葡萄皮色素研究进展
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摘要:葡萄皮、梗、籽中含有一定的蛋白质、脂肪、碳水化合物、纤维素等成分,其总酚含量(以没食子酸GAE 相当物计算)分别为1.82%、1.79%、4.85%,原花青素含量分别为0.85%、0.72%、3.05%(以湿基含水10%计算),具有很大的开发利用价值。
研究结果表明:选择130~150 目的葡萄葡萄是世界上产量最大的水果之一,年产量约为 6500 万 t,其中 80%用于酿酒、13%作为鲜果食用、7%用于加工果汁及其它葡萄产品。
我国葡萄年产量约有 200 多万 t,其中 40%作为鲜果食用,40%用于酿酒,20%用于加工葡萄干、果汁等制品。
葡萄加工过程中产生的废弃物(皮、籽、梗)约占鲜果总重的20%左右,其中葡萄籽约占鲜果总重的7%~10%。
目前,我国酿酒葡萄废弃物(俗称葡萄皮渣)大部分作为肥料、饲料或烧材,利用率很低,而法国、意大利、西班牙等葡萄酒大国,其70%以上的葡萄籽都得到了很好的利用。
研究表明[1]:葡萄废弃物中含有大量以植物多酚为主的生物活性物质,如白黎芦醇、酚酸、黄酮、儿茶素、表儿茶素、原花青素等,具有抗氧化、清除自由基、降血压、降血脂、消炎、抗癌、治疗心血管疾病等功效[2-3]。
1995 年,从葡萄籽中提取的原花青素被美国公众评为最受欢迎的十种植物药之一。
1997 年,美国《Whole Food》杂志对美国200家草药零售商(或称天然食品店)销售情况进行了调查,葡萄籽提取物(主要成分为原花青素)的年销售额为997 万美元。
在欧洲、东南亚一带(韩国、日本、台湾),原花青素越来越受到了人们的重视。
每年,我国葡萄废弃物高达十几万吨,如何对葡萄废弃物进行有效的综合利用一直是食品科技工作者极为关注的问题。
研究和解决酿酒葡萄皮渣利用问题,不仅有利于防止环境污染,而且能生产出附加值高的产品,因而具有一定的经济效益和社会意义。
3.1 以 130~150 目的葡萄籽粉为原料,采用90%甲醇提取,在温度20℃、搅拌时间为40min 时,多酚提取率最高为100.02%;同样条件下,用70%丙酮提取,原花青素提取率最高,为99.11%。
葡萄皮紫色素的稳定性研究作者:张卫敏来源:《中国卫生产业》2015年第09期[摘要] 目的研究葡萄皮紫色素的提取及其稳定性。
方法以葡萄皮为原料,采用80%乙醇提取,并对其稳定性做较深入研究。
结果葡萄皮紫色素为紫色膏状,不溶于氯仿,难溶于丙酮、乙醚、乙酸乙酯,溶于甲醇、乙醇,易溶于水;在pH=3~6时,稳定性好;Fe3+、Cu2+、Fe2+对其有一定影响;光照对紫色素有降解作用;防腐剂对其影响不显著;紫色素清除DPPH的能力比Vc弱。
结论葡萄皮紫色素在应用过程中应注意调节pH值,避光贮存,避免使用铁制容器;防腐剂对紫色素无显著影响;紫色素具有一定的抗氧化性。
[关键词] 葡萄皮紫色素;提取;稳定性[中图分类号] R202.3 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654(2015)03(c)-0034-02科技发展使人们认识到合成色素多为含有苯环或萘环的焦油类物质,有致癌、诱发染色体变异的危害[1-2]。
天然色素安全无毒、色泽自然且多具有生理活性,在食品、化妆品、医药保健等领域有巨大的应用潜力[3-4]。
紫色素有保健功能且应用广泛。
世界上葡萄产量很大,产生大量的葡萄皮渣,从中可提取葡萄皮紫色素。
而在提取过程中,保持化学性质的稳定较为关键[5-6]。
因此,通过对天然色素性质的研究可以更好地指导其在食品生产中的应用[7]。
本实验以葡萄皮为原料,采用80%乙醇提取葡萄皮紫色素,并测定PH、光照、金属离子、食品添加剂对其稳定性的影响,为其在食品、医药等领域的开发与利用提供理论依据[8]。
