辣椒的热稳定性分析

辣椒的热稳定性分析

青椒是一种天然的红棕色。它是从成熟的红棕色水果中提取的天然色彩。结构多烯，属于胡枝子。辣椒色素色泽鲜艳,色价高,着色力强,保色效果好,不仅广泛应用于水产品、肉类、糕点、色拉、罐头、饮料等各类食品的着色,还可以有效地延长仿真食品的货架期。近年来,随着合成色素毒性的不断发现,世界各国使用合成色素日趋减少,辣椒色素安全性高,无毒副作用,被联合国粮农组织和世界卫生组织列为A类食用色素。其作为绿色环保产品在多领域有着十分广泛的应用。此外,辣椒色素还具有很高的生理功能和很好的发展前景。辣椒色素中着色成分有极性较大的红色组分,主要包括辣椒红素(C40H56O3)和辣椒玉红素(C40H56O4),占色素总量的50%～60%,还含有极性较小的黄色组分,主要包括β-胡萝卜素和玉米黄质等。在辣椒色素的生物合成中,脂肪酸与辣椒中色素的酯化反应同时发生,致使成熟红辣椒中70%～80%的色素以酯的较稳定形式存在。目前对辣椒色素的稳定性大多以色素混合物的形式进行研究,而辣椒色素单体组分的稳定性研究鲜见报道。为此,从辣椒色素中分离色素单体组分并分析其热稳定性,探讨单体组分热稳定性差异对辣椒色素呈色的影响,以期为辣椒色素的精深加工和利用提供理论依据。1材料和方法1.1材料表面1.1.1实验青椒为充分成熟的红色平板椒,新鲜、无霉变及病虫害,购自贵阳市花溪区农贸市场。50℃烘箱干燥备用。1.1.2主要试验试剂石油醚、丙酮、蒸馏水、硅胶G、乙酸乙酯、正己烷和无水乙醇,均为分析纯。1.1.3材料、试剂和仪器UV-7502Pc紫外可见分光光度计,DZKW-4型数显电子恒温水浴锅,FZ102微型植物试样粉碎机,CS202-B型电热保温干燥箱,ME215精密电子天平,索氏提取器,SHZ-C型循环水式多用真空泵,ZK-Ⅰ型真空干燥箱和202-4型电热鼓风干燥箱。1.2测试方法1.2.1青椒单体成分的分离和检测1索氏提取液的制备参照文献进行,即干辣椒粉碎后,用小布袋装好放入索氏提取器中,然后倒入相当辣椒粉重量5倍体积的95%乙醇进行提取5h。减压回收溶剂,得深红色浸膏。2带的击穿液带水带采用柱层析法分离辣椒色素溶液,选用乙酸乙酯作为洗脱液,收集不同谱带的流出液。把相同谱带的流出液合并,通过真空干燥得到几组辣椒色素浓缩液(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅵ),用无水乙醇稀释,用紫外可见分光光度计在300～580nm波长内每隔10nm波长测定其吸光度,绘制吸光曲线。3管色点样的制备将上述几组色素在薄层板上进行点样展开分析,涂布好的薄层板风干后在110℃活化0.5h使用。用微量毛细管点样,点样后的薄层板在展开剂(石油醚∶丙酮=10∶1)中充分展开。取出展开后的玻璃板,并在暗处挥发干燥,防止色素样点在光照下分解。测定色素溶液的Rf值,结合吸光曲线最大吸收波长确定色素单体组分。1.2.2色素溶液的动态检测将分离得到的几种色素浓缩液用无水乙醇稀释定容,分别在35℃、55℃和75℃水浴锅中保温,动态检测色素溶液的吸光度(A)。色素降解率/%=(原始吸光度−吸光度测定值)原始吸光度/%=(原始吸光度-吸光度测定值)原始吸光度2结果与分析2.1玉米黄质二酯类主体色素的检测从图1可知,辣椒色素Ⅰ的最大吸收波长为470nm,且在500nm处有一个肩峰,与DamasoHornero-Mendez,M.等的研究结果相符,结合表中结果,可以认定该种色素为辣椒红素二酯。辣椒色素Ⅱ的最大吸收波长为475nm,结合表中和文献报道结果,判定该种色素为辣椒玉红素。辣椒色素Ⅲ的最大吸收波长为451nm,与玉米黄质最大吸收波长451nm相吻合,结合表中结果,判定辣椒色素Ⅲ为玉米黄质二酯。