貯運條件對草莓主要色素成分穩定性的影響

呂婉瑩 賈冬梅 胡云峰 陳君然

摘要：草莓在貯藏和運輸期間會產生褪色現象，花青素含量逐漸減少。為研究光照時間、溫度、pH、金屬離子對草莓花青素的影響，探索合適的加工與貯運條件，在花青素含量保持一致的情況下設置4種反應條件，探討光照時間、溫度、pH、金屬離子對草莓花青素的影響。草莓花青素在自然光下照射8 h，吸光度值下降25%，溫度高于60℃后，吸光度值下降67%。當pH>7時，吸光度值下降85%，添加Na+、Mg2+后的色素提取液反應2 h后所測吸光度值分別保持在0.070和0.050左右，而添加Fe3+后測得的吸光度值下降87%。實驗結果表明，草莓在貯運過程中應避光、低溫、保持酸性條件，且避免與鐵制品接觸。

關鍵詞：草莓；花青素；光照；溫度；pH；金屬離子

中圖分類號：TS255文獻標志碼：A論文編號：cjas2020-0200

Effects of Storage and Transportation Condition on the Stability of Main Pigment Components in Strawberry

Lv Wanying， Jia Dongmei， Hu Yunfeng， Chen Junran

（State Key Laboratory of Food Nutrition and Safety， Tianjin University of Science and Technology， Tianjin 300457， China）

Abstract： Strawberry fades during storage and transportation， and the anthocyanin content gradually decreases. To study the effects of light application time， temperature， pH and metal ions on anthocyanins of strawberry， and explore suitable processing and storage conditions， four reaction conditions were set under the same anthocyanin content， and the effects of light application time， temperature， pH， and metal ions on strawberry anthocyanins were discussed. When strawberry anthocyanins were exposed to natural light for 8 hours， the absorbance value was decreased by 25%. When the temperature was higher than 60℃， the absorbance value was decreased by 67%. When pH>7， the absorbance value was decreased by 85%. The measured absorbance values of the pigment extract after adding Na+and Mg2+were kept at about 0.070 and 0.050 after reacting for 2 h， while the absorbance value measured after adding Fe3 +was decreased by 87%. Experimental results show that strawberries should be protected from light， under low temperature and acidic condition， and avoid contacting with iron products during storage and transportation.

Keywords： Strawberry； Anthocyanin； Light； Temperature； pH； Metal Ions

0引言

草莓又稱紅莓、洋莓、地莓等[1]，有“水果皇后”之稱。草莓果實色澤鮮紅、酸甜可口、香氣濃郁、軟嫩多汁[2]，富含花青素、維生素C等多種營養物質，深受廣大消費者喜愛。但草莓貯藏期短，在貯藏和運輸期間草莓會逐漸褪色，花青素含量也相應減少。花青素是一類人們最為熟悉的水溶性色素[3]，存在于絕大多數植物之中。花青素是一種由苯丙氨酸途徑合成的黃酮類物質[4]，主要成分為矢車菊素-3-葡萄糖苷、天竺葵素-3-葡萄糖苷[5]，具有抗氧化特性[6]，其抗氧化能力是維生素C、維生素E的數倍。花青素能夠增強血管彈性[7]，提高循環效率以及改善皮膚狀況；提高關節的柔韌性，改善骨質疏松[8]。研究表明花青素還具有抗癌作用，但是其性質極不穩定，容易受到各種因素的影響[9-11]。為了解決草莓在貯存和運輸過程中和草莓加工產品的褪色問題，筆者測定草莓花青素在不同的貯存條件下（pH、溫度、光照、金屬離子）的穩定性，旨在為草莓的加工和利用提供理論參考。

