明膠色澤測定方法

周麗

上海旺旺食品集團有限公司（上海 201103）

明膠廣泛存在于動物的皮、筋、骨骼中，是一種從動物的結締或表皮組織中的膠原部分水解出來的蛋白質。明膠的主要成分是蛋白質[1]，同時明膠還含有多種微量元素，有很好的營養價值[2]。明膠具有優良的物理性質和化學性質，如熱可逆性、黏性、分散穩定性、乳化性、成膜性等，在食品工業應用上起著重要的作用[3]。明膠在糖果工業中作為膠凝劑，在奶糖、橡皮糖等中使用，能顯著改善糖果的咀嚼性能[4-5]。在酒類、果汁等飲品的生產過程中，明膠常作為澄清劑使用[6-7]。在酸奶中，明膠可使產品形成網狀的凝膠結構，防止乳清的析出與分離。在軟質干酪中，明膠能賦予干酪細膩滑潤的口感[8-9]。此外，明膠在食品工業中還可用作冷凍產品的穩定劑、甜食的透明衣、涂膜保鮮劑等[10-12]。

明膠色澤是衡量產品質量的一項重要指標，且明膠色澤是影響成品顏色均一性的關鍵因素。生產明膠所使用的原料和生產工藝的不同使得商品明膠色澤從無色到淡黃色再到黃色不等。Guedj等[14]對明膠顯色的化學原理做了調查，并提出了一個從方法學角度去判別顯色原因的方法。他們發現在明膠顯色的過程中，有兩種美拉德反應途徑會使明膠顯色：一是蛋白質與還原糖之間的反應；另一是蛋白質與氧化類脂質之間的反應。Amadori生成物和前糖化最終產物pentosidine均與明膠的色澤相互有關。但Ammannbrassh等、Guedj等并未建立明膠色澤的檢測方法[13-14]。羅賽洛公司采用將樣品與不同標準參考色階溶液在透射光源下目測比較得到一個視覺評價的方法檢測明膠的色澤。此方法易受環境因素、光源差異和人眼視覺差異等影響。此次試驗在羅賽洛公司開發之方法的基礎上，采用視覺比較法、紫外分光光度計、色差儀對明膠色澤進行檢測，以制定能更準確判定明膠色澤的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鹽酸（HCl，ρ=1.18 g/cm2，體積分數35%）、氯化鐵鐵（FeCl3·6H2O）、六水合氯化鈷（CoCl2·6H2O）、五水硫酸銅（CuSO4·5H2O），分析純，中國醫藥集團有限公司；去離子水或相當純度的水；標準明膠樣品，色值分別為1.5，2.0，2.5，3.0和3.5，由羅賽洛公司提供。

骨片燈（冀州市宏光康復機械廠）；紫外分光光度計LAMBDA365（PE公司）、Humterlab色差儀CQXE（上海信聯創作電子有限公司）；水浴鍋（上海精密儀器儀表有限公司）。

1.2 參考色階溶液的配制

氯化鐵溶液：稱取（46.0±0.1）g氯化鐵，溶于2.5%鹽酸溶液，并用2.5%鹽酸溶液定容至1 000 mL，該溶液為黃色。

氯化鈷溶液：稱取（15.0±0.1）g氯化鈷，溶于2.5%鹽酸溶液，并用2.5%鹽酸溶液定容至250 mL，該溶液為紅色。

硫酸銅溶液：稱取（6.30±0.02）g硫酸銅，溶于2.5%鹽酸溶液中，并用2.5%鹽酸溶液定容至100 mL，該溶液為藍色。

母液制備：量取700 mL氯化鐵溶液、140 mL氯化鈷溶液和15 mL硫酸銅溶液，用1%鹽酸定容至2 000 mL，在430 nm處的吸光度必須在0.920左右，如果吸光度偏低，用上述比例的溶液調節；如果吸光度偏高，則用1%鹽酸溶液調節。

溶液2制備：將141.3 mL氯化鐵溶液、28.0 mL氯化鈷溶液和3 mL硫酸銅溶液混合。

溶液B1制備：將1.5 mL硫酸銅溶液和0.5 mL 1%鹽酸溶液混合。

參比色階溶液制備：按照表1和表2制備參比色階溶液。

表1 Hellige色澤1～10的參比色階溶液配制表

表2 Hellige色澤12～14的參比色階溶液配制表

1.3 標準明膠樣品溶液配制

將標準明膠樣品（色值分別為1.5，2.0，2.5，3.0和3.5）配制成6.67%膠溶液，置于100 mL的肖特瓶中。

1.4 試驗方法

1.4.1 樣品處理

將待測明膠樣品配制成6.67%膠溶液，置于100 mL的肖特瓶中。

1.4.2 視覺比較法

開啟骨片燈，左手持參比色階溶液，右手持樣品膠液，仔細對比，記錄接近參比色階溶液的色號，將明膠溶液最接近的參比色階色澤值作為明膠色澤值，表示為Hellige色澤值。