辣椒色素Ⅳ的最大吸收波长为450nm,结合表中与文献报道结果,判定该种色素为β-胡萝卜素。2.2青椒烟膏的稳定性2.2.1辣椒红素二酯对辣椒红素的吸附由图2看出,加热对辣椒红素二酯的吸光度有明显影响,随着处理温度和处理时间的增加,辣椒红素二酯的含量下降速率加快,55℃、75℃处理条件下辣椒红素二酯的吸光度下降低速度较35℃条件下快。通过二因素方差分析,热处理时间对辣椒红素二酯的含量影响显著(P<0.05),温度对辣椒红素二酯的含量影响极显著(P<0.01)。2.2.2吸光度的下降从图2可知,随着加热温度和时间的增加,辣椒玉红素的吸光度逐渐减小,温度越高,损失越大,75℃条件下吸光度的下降速度较35℃、55℃条件下快,色素损失严重。通过二因素方差分析,加热温度及时间对辣椒玉红素含量均有极显著影响(P<0.01)。2.2.3质二酯的吸光度由图2可知,随着加热温度和时间的增加,玉米黄质二酯的吸光度逐渐降低,温度越高,色素损失越严重。通过二因素方差分析,加热温度及时间对玉米黄质二酯的含量均有极显著影响(P<0.01)。2.2.4吸光度的测定从图2可知,随着加热温度和时间的增加,β-胡萝卜素的吸光度逐渐降低,在120min后吸光度趋于稳定。通过二因素方差分析,加热温度和时间对β-胡萝卜素的含量均有极显著影响(P<0.01)。2.3辣椒红素二酯类化合成盐的结构及稳定性从图3看出,各色素单体组分经75℃,150min保温处理,辣椒色素单体溶液的稳定性受温度影响,其降解率由大到小依次为β-胡萝卜素>玉米黄质二酯>辣椒红素二酯>辣椒玉红素。说明,辣椒色素组分的热稳定性有明显差异,红色系组分热稳定性较黄色素组分好,自氧化速率较黄色系慢。辣椒色素酯结构中,红色系主要被短链饱和脂肪酸(如月桂酸、肉豆范酸)酯化,黄色系主要被长链不饱和脂肪酸(如亚油酸)酯化,酯化形式的色素比游离色素稳定,利于色素的保护,其饱和脂肪酸酯的稳定性优于不饱和脂肪酸酯。辣椒红素二酯的结构含有11个共轭双键,6位有1个共轭酮基和1个环戊烷环,共轭酮基是辣椒红素分子含有的特殊基团,使其具有较强的生理功能及氧化稳定性;辣椒玉红素结构中6,6位有2个共轭酮基,稳定性比辣椒红素更强;而玉米黄质二酯及β-胡萝卜素缺少类似结构,因此,红素二酯和玉红素的稳定型优于黄色系列的玉米黄质二酯和β-胡萝卜素。但玉米黄质二酯的分子中有11个共轭双键且尾端基团上带有羟基,这种结构使得其与β-胡萝卜素相比具有较强的抗氧化能力。所以,辣椒色素单体的辣椒红素,特别是酯化结构的存在利于保持其贮藏加工的稳定性。据报道,温度对辣椒色素的稳定性有影响,但辣椒色素在20～90℃相对稳定。温度越高,色素损失越多,当超过100℃时,色素极不稳定。本试验结果表明,辣椒色素中单体组分在75℃经150min后色素损失率为17.0%～29.6%,热稳定性与上述报道结果相似。与辣椒果实热处理后色素损失情况比较,提取后辣椒色素稳定性较果实中色素大大降低,原因主要是辣椒果实中辣椒色素被提取出来后,由于失去了细胞膜等的生物保护机制,各种外部条件对其均可产生不同的影响,破坏其稳定性,导致存在于果实组织细胞中色素稳定性优于提取后的色素成分。3微胶囊技术对辣椒色素稳定性的影响环境条件引起的色素氧化降解损失是辣椒贸易与工业中的一个重要问题,降解反应的机理也不同,如高温低温下的自氧化,在氧化脂肪存在时的偶合氧化以及直接吸收光能的自动催化降解等。另外,不同辣椒类胡萝素对不同条件的敏感性也不一样。本试验分离获得的辣椒红素二酯、辣椒玉红素、玉米黄质二酯及β-胡萝卜素对温度均较敏感,加热温度对其稳定性均有极显著影响,随着加热温度和时间的增加,色素损失加快。其中,红色系的热稳定较黄色系好,红色系中辣椒玉红素较辣椒红素二酯的热稳定性高,黄色系中玉米黄质二酯热稳定性较β-胡萝卜素高。辣椒色素的稳定性对其应用有主要影响,