1资料与方法1.1一般资料U-3900紫外可见分光光度计;HH-W600数显三用恒温水箱;SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵; DZ-1BC型真空干燥箱;PHS-3B型PH计;ACCULAB ALC-210.4电子天平。
不同PH值缓冲体系(pH=2.0~8.0)、0.100mol·L-1的HCl和NaOH溶液,实验所用试剂均为分析纯,所用水为三蒸水,所用葡萄采自张家口宣化。
葡萄皮花色苷的提取及稳定性研究(一)论文关键词:葡萄皮花色苷提取稳定性研究论文摘要:葡萄皮花色苷是一种天然色素,具有溶解性好、色彩鲜艳、易与食品结合上色等特点,是替代合成色素的一类重要食品添加剂。
本实验利用超声波辅助酸性乙醇溶剂法对葡萄皮花色苷的提取进行了研究,获得葡萄皮花色苷提取的最优工艺,并研究了花色苷对外界环境的稳定性。
实验结果表明,葡萄皮中花色苷的最适提取条件为:提取温度60℃,提取液的乙醇浓度80%,提取液 pH 0.5。
提取液的pH对花色苷提取率有显著性影响。
稳定性实验结果表明,低温条件下的花色苷较为稳定,随着温度的升高葡萄皮花色苷降解速度加快,稳定性逐渐下降;避光保存时花色苷稳定性最好,当葡萄皮花色苷溶液处于光照条件下,花色苷降解速率加快;蔗糖、防腐剂、亚硫酸钠对葡萄皮花色苷的稳定性无明显影响;H2O2对葡萄皮花色苷的稳定性有较大影响。
Keywords: grape skin; anthocyanins; extraction; stability test Abstract :Anthocyanins are natural technicolored pigments and are bright-coloured, which can dissolve in water and combine with food easily. They are important food additives instead of artificial colour.The anthocyanins were extracted from grape skin by ultrasonic wave and the stability of anthocyanins from grape skins were studied. The results showed the optimal temperature for extraction was 60℃, the concentration of ethanol was 80% and the pH was 0.5. The pH ofextraction had significantly influence on the ratio of extraction. The stability test showed that anthocyanins from grape skins with low temperature were stable and the rate of degradation was rapid when temperature was high. Light affected the stability of anthocyanins from grape skins and it was stable when anthocyanins were out of light. Glucose, aseptic, Na2SO3 had little influence on the stability of anthocyanins from grape skins;while H2O2 had great influence on the stability of anthocyanins from grape skins.1 绪论1.1 花色苷的概述花色苷是自然界中最庞大的一类水溶性色素,日常生活中人们食用的被子植物和开花植物中,至少有27个科,73个属和很多个种的植物中含有花色苷类物质[1]。
葡萄皮色素研究进展
关键词:葡萄皮色素、提取工艺、稳定性、开发前景
