王祖建 崔子玟 李柯凡

（蚌埠學院食品與生物工程學院，安徽蚌埠 233000）

天然色素是用于改善食品色調(diào)色澤的食品添加劑[1]，主要從植物中提取，同時也有一部分來自于動物和微生物。天然色素具有安全性高、無毒副作用以及色調(diào)自然的優(yōu)點，其開發(fā)利用越來越受到人們重視[2]。仙人掌果資源豐富，其中的紅色素色澤鮮艷，水溶性好，無毒無害，是一種優(yōu)質(zhì)的天然色素[3]。目前，仙人掌果紅色素的研究主要集中在提取方面，在食品中的應用研究相對較少。

風味飲料具有口味豐盛、方便飲用等特點，深受大眾消費者喜愛。生產(chǎn)商通常會在風味飲料中添加食用色素，使其外觀與食品名稱一致[4]。仙人掌果紅色素含量大且易于提取，若能加工利用，其經(jīng)濟效益將十分可觀[5]，但由于天然色素容易褪色等問題，一般會加入護色劑對其進行改善[6]。因此，本文對抗壞血酸、D-異抗壞血酸鈉、山梨酸鉀、EDTA-2Na等對仙人掌果紅色素在葡萄風味飲料中穩(wěn)定性的影響進行探究，為仙人掌果紅色素在風味飲料中的應用提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

海南仙人掌果、白砂糖、葡萄香精、檸檬酸、酒石酸、D-異抗壞血酸鈉、L-抗壞血酸鈣、抗壞血酸、山梨酸鉀、EDTA-2Na。所用材料與試劑均為食品級。

1.2 儀器與設備

分析天平、752N 紫外可見分光光度計、RE-5203 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、SHZ-D Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵、水浴鍋、恒溫培養(yǎng)箱等。

1.3 試驗方法

1.3.1 仙人掌果紅色素提取工藝。參照王登宇的方法提取仙人掌果紅色素[5]。仙人掌果紅色素濃縮液具體提取步驟為仙人掌果預處理、水浴醇提、抽濾、離心、旋蒸。

1.3.2 葡萄風味飲料的制備。①葡萄風味飲料的基礎(chǔ)配方：檸檬酸0.3%（以試驗所需配的容量為基數(shù)，按百分比進行，下同），酒石酸0.05%，葡萄香精0.1%，白砂糖8%，仙人掌果紅色素8%。②葡萄風味飲料的加工過程[7]：調(diào)配、殺菌、熱灌裝到PET 瓶、冷卻、成品、貯存于25 ℃的恒溫培養(yǎng)箱。③飲料吸光度的測定：以蒸餾水為空白對照，在530 nm光譜波長條件下測定飲料的吸光度，每3 d測一次[8]。

1.3.3 單因素試驗。①D-異抗壞血酸鈉、L-抗壞血酸鈣、抗壞血酸添加量對飲料中色素穩(wěn)定性的的影響。葡萄風味飲料中分別加入D-異抗壞血酸鈉、L-抗壞血酸鈣和抗壞血酸，添加量為0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，山梨酸鉀0.03%，EDTA-2Na 0.002%，比較15 d后吸光度大小，確定最適護色劑和最適添加量。

②山梨酸鉀添加量對飲料中色素穩(wěn)定性的的影響。葡萄風味飲料中加入D-異抗壞血酸鈉量0.04%，EDTA-2Na 0.002%，山梨酸鉀添加量為0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，比較15 d 后吸光度大小，確定山梨酸鉀最適添加量。

③EDTA-2Na添加量對飲料中色素穩(wěn)定性的的影響。葡萄風味飲料中加入D-異抗壞血酸鈉量0.04%，山梨酸鉀添加量0.02%，EDTA-2Na 添加量0、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%，比較15 d 后吸光度大小，確定EDTA-2Na最適添加量。

1.3.4 正交試驗。以D-異抗壞血酸鈉、山梨酸鉀、EDTA-2Na的添加量設計4因素3水平的正交試驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 D-異抗壞血酸鈉、L-抗壞血酸鈣、抗壞血酸對飲料中色素穩(wěn)定性的影響

由表1可知，未添加護色劑時，在恒溫培養(yǎng)箱中放置15 d 后的仙人掌果紅色素風味飲料吸光度為0.684，3 種護色劑分別添加后在恒溫培養(yǎng)箱中放置15 d后吸光度均在0.8以上，故添加3種護色劑對仙人掌果紅色素風味飲料的護色效果均有明顯提高。綜合比較各添加量下的護色劑在15 d后的吸光度大小，發(fā)現(xiàn)D-異抗壞血酸鈉的護色效果整體優(yōu)于抗壞血酸和L-抗壞血酸鈣，因此，最適護色劑選取D-異抗壞血酸鈉。隨著D-異抗壞血酸鈉添加量的增大，吸光度也在增大，但在添加量為0.04%時若繼續(xù)添加則出現(xiàn)吸光度值降低現(xiàn)象。因此，D-異抗壞血酸鈉的最適添加量為0.04%。

表1 抗壞血酸及其鈣鹽、鈉鹽對仙人掌果紅色素吸光度的影響

2.2 山梨酸鉀對飲料中色素穩(wěn)定性影響的結(jié)果分析

由圖1可知，與對照組相比，添加山梨酸鉀對仙人掌果紅色素風味飲料的護色有顯著的效果。隨著山梨酸鉀添加量的增大，吸光度值在增大，但當山梨酸鉀添加量達到0.02%時，再繼續(xù)添加山梨酸鉀含量則出現(xiàn)吸光度值下降現(xiàn)象，故護色效果開始變得不理想。觀察時間的推進，可以發(fā)現(xiàn)不同含量的山梨酸鉀下吸光度都是在逐漸下降，同時山梨酸鉀添加量為0.02%的吸光度值在15 d 數(shù)值最大。因此，山梨酸鉀的最適添加量為0.02%。

圖1 山梨酸鉀對仙人掌果紅色素吸光度的影響

2.3 乙二胺四乙酸二鈉（EDTA-2Na）對飲料中色素穩(wěn)定性的影響

由圖2可知，與對照組相比，在恒溫培養(yǎng)箱中放置的含仙人掌果紅色素的風味飲料，添加EDTA-2Na 護色劑具有很顯著的護色效果，并且隨著EDTA-2Na 添加量的增加，護色效果先提高后開始下降，原因可能是EDTA-2Na可以螯合溶液中的鋅、鐵等金屬離子，從而抑制這些離子對仙人掌果紅色素的破壞。隨著時間的推移，不同含量的EDTA-2Na 均有不同程度的下降，但比較吸光度數(shù)值發(fā)現(xiàn)EDTA-2Na 的添加量為0.002%時數(shù)值最大。因此，EDTA-2Na的最適添加量為0.002%。

圖2 EDTA-2Na對仙人掌果紅色素吸光度的影響

2.4 正交試驗結(jié)果分析

由表2、3 可知，仙人掌果紅色素在風味飲料中的應用研究的吸光度指標評分的主要影響因素順序依次為A>C>B，即D-異抗壞血酸鈉>EDTA-2Na>