食品添加劑對紅甜菜色素穩定性的影響

張 琳，祖元剛，*，王春麗，楊 磊，楊逢建

(1.東北林業大學森林植物生態學教育部重點實驗室，黑龍江哈爾濱150040; 2.東北林業大學林業生物制劑教育部工程研究中心，黑龍江哈爾濱150040)

食品添加劑對紅甜菜色素穩定性的影響

張 琳1，2，祖元剛1，2，*，王春麗1，2，楊 磊1，2，楊逢建1，2

(1.東北林業大學森林植物生態學教育部重點實驗室，黑龍江哈爾濱150040; 2.東北林業大學林業生物制劑教育部工程研究中心，黑龍江哈爾濱150040)

通過實驗對添加了不同食品添加劑的紅甜菜提取液中色素的穩定性進行研究，考察食品添加劑對紅甜菜色素的影響。對添加了不同酸、抗氧化劑、防腐劑和甜味劑的紅甜菜提取液的色素保留率進行了測定，并比較添加劑對其的影響，結果表明，向紅甜菜提取液中添加醋酸、0.5%茶多酚、0.1%苯甲酸鈉和甜蜜素后，其色素保留率變化最小，說明紅甜菜色素在此條件下穩定性最好，可以作為紅甜菜飲料新產品研發和規模化生產的指導依據。

紅甜菜，色素，穩定性，添加劑

1.1 材料與儀器

紅甜菜 由東北林業大學森林植物生態學教育部重點實驗室王文杰教授提供(鹽堿地改造后種植的紅甜菜)，并鑒定為紅甜菜(Beta vulgaris var.cicla Dracaenifolia);磷酸、醋酸 天津市耀華化學試劑有限公司;檸檬酸 哈爾濱化工試劑廠;茶多酚、VC鄭州拓洋實業有限公司;迷迭香酸 海口仙蕊植化驗室;苯甲酸鈉 天津市天達凈化材料精密化工廠;山梨酸鉀 天津科密歐化學試劑開發中心;甜菊糖山東華仙甜菊股份有限公司;安賽蜜 北京維多公司;甜蜜素 廣東汕頭威信企業有限公司;阿斯巴甜 日本Ajinomoto公司;木糖醇、白砂糖 黑龍江餐王保健食品有限公司。

UV-2550紫外可見分光光度計 日本Shimadzu公司;分析天平 北京Sartorius公司;HZS-HA恒溫水浴振蕩器 哈爾濱東聯公司;離心機 德國Sigma公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 分析方法

1.2.1.1 最大吸收波長的測定 取1g新鮮紅甜菜塊根和200mL蒸餾水，于勻漿機中勻漿提取，提取液12000r/min離心5min，在紫外可見波長190～700nm范圍內進行掃描，確定紅甜菜色素的最大吸收波長。

1.2.1.2 樣品色素保留率的測定 以溶劑為空白對照，將進行不同處理的紅甜菜提取液按1.2.1.1中確定的吸收波長下測定吸收值，按式(1)計算色素保留率:

1.2.2 紅甜菜色素穩定性的測定

1.2.2.1 酸對紅甜菜色素穩定性的影響 取紅甜菜提取溶液，分別用醋酸、磷酸、檸檬酸、酒石酸溶液調節pH為6.0，在室溫下放置24h后，測定最大吸收波長下吸光值，計算色素保留率，分析酸種類對紅甜菜色素穩定性的影響。

1.2.2.2 抗氧化劑對紅甜菜色素穩定性的影響 取紅甜菜提取液，分別加入質量分數為0%、0.25%、0.5%、1%的茶多酚、VC和迷迭香酸三種水溶性抗氧化劑，在室溫條件下，分別于0、5、10、15、20d取樣，測定最大吸收波長下吸光值，計算色素保留率，分析抗氧化劑對紅甜菜色素穩定性的影響。

1.2.2.3 防腐劑對紅甜菜色素穩定性的影響 取紅甜菜提取溶液，分別加入質量分數為0%、1%、2%、3%的苯甲酸鈉和山梨酸鉀兩種水溶性防腐劑，在室溫條件下，分別于0、5、10、15、20d取樣，測定最大吸收波長下吸光值，計算色素保留率，分析防腐劑對紅甜菜色素穩定性的影響。