摘要:葡萄花色素作为天然色素可作为食品着色剂,还具有其他许多生理功能,葡萄花色苷应用于食品,不仅具有优越的色泽而且增加了产品的附加值。
其最佳提取方法是超声波法提取法,pH值、温度、酸度、氧化剂、金属离子都对其稳定性有一定影响。
随着生活水平的不断提高, 人们对食品的安全性越来越关注, 更倾向于食用无毒无害的绿色食品。
色素是一种重要的添加剂, 广泛应用于食品、日用化工产品、化妆品、医药卫生以及印染工业等领域。
随着人类对合成色素毒性作用认识的深入, 开发应用天然色素, 回归大自然是大势所趋。
我国葡萄资源丰富, 年产葡萄140多万t,目前产量还在逐年递增。
其中80%用于酿酒, 因此, 每年将产出数以万吨计的葡萄皮渣。
从葡萄皮渣中提取的葡萄皮红色素, 其色泽鲜艳, 安全, 染色优良, 还具有改善肝脏、防御身体过氧化、防止动脉硬化以及提高视力等生理功能, 它还具有抗氧化和清除自由基的作用,有一定的药用与保健价值,是一种非常重要的天然食用色素和理想的食品添加剂,可以作为食品及化妆品等的着色剂。
葡萄皮色素异名又叫葡萄皮红色素,从紫色葡萄皮中提取而得,属花色苷类化合物。
色素苷是花色素和糖以糖苷键结合而成的一类化合物,广泛存在于植物的花、果实、茎、叶和根器官的细胞液中,使其呈现由红、紫红到蓝等不同的颜色,属于类黄酮——以黄酮核为基础的一类物质中并能呈现红色的一族化合物。
葡萄花色素苷分布于果皮、果肉、葡萄籽、芽鳞片等部位,主要是果皮,是赋予葡萄与葡萄酒颜色的主要物质,对葡萄酒质量有着重要的影响。
葡萄花色素苷赋予葡萄果实红色,可以吸引动物取食,从而利于葡萄种群扩散。
葡萄花色素苷还具有吸收紫外线、作为抗氧化剂、作为结构分子以及信号转导等作用,对果实色泽、风味、口感和营养价值等都具有重要的作用。
葡萄皮色素苷作为天然色素,除可作为食品着色剂如葡萄皮红色素应用于许多食品中,还可作为保健药品具有抗炎症、毛细管强化、抗眼科领域疾患等药理功能。
此外,还具有其他许多生理功能:①抗氧化以及消除自由基,陈年红葡萄酒中的花色素苷可以消除H2O2对人体血液中红细胞的伤害,以及降低血液中的活性氧和高铁血红蛋白;②改善肝脏以及血清中的脂质,防止动脉硬化;③抗变异原和抗肝炎;
④防御生物体过氧化,红葡萄的花色苷在体内除了抑制人体中LDL的过氧化外,还有延迟血小板凝集作用等功能;⑤防止动脉硬化和提高视力等。
葡萄皮红色素成分主要为锦葵色素-3-葡萄苷(oenins),丁香啶(syringidine),二甲翠雀素、甲基花青素、3′-甲基花翠素、翠雀素等。
花色苷溶于水和乙醇,不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂;遇醋酸铅试剂会沉淀 ,并能被活性炭吸附;其颜色随pH值不同而改变,在酸性条件下显色较好,呈红色,在中性、近中性条件下呈无色,在碱性条件下呈蓝色。
一、葡萄皮红色素提取工艺
根据其化学特性,当前花色苷的提取方法主要有以下几种:溶剂浸提、超声波辅助提取、超临界流体萃取、微波萃取、酶法提取、亚临界水提取。
其中超
声波辅助提取法和酶法提取比较完备。
对于应用较广泛的传统溶剂提取法来说,技术已经相对比较成熟,不足之处是大多数有机溶剂毒副作用大且产物提取率低。
超临界流体萃取技术作为近30年来发展起来的一种新兴技术,具有传统萃取方法所不具备的优势,与溶剂提取法相比,省去了溶剂回收以及精炼过程,从而降低了成本,容易实现工业化生产,但设备成本过高。
但目前国内尚未有报道应用此技术提取葡萄皮中花色苷的文章。
亚临界水提取是一种新技术,该法清洁、有效、产率较其他方法也高,但是由于该技术目前还处于研究发展阶段,对工艺条件要求较高,工业生产中还未广泛应用。
到目前发表的文章中葡萄皮色素最佳提取方法是:通过超声波法提取葡萄皮色素,其最佳工艺条件是:以90 %的乙醇溶液为提取溶剂,超声波作用时间20 min,提取温度为60 ℃、料液比为1:6。
超声波法提取葡萄皮色素所得葡萄皮色素粗产品的提取率为7.38 %。
二、葡萄皮色素稳定性研究
(1)葡萄皮色素溶解性
