食用玫瑰花褪色原因及控制措施研究进展

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楼主 2021-01-13 10:32:39
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食用玫瑰花瓣层厚,色泽艳丽,含有丰富的花色苷类物质——红色素,其具有安全无毒、色香诱人的特点,是世界各国普遍允许使用的一类天然红色素。然而食用玫瑰花及其制品在长期贮存的条件下,花色会变暗褪色,这种现象对食用玫瑰花红色素的提取及利用、玫瑰花的加工生产等方面造成了较大影响。

食用玫瑰花所含花青素是构成其花瓣颜色的主要色素之一,然而,花青素在生物体内极不稳定,容易受环境因素的影响而降解为褐色或无色的化合物。食用玫瑰花中的花青素常以花色苷的形式存在,即花青素与糖以糖苷键的形式结合而成的一类化合物,这种化合物具有抗氧化、抗突变、抗癌、抗炎等广泛的生物活性,普遍存在于植物花卉和果实中,使它们呈现丰富多彩的颜色。

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1、 食用玫瑰花所含花色苷的结构及其稳定性

食用玫瑰花中丰富的花青素在玫瑰花液泡中主要是以糖苷的形式存在,即花色苷,它属于类黄酮类化合物,是以花色素作为配基与个或多个葡萄糖、半乳糖等以糖苷键的形式结合而成的,花色苷配基的基本结构为2-苯基苯并吡喃阳离子。

食用玫瑰花中花色苷的结构类型

研究发现,玫瑰花中含量较多的花色苷为矢车菊素-3,5-二葡萄糖苷和天竺葵素-3,5-二葡萄糖苷,其中主要的花色苷——矢车菊素-3,5-二葡萄糖苷的质量分数为85%



影响食用玫瑰花中花色苷稳定性的因素

*结构

花色苷可以发生种取代反应:羟基化、甲基化、糖基化和酰基化。一般来说,2-苯基苯并吡喃阳离子结构中羟基数目的增加会减弱花色苷的稳定性,甲基化程度提高则有利于增强其稳定性,而花色苷游离羟基的糖基化及酰基化也将增加花色苷的稳定性。

*pH值

当溶液pH值处于微碱环境下时(8pH10),花色苷主要以蓝色的离子化醌式碱的形式存在;当溶液pH值处于中性或微酸性环境下时,花色苷主要以紫色或浅紫色的中性醌式碱的形式存在;当溶液pH值处于中酸性环境下时(3pH6),花色苷的存在形式是无色的甲醇假碱和查尔酮假碱;当溶液处于较强的酸性环境下时(pH2),主要以花色烊阳离子形式存在,使花色苷呈现红色。

*温度

当温度较低时,花色苷的积累加快、颜色加深,使花色苷更稳定;当温度较高时,可能抑制花色苷的酶降解作用,但也会阻碍花色苷在细胞中的积累。

*光照

光照对食用玫瑰花色苷有两方面的作用:首先,光照是合成花色苷的重要因子;其次,光照的存在又会加速花色苷的降解反应。

*酶

食用玫瑰花中可降解花色苷的酶类主要有花色苷糖苷酶、多酚氧化酶(PPO)等,其中花色苷糖苷酶又称花色苷酶,可水解花色苷的糖苷键促使其降解生成花色素和游离的糖,花色素的稳定性较差,可自动转换成无色化合物。PPO在有氧条件可催化酚类物质发生褐变反应,而食用玫瑰花中含有大量的酚类物质,可在PPO的催化下发生褐变反应。

*水分含量

水分含量可影响花色苷的积累量和稳定性,当食用玫瑰花适度缺水或水分过量(如水淹)等情况下会诱导花色苷的合成,提高花色苷的含量。

*氧气

食用玫瑰花中的花色苷为多酚类化合物,在有氧的条件下易与PPO发生褐变反应,因此氧气使花色苷发生氧化降解,产生无色查尔酮或褐色物质。在有氧的条件下,花色苷发生降解与外部环境中的pH值、温度和光照有很大关系,当pH值增加时,花色苷降解速率加快,而光照则更能加剧花色苷的降解反应。