1.4.3 紫外分光光度計法

在430 nm下測定參比色階溶液、標準樣品膠液與待測樣品膠液的吸光度并進行比較。

1.4.4 色差法

將參比色階溶液、標準樣品膠液與待測樣品膠液分別在透射模式和反射模式下進行色差比較。

2 結果與分析

2.1 視覺比較法結果分析

2.1.1 標準樣品膠液與參比色階溶液視覺比對

從圖1～圖5可見，標樣1.5色值落在1.25和1.5參比色階溶液之間；標樣2.0色值與1.5參比色階溶液一致。其他標樣色值與對應參比色階溶液一致，結果見表3。

表3 標準樣品的膠液與參比色階溶液視覺比對結果表

圖1 標準樣品1.5色值與參比色階1，1.25和1.5視覺法比較

圖2 標準樣品2.0色值與參比色階1.25，1.5和2.0視覺法比較

圖3 標準樣品2.5色值與參比色階2.0，2.25和2.5視覺法比較

圖4 標準樣品3.0色值與參比色階2.5，2.75和3.0視覺法比較

圖5 標準樣品3.5色值與參比色階2.75，3.0和3.5視覺法比較

2.1.2 待測樣品與參比色階溶液視覺比對

同2.1.1小節的操作，將待測樣品膠液與參比色階溶液、標準樣品膠液進行視覺法比對，因膠液與參比色階溶液性質不同，待測樣品膠液與標準樣品膠液進行視覺比對結果更準確，結果見表4。

表4 待測樣品膠液與參比色階溶液、標準樣品膠液視覺比對結果表

2.2 紫外分光光度計法結果分析

在430 nm下測定待測樣品膠液、參比色階溶液、標準樣品膠液的吸光度，三者的吸光度完全沒有對應關系，無法進行判定。結果見表5。

表5 待測樣品膠液、參比色階溶液、標準樣品膠液吸光度測定結果表

2.3 色差法結果分析

2.3.1 標準樣品膠液與參比色階溶液色差比對

標準樣品膠液與參比色階溶液分別在透射和反射模式下進行色差測定，結果顯示膠液與參比色階溶液性質不同，色差測定數值沒有對應關系，無法判定。結果見表6。

表6 標準樣品膠液與參比色階溶液色差比較結果表

2.3.2 待測樣品膠液與標準樣品膠液在反射模式下的色差比對

將待測樣品膠液與標準樣品膠液在反射模式下進行色差測定，結果顯示待測樣品膠液與標準樣品膠液無對應關系，無法量化判定樣品色值。結果見表7。

表7 待測樣品膠液與標準樣品膠液在反射模式下的色差比對結果表

2.3.3 待測樣品膠液與標準樣品膠液在透射模式下的色差比對

將待測樣品膠液與標準樣品2.0膠液在透射模式下進行色差測定，結果顯示待測樣品膠液與標準樣品2.0膠液無對應關系，無法量化判定樣品色值。結果見表8。

表8 待測樣品膠液與標準樣品2.0膠液在透射模式下的色差比對結果表

2.3.4 以標準白板為基準，將待測樣品膠液與標準樣品膠液反射模式下進行色差比對

因膠液在反射和透射模式下兩兩比對均無法區分樣品色值，現在以標準白板為基準的條件下，將待測樣品膠液與標準樣品膠液在反射模式下進行色差測定，結果顯示通過DE值可判定待測樣品5的色值與標樣3.0接近，待測樣品1的色值落在標樣1.5和標樣2.0之間，待測樣品2的色值與標樣1.5接近，其他樣品色值均低于1.5。以標準白板為基準，將待測樣品與標準樣品在反射模式下進行色差測定，可比視覺法能更好地區分待測樣品色值范圍。結果見表9。

表9 以標準白板為基準，待測樣品膠液與標準樣品膠液在反射模式下色差比對結果表

3 結論

采用紫外分光光度法測定待測樣品膠液、參比色階溶液和標準樣品膠液，三者的吸光度完全沒有對應關系，無法進行色值的判定。視覺比較法因膠液與參比色階溶液性質不同，導致低色值區域1.5和2.0樣品色值與參比色階不一致，有色值判定偏低現象，應以待測樣品與標準樣品視覺比對結果為準。色差法以標準白板為基準，樣品與標準樣在反射模式下進行色差測定，以DE值作比較，可比視覺法更好地量化區分樣品色值范圍，可將樣品根據DE值大小進行色值排序。