葡萄皮色素在水、甲醇、乙醇、甘油、冰醋酸溶液中有良好的溶解性,而且色素溶解后长期放置均无变化,色素非常稳定。
(2)pH值对葡萄皮色素稳定性的影响
葡萄皮在不同pH值的体系中具有不同的色调和色度。
当pH值小于3.9时,色素呈现其最强的红色,颜色深;当pH值在4.1~4.4之间时,色调基本保持不变,但色度略有下降;当pH值大于4.8时,颜色逐渐变为橙黄色直至无色。
通过光谱分析发现,该色素在不同pH值条件下具有不同的结构。
当pH值小于3.9时,在可见光区有一个最大吸收峰(510nm处),随着pH值的增大,吸收峰逐渐降低直至消失。
可见,葡萄皮色素作为红色色素适用于酸性或弱酸性食品。
(3)温度对葡萄皮色素稳定性的影响
葡萄皮色素受温度的影响程度取决于受热时间和温度:温度越高,色素保持稳定的时间越短。
葡萄皮色素对巴氏消毒是稳定的,对高温(90℃)、短时间(30min)热处理也足稳定的,颜色均无变化。
但长时间处于较高温度下色素会发生褐变,因此,在应用此色素进行食品着色后,使用巴氏消毒或高温、短时间的热处理方法都可以最大限度地保持该色素的色调和色度,即保持色素的稳定。
(4)酸度对葡萄皮色素稳定性的影响
葡萄皮色素溶液在pH< 4 时呈紫红-红色, 颜色鲜艳; 在pH4~5 之间颜色逐渐变浅, 但仍为较浅的粉红色, 当pH=5.33 时, 吸光度值最低; pH> 5.33时, 溶液颜色由浅粉变为浅黄, 随着pH 值的继续增加,颜色由浅黄色逐渐变为绿色, 且吸光度值逐渐增大。
可见, 葡萄皮色素在酸性及弱酸性条件下较稳定, 所以该色素适用于酸性及弱酸性条件。
(5)氧化剂对葡萄皮色素稳定性的影响
在葡萄皮色素溶液中加入氧化剂H2O2水溶液, 对葡萄皮色素稳定性有较大的影响; 随着加入的H2O2 浓度的增加, 溶液的吸光度值继续变小, 所以葡萄皮色素在做食品添加剂和其他用途时应避免葡萄皮色素与强氧化剂的接触。
(6)金属离子对葡萄皮色素稳定性的影响
在葡萄皮色素溶液中加入Fe3+ 后, 溶液颜色迅速由红色变为浅黄色; 随着Fe3+ 浓度的增大,色素溶液的颜色逐渐加深, 且吸光度值也逐渐增大, 说明葡萄皮色素对Fe3+ 非常敏感, 因此色素应尽量避免与铁制容器接触。
三、开发前景
(1)具有资源优势
葡萄是我国重要的果树。
改革开放和农村产业结构的调整促进了葡萄栽培业的发展,特别近十年葡萄栽培面积和产量一直呈上升趋势, 葡萄种植多集中于新疆、山东、河北、辽宁、山西、吉林和河南等地, 新疆占葡萄总产量的38.5%。
辽宁地处东北地区南部,气候条件优越,是鲜食和加工葡萄的主要产区。
2003年全省葡萄面积达7.33万公顷产量90.7万吨,占水果总产量的26%,仅次于苹果产量,位居全省第二,拥有丰富的葡萄花色苷资源。
(2)可综合利用
在酿制白葡萄酒和加工果汁饮料时,葡萄皮色素(花色苷)绝大部分仍存在于葡萄皮废渣中,即使酿制红葡萄酒。
葡萄皮中的色素仍有20%存在于葡萄皮废渣中, 因此,从葡萄饮料和酿酒工业中产生的大量葡萄皮残渣中提取天然葡萄花色苷具有充分利用资源、成本低、效益高的良好开发前景。
(3)应用领域广阔
天然葡萄皮色素不仅具有鲜艳的色调,还有广泛的生物活性。
因此在食品行业中得到广泛应用。
应用领域主要包括:饮料、如果汁饮料、水基调香饮料、碳酸饮料等,用花色苷来进行调色;酒类,花色苷可用于啤酒、果酒、葡萄酒及低酒精饮料中,其稳定性取决于PH 值、乙醇含量和糖的浓度,葡萄花色苷添加于葡萄酒中可增强葡萄酒抗肿瘤和降低血脂作用,葡萄酒的花色苷添加量约为500~1000mg/kg主要成分为矢车菊素、飞燕草素、锦葵色素、甲基花青素以及矮牵牛苷配基等5种花色素诱导体,作为天然色素的花色苷也已广泛应用于果酱、腌制品、果冻、雪糕、冰淇淋、糖果等食品中,也可利用其具备的生理活性功能开发出相应的保健品,可见,葡萄花色苷应用于食品,不仅具有优越的色泽而且增加了产品的附加值。
参考文献:
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