*抗坏血酸

抗坏血酸是食品中常用的抗氧化剂,对花色苷颜色的稳定有几种不同的作用:当温度较高时,抗坏血酸可促进花色苷发生降解反应生成无色或褐色物质;当温度较低时,抗坏血酸可以加速色素的聚合反应,对花色苷起稳定作用。

*糖及降解产物

糖及其降解产物对食用玫瑰花中花色苷稳定性的影响机理主要是因为高浓度的糖溶液可降低食用玫瑰花中的水分活度,使花色苷不易水合成无色的醇型假碱结6构,从而增加花色苷的稳定性。

*金属离子

Ca2Fe2Cu2Al3等金属离子易与花色苷的邻位羟基结构发生络合反应形成稳定的螯合物,保护花色苷的颜色不受破坏,特别是Fe3在一定程度上具有增色作用。

2、 防止食用玫瑰花褪色的控制措施



利用辅色作用提高花色苷的稳定性

一般来说,植物细胞的酸碱度多为微酸性或中性,花色苷在这种条件下颜色较浅,而食用玫瑰花在自然条件下之所以呈现鲜艳的颜色与辅因子的辅助成色作用有密切关系,而辅色作用则是通过花色苷与辅助因子相互作用形成类似三明治结构的反应过程,进而阻止花色苷的水化转换,达到提高花色苷稳定性、增强食用玫瑰花色泽的效果。

选择合适的pH值溶液处理食用玫瑰花

柠檬酸溶液处理食用玫瑰花可降低细胞液内pH值,增加花色苷在酸性溶液中的溶解程度,使其保持红色的花色烊阳离子结构;由于苹果酸和乙酸可使花色苷发生酰基化作用,因此,可以防止水化反应引起的花色苷失色,对花色苷的色泽稳定性起到保护作用。

采用低温贮存提高花色苷的稳定性

食用玫瑰花中所含的酶类是影响花色苷稳定性的主要因素之一,而食用玫瑰花褪色不仅涉及了花色苷糖苷酶对花色苷的降解反应,又与玫瑰花中所含的花色苷、单宁等多酚类物质所发生的酶促褐变有关,因此,可采用低温冷冻的方法降低酶的催化活性及阻碍微生物的生长繁殖,使玫瑰鲜花得以长时间保藏而不腐败变质。

采用避光保藏食用玫瑰花

光照对花色苷的影响虽不是最主要的作用因素,但也会对花色苷的降解起到促进作用,不同类型的光照对花色苷的影响是不同的,比如说蓝光和紫外光可有效促进花色苷合成,而长时间日光照射可促进花色苷降解,导致食用玫瑰花褪色。因此,将食用玫瑰花避光保藏可延缓花色苷的降解。

利用干燥技术对食用玫瑰花进行保色处理

目前,既能保持食用玫瑰花良好的形态和色泽,又可延长其保藏期常用的方法就是干燥法,其目的是通过降低食用玫瑰花的水分含量,来提高花色苷的稳定性。

采用控氧技术提高花色苷的稳定性

氧气是引起食用玫瑰花褪色最直接最主要的因素之一,因此,可采用控制贮藏环境中氧气浓度的方法以避免玫瑰花与空气中的氧气接触导致褐变或褪色,进而延长其保藏期。

添加食品添加剂

在食用玫瑰花生产与贮存中,食品添加剂的应用也可对玫瑰花起到护色作用,例如金属离子、苹果酸、柠檬酸、山梨酸钾、糖及盐等。

3、 结 语



在自然环境下,玫瑰花褪色主要涉及酶促褐变反应、花色苷结构改变及外界环境因素的作用,而本文主要论述了玫瑰花褪色原因及其控制措施,但有些措施由于考虑到经济、能耗等方面的问题,还未在研究领域或实际生产中得到广泛的应用,这就需要科研工作者在研究领域不断创新,进一步优化控制措施,为玫瑰生产和贮藏方面提供更加有效合理的控制方法。


内容来源于《食品科学》20179期文章《食用玫瑰花褪色原因及控制措施研究进展》,作者:张志国,姜闪,点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

编辑:袁艺

责任编辑:张睿梅



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