1材料與方法

1.1試驗時間、地點

試驗于2020年5—8月在天津科技大學食品科學與工程學院農產品物流保鮮與加工實驗室進行。

1.2材料與儀器

草莓品種為‘蒙特瑞四季草莓，由上海喜果佳草莓種植基地提供。挑選色澤均勻、大小一致、七八成熟、無病蟲害、無擠壓破損的草莓。

TU-1810紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器責任有限公司）；電子天平（余姚市紀銘稱重校驗設備有限公司）；MP522型精密pH/電導率測量儀（上海三信儀表廠）；電熱恒溫水浴鍋（天津市泰斯特儀器有限公司）；SYU-10-300DT超聲波清洗機（鄭州生元儀器有限公司）；色差計（柯盛行儀器有限公司）。

1.3試驗方法

1.3.2貯藏期間新鮮草莓色澤和花色苷含量的變化將新鮮草莓在4℃環境中儲藏，分別于0、3、6、9、12天測定草莓的L*、a*、b*值和花色苷含量。

1.3.3最大吸收波長的確定使用紫外分光光度計對花青素提取液在400～700 nm進行掃描，確定最大吸收波長。

1.3.4光照對花青素穩定性的影響分別吸取10 mL花青素提取液，在自然光下照射0、2、4、6、8 h，于516 nm處測定吸光度值并計算花青素保存率。

1.3.5溫度對花青素穩定性的影響分別吸取10 mL花青素提取液，分別置于20、30、40、50、60、70、80℃條件下恒溫保存，每隔1 h于516 nm處測定吸光度值并計算花青素保存率。

1.3.6 pH對花青素穩定性的影響分別吸取10 mL花青素提取液，分別用1 mol/L鹽酸和1 mol/L的氫氧化鈉將其pH調節至1、3、5、7、9、11。每隔2 h于516 nm處測定吸光度值并計算花青素保存率。

1.3.7金屬離子對花青素穩定性的影響分別吸取10 mL花青素提取液，分別加入Na+、Fe3+、Mg2+，每隔2 h于516 nm處測定吸光度值并計算花青素保存率。

1.4數據處理與分析

采用Excel整理數據，并作圖進行分析。

2結果與分析

2.1貯藏期間新鮮草莓色澤的變化

色澤是評價果蔬感官品質好壞的一個重要體現。新鮮草莓在貯藏期間色澤的變化如圖1～2所示。從圖中看出，隨著貯藏時間的延長，L*、a*、b*值整體呈現下降趨勢，表示明暗度的L*值由初始值26.1下降到20.0，a*值由34.8降到31.0，b*值由25.4降為18.7，在第9天降到最低，b*值為15.9。總色差值隨著時間延長先上升后下降，在第9天達到最大值11.82，說明褪色情況越來越嚴重。

2.2貯藏期間新鮮草莓花色苷含量的變化

果實花色苷含量和組分是影響果實色澤品質一個重要因素[14]。由圖3可知，隨著貯藏時間的延長草莓花色苷含量逐漸降低，貯藏期間花色苷含量由234.46 mg/kg降到了73.91 mg/kg，損失68%，可能是在貯藏過程中草莓果實中的過氧化物酶和多酚氧化酶使花色苷降解，導致花色苷含量減少。

2.3最大吸收波長的確定

由圖4可知，對色素提取液在400～700 nm進行掃描后，其中在516 nm處有最大吸收峰，對應的吸光度值為0.476。結果與趙春燕等[15]的研究一致。因此，草莓色素溶液的最大吸收波長為516 nm。

2.4光照對花青素穩定性的影響

從圖5中可以看出，隨著光照時間的延長，吸光度值逐漸減小，整體呈下降趨勢。前4 h比較平穩，光照4 h之后吸光度值明顯降低，到8 h時，吸光度值從最初的0.170降到0.128。說明花青素產生了光降解作用。光照能加速花色苷的降解[16]，光線會誘使天然色素分解或氧化而脫色[17]，因此應避光保存。