1.2.2.4 甜味劑對紅甜菜色素穩定性的影響 取紅甜菜提取溶液，分別加入質量分數為0%、0.25%、0.50%、0.75%的甜菊糖、安賽蜜、甜蜜素、阿斯巴甜、木糖醇和白砂糖。在室溫條件下，分別于0、5、10、15、20d取樣，測定最大吸收波長下吸光值，計算色素保留率，分析甜味劑對紅甜菜色素穩定性的影響。

2 結果與討論

2.1 紅甜菜色素最大吸收波長的確定

紅甜菜色素在紫外可見光范圍內有兩個最大吸收峰，即535nm和482nm(見圖1)，結合參考文獻［5］，本實驗選擇535nm特征吸收峰來測定樣品的吸光值。

圖1 紅甜菜色素UV-Vis吸收光譜圖

2.2 食品添加劑對紅甜菜色素穩定性的影響

2.2.1 酸對紅甜菜色素穩定性的影響 對紅甜菜色素在不同酸處理下的保留率進行了測定，結果見圖2。從圖中可以看出，當用不同酸調節溶液pH為6.0時，溶液色素保留率均在90%以上，醋酸溶液的色素保留率達到了100%，從而得出醋酸為紅甜菜產品研發和生產的酸味調節劑的最佳選擇。

圖2 酸種類對紅甜菜色素保留率的影響

2.2.2 抗氧化劑對紅甜菜色素穩定性的影響 將添加了不同抗氧化劑的紅甜菜提取液放置不同天數后，測定其吸光值，其色素保留率結果見圖3～圖5。從圖中可以看出，在對三種抗氧化劑的監測中，茶多酚對紅甜菜色素的穩定作用最強，并且對紅甜菜色素的穩定作用與添加劑量成正比，迷迭香酸對紅甜菜色素無穩定作用。茶多酚添加量為0.5%放置20d時，紅甜菜色素保留率仍在90%左右，因此茶多酚可以增強紅甜菜色素的穩定性。

圖3 茶多酚對紅甜菜色素保留率的影響

圖4 VC對紅甜菜色素保留率的影響

圖5 迷迭香酸對紅甜菜色素保留率的影響

2.2.3 防腐劑對紅甜菜色素穩定性的影響 對紅甜菜色素在不同防腐劑下的吸光值進行了測定，結果見圖6和圖7。從圖中可以看出，苯甲酸鈉和山梨酸鉀均對紅甜菜色素的穩定性有一定影響，但添加0.1%苯甲酸鈉溶液20d后的紅甜菜色素保留率在90%以上，因此在紅甜菜產品生產時可以考慮添加0.1%的苯甲酸鈉作為防腐劑。

圖6 苯甲酸鈉對紅甜菜色素保留率的影響

圖7 山梨酸鉀對紅甜菜色素保留率的影響

2.2.4 甜味劑對紅甜菜色素穩定性的影響 對紅甜菜色素在不同甜味劑下的吸光值進行了測定，結果見圖8～圖13。從結果可以看出，六種甜味劑對紅甜菜色素溶液的影響情況由小到大依次為:甜蜜素、木糖醇、白砂糖、阿斯巴甜、甜菊糖、安賽蜜。甜蜜素的添加濃度大小對色素保留率幾乎無影響，白砂糖和木糖醇有增強色素保護的作用，并且隨著添加濃度的增大而增加。從而可以得出，在添加甜味劑時，可以優先考慮甜蜜素、木糖醇和白砂糖。

圖8 甜菊糖對紅甜菜色素保留率的影響

圖9 安賽蜜對紅甜菜色素保留率的影響

圖10 甜蜜素對甜菜紅色素保留率的影響

3 結論

實驗結果證明，不同食品添加劑對紅甜菜色素的穩定性有不同影響，在紅甜菜新產品研發及生產過程中，要重點考慮到以下幾方面影響因素:

