，发现D-异抗坏血酸钠的护色效果整体优于抗坏血酸和L-抗坏血酸钙，因此，最适护色剂选取D-异抗坏血酸钠。随着D-异抗坏血酸钠添加量的增大，吸光度也在增大，但在添加量为0.04%时若继续添加则出现吸光度值降低现象。因此，D-异抗坏血酸钠的最适添加量为0.04%。表1抗坏血酸及其钙盐、钠盐对仙人掌果红色素吸光度的影响护色剂00.01%0.02%0.03%0.04%0.05%初始15 d15 d15 d15 d15 d15 d抗坏血酸1.0100.6840.8590.8550.8560.8600.856L-抗坏血酸钙1.0100.6840.8470.8530.8630.8570.853D-异抗坏血酸钠1.0100.6840.8270.8620.8620.8930.8732.2山梨酸钾对饮料中色素稳定性影响的结果分析由图1可知，与对照组相比，添加山梨酸钾对仙人掌果红色素风味饮料的护色有显著的效果。随着山梨酸钾添加量的增大，吸光度值在增大，但当山梨酸钾添加量达到0.02%时，再继续添加山梨酸钾含量则出现吸光度值下降现象，故护色效果开始变得不理想。观察时间的推进，可以发现不同含量的山梨酸钾下吸光度都是在逐渐下降，同时山梨酸钾添加量为0.02%的吸光度值在15 d数值最大。因此，山梨酸钾的最适添加量为0.02%。吸光度时间/d图1山梨酸钾对仙人掌果红色素吸光度的影响2.3乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）对饮料中色素稳定性的影响由图2可知，与对照组相比，在恒温培养箱中放置的含仙人掌果红色素的风味饮料，添加 EDTA-2Na 护色剂具有很显著的护色效果，并且随着EDTA-2Na添加量的增加，护色效果先提高后开始下降，原因可能是EDTA-2Na可以螯合溶液中的锌、铁等金属离子，从而抑制这些离子对仙人掌果红色素的破坏。随着时间的推移，不同含量的 EDTA-2Na均有不同程度的下降，但比较吸光度数值发现EDTA-2Na的添加量为0.002%时数值最大。因此，EDTA-2Na的最适添加量为0.002%。吸光度时间/d图2EDTA-2Na对仙人掌果红色素吸光度的影响2.4正交试验结果分析由表2、3可知，仙人掌果红色素在风味饮料中的应用研究的吸光度指标评分的主要影响因素顺序依次为ACB，即D-异抗坏血酸钠EDTA-2Na山梨酸钾。从正交试验表中可以得出仙人掌果风味饮料护色剂添加量的最佳的配比为（下转142页）-130安徽农学通报2023年05期草原 湿地 生态环境论与实践，2018（9）：82-85.6 易小燕，陈印军，向雁，等.县域乡村振兴指标体系构建及其评价以广东德庆县为例J.中国农业资源与区划，2020，41（8）：187-195.7 李坦，徐帆.长江经济带省域乡村振兴指数动态评价J.江苏农业学报，2020，36（3）：751-759.8 陈俊梁，史欢欢，林影.乡村振兴水平评价体系与方法研究以华东6省为例J.华东经济管理，2021，35（4）：91-99.9 毛锦凰，王林涛.乡村振兴评价指标体系的构建基于省域层面的实证J.统计与决策，2020，36（19）：181-184.10 张灿强，付饶.基于生态系统服务的乡村生态振兴目标设定与实现路径J.农村经济，2020（12）：42-48.11 马晓旭，华宇佳.乡村生态振兴成效评价指标体系构建研究基于江苏省、浙江省、安徽省的对比J.中国农业资源与区划，2021，42（1）：60-67.12 刘志博，严耕，李飞，等.乡村生态振兴的制约因素与对策分析J.环境保护，2018，46（24）：48-50.13 窦艳芬，赵广，姜岩.天津市农业绿色发展水平的综合评价J.中国农机化学报，2021，42（1）：159-165.14 张乃明，张丽，赵宏，等.农业绿色发展评价指标体系的构建与应用J.生态经济，2018，34（11）：21-24，46.15 魏琦，张斌，金书秦.中国农业绿色发展指数构建及区域比较研究J.农业经济问题，2018（11）：11-20.16 孙炜琳，王瑞波，姜茜，等.农业绿色发展的内涵与评价研究J.中国农业资源与区划，2019，40（4）：14-21.17 奉梅.四川省绿色农业发展区域特征及评价J.中国农业资源与区划，2019，40（1）：42-47.18 鲁春阳，文枫，张宏敏，等.基于改进TOPSIS法的河南省农业现代化发展水平评价J.中国农业资源与区划，2020，41（1）：92-97.19 余亮亮，蔡银莺.基于农户满意度的耕地保护经济补偿政策绩效评价及障碍因子诊断J.自然资源学报，2015，30（7）：1092-1103.20 马国霞，於方，曹东，等.中国农业面源污染物排放量计算及中长期预测J.环境科学学报，2012，32（2）：489-497.（责编：张宏民）A2B2C2，即D-异抗坏血酸钠0.04%，山梨酸钾0.02%，EDTA-2Na 0.002%。表2护色剂配比正交试验因素水平单位：%水平123A（D-异抗坏血酸钠）0.030.040.05B（山梨酸钾）0.010.020.03C（EDTA-2Na）0.0010.0020.003表3护色配比正交试验结果试验号123456789均值K1均值K2均值K3极差RA1112223330.8200.8380.8090.029B1231231230.8130.8310.8220.018C1232313120.8060.8320.8280.026吸光度0.7930.8460.8210.8340.8510.8280.8130.7970.817根据最优护色剂配比A2B2C2制备仙人掌果红色素风味饮料，并测定在恒温培养箱中放置15d后的吸光度值，平行试验3次。测得其吸光度值平均值为0.856，与正交试验中最好的一组的吸光度值0.851接近。3结论试验结果表明，当D-异抗坏血酸钠添加量为0.04%、山梨酸钾添加量为0.02%、EDTA-2Na添加量为0.002%时，饮料在25 恒温培养箱中放置15 d后的吸光度值为0.856，对葡萄风味饮料中仙人掌果红色素的护色效果最好。4参考文献：1 全桂静.仙人掌果红色素稳定性及抗氧化性的研究J.中国调味品，2017，42（11）：130-132，136.2 李泉岑，王佳奇，伍子涵，等.天然植物色素稳定性及其应用研究进展J.现代食品，2020（22）：59-62.3 温春燕.仙人掌果中功能性成分的研究与开发D.海口：海南大学，2020.4 温春燕，王彩霞，张俊豪，等.仙人掌果色素的提取工艺优化及其稳定性研究J.热带作物学报，2020，41（4）：804-810.5 茅周祎.葡萄皮红色素在风味饮料中应用探究J.食品工业，2018，39（4）：40-42.6 徐馨，丁金龙.提高天然色素稳定性方法的研究进展J.中国调味品，2018，43（1）：175-179.7 茅周祎.葡萄皮红色素在风味饮料中应用探究J.食品工业，2018，39（4）：40-42.8 王登宇，钟义丽，陈梅金，等.仙人掌果红色素提取条件及稳定性研究J.怀化学院学报，2019，38（11）：57-61.（责编：张蓓）（上接130页）-142