2.5溫度對花青素穩定性的影響

由圖6可知，吸光度值隨溫度的升高而逐漸降低，低溫情況下下降不明顯，低于60℃時對穩定性影響相對較小[18]。而高于60℃之后影響較大，下降速率開始加快，吸光度值由0.153降到0.050。溫度是影響花青素穩定性的一個重要因素，溫度對花色苷的降解有顯著影響。一般情況下，天然色素在低溫或干燥狀態時較穩定，加熱可加快變色反應，尤其在加熱至沸點時易氧化褪色。隨著加熱溫度的升高或時間的延長，花色苷結構向查爾酮結構轉化[19]，導致草莓褪色。高溫對花青素穩定性影響較大[20]，高溫條件下，花色苷的穩定性很差。60℃以下草莓花青素的穩定性較好。因此在貯藏和加工過程中應盡量避免高溫。

2.6 pH對花青素穩定性的影響

由表1可知，花青素的顏色與pH有關[21]。花青素色調會隨pH的變化而發生明顯變化。隨著pH的增加，顏色逐漸變淡，結構上也發生了變化[22]。提取液顏色由橙紅色逐漸變為淺粉色，最終變為黃綠色，說明色素在堿性環境下易受到破壞。當溶液pH=1時，溶液顯橙紅色。當pH 2～4時，花青素失去C環氧上的陽離子變成藍色醌型堿。隨著溶液的pH進一步升高到5和6時，只能檢測到2種物種存在，分別是假堿和查耳酮，此時花青素溶液呈淡粉色甚至無色。當pH>7時，花青素被降解，不同的取代基降解后的產物也不同，與董愛文[23]的結論相同。由此可見，pH對花青素的影響較大[24]。從表中可得知，草莓的花青素在pH<3時較穩定。因此花青素更適合在酸性條件下貯藏。

2.7金屬離子對花青素穩定性的影響

由圖7可知，加入金屬離子后，隨著反應時間的延長，吸光度值均呈現下降趨勢。其中Na+、Mg2+對其穩定性的影響較小，而Fe3+影響較大。在前2 h吸光度值迅速下降，反應2 h后，添加Na+、Mg2+之后的色素提取液所測吸光度值下降較緩慢，基本處于較穩定狀態，分別保持在0.070和0.050左右。而添加Fe3+后測得的吸光度值下降速率較快，由0.128降低到0.016，引起溶液顏色變黑。這說明Fe3+對花青素具有破壞作用，使花青素穩定性下降[25]。所以草莓在貯藏或運輸過程中應避免與鐵制品接觸。

3結論

草莓在貯藏和運輸期間容易發生褪色的情況，導致L*、a*、b*值降低，花青素含量也隨之降低，由234.46 mg/kg降到了73.91 mg/kg。由試驗結果可知，在光照條件下花青素會發生降解作用，花青素應在避光條件下保存。草莓花青素60℃以下的穩定性較好，在貯藏和運輸過程中應盡量避免高溫。草莓的花青素在pH<3時較穩定，更適合在酸性條件下貯藏。金屬離子中Na+、Mg2+對花青素穩定性的影響較小，而Fe3+的影響較大，會破壞花青素。草莓在貯藏或運輸過程中應避免與鐵制品接觸。

4討論

草莓不耐貯運，在貯運期間極容易發生褪色情況，針對草莓褪色的情況，本試驗設計了4種反應條件（光照時間、溫度、pH、金屬離子），探索草莓花青素的穩定性。結果表明，光照、高溫會破壞草莓花青素穩定性，pH<3花青素較穩定，Na+可以維持花青素的穩定性，Fe3+會破壞花青素的穩定性，這與單云輝[22]的研究結果一致。孫倩怡等[12]發現藍莓花青素在光照、高溫和堿性條件下不穩定，降解速率加快。由以上的研究可以得出，草莓花青素的穩定性受光照時間、溫度、pH和金屬離子的影響，這為以后草莓的儲存和加工提供了合理的依據。本實驗對草莓花青素穩定性的影響因素的探究還不夠全面，希望在以后的研究中逐漸完善。

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