圖11 阿斯巴甜對紅甜菜色素保留率的影響

圖12 木糖醇對紅甜菜色素保留率的影響

圖13 白砂糖對紅甜菜色素保留率的影響

3.1 酸的影響:酸能夠很好地保持紅甜菜色素保留率，其中醋酸效果最好，在新品研發時，適宜用醋酸作為酸味調節劑添加到紅甜菜產品中。

3.2 抗氧化劑的影響:水溶性抗氧化劑在一定程度上能夠保持紅甜菜色素保留率，加入0.5%的茶多酚對紅甜菜色素有長期的保護作用。

3.3 防腐劑的影響:水溶性防腐劑對紅甜菜色素的穩定性均有不同程度的影響，可加速其降解，但是加入適量的防腐劑對紅甜菜色素的穩定性影響不大，加入0.1%苯甲酸鈉能夠保證放置20d的紅甜菜色素保留率在90%以上。

3.4 甜味劑的影響:甜蜜素的添加濃度對紅甜菜色素保留率幾乎無影響，其次白砂糖和木糖醇對紅甜菜色素保留率的影響也不大，但隨著濃度的增大，對色素保留率的影響增加。

［1］章傳華，婁仁樹，歐榮，等.紅甜菜的臨床醫療功效［J］.中國甜菜糖業，2007(1):45-46.

［2］王燕飛，劉華君，張立明，等.栽培甜菜的種類及利用價值［J］.中國糖料，2004(4):43-46.

［3］朱秀蘭.最佳食物與垃圾食物［J］.家庭中醫藥，2006(1): 72-73.

［4］張志強，江英.甜菜紅色素的穩定性及其在食品中的應用研究［J］.中國食品添加劑，2006(5):138-141.

［5］于明，張謙，過利敏，等.甜菜紅素理化性質及其穩定性研究［J］.新疆農業科學，2002，39(6):334-336.

Effect of different additives on stability of red beet pigment

ZHANG Lin1，2，ZU Yuan-gang1，2，*，WANG Chun-lin1，2，YANG Lei1，2，YANG Feng-jian1，2
(1.Key Laboratory of Forest Plant Ecology，Ministry of Education，Northeast Forestry University，Harbin 150040，China; 2.Engineering Research Center of Forestry Bio-preparations，Ministry of Education，Northeast Forestry University，Harbin 150040，China)

Stability of red beet pigment was studied after different additives were added in.The pigment reservation ratio was determined after different additives were added in including acid，antioxidants，preservative and sweeteners.The results showed that acetic acid，0.5%TP，0.1%sodium benzoate and sodium cyclamate added can increase the stability of red beet pigment and can be used to guide the large-scale producing of red beet product.

Beta vulgaris var.cicla Dracaenifolia;pigment;stability;additive

TS202.3

A

1002-0306(2011)07-0346-03

紅甜菜(Beta vulgaris var.cicla Dracaenifolia)別名莙荙菜、紅菾菜、厚皮菜、紫菠菜，屬藜科(familia chenopodiaceae)甜菜屬(genus beta)。紅甜菜的根皮、根肉為紅色或紫紅色，具有抗癌、抗疲勞、抗輻射、治療胃炎、增強免疫、補血等功能［1］，是世界衛生組織(WHO)2003年向全球各國推薦的13種最佳蔬菜之一［2］，在西方國家已有500多年的食用史，它是歐美許多國家的傳統蔬菜，波蘭每年消費食用紅甜菜50多萬噸［3］。紅甜菜中色素含量豐富，其主要的顯色物質是甜菜花青素(betacyanins，紅色)，其中甜菜紅苷占紅色素的75%～95%。但由于紅甜菜色素不穩定，其顏色在短時間內很快變色，很難將紅甜菜產品進行商業化生產。本文基于前人研究［4］的基礎上，通過實驗對添加了不同食品添加劑的紅甜菜提取液中色素的穩定性進行研究，考察食品添加劑對紅甜菜色素的影響，本研究結果可以作為紅甜菜飲料新產品研發和規模化生產的指導依據。

1 材料與方法

2010-04-09 *通訊聯系人

張琳(1978-)，女，博士，副教授，研究方向:植物資源開發與利用。

國家“十一五”科技支撐計劃(2006BAD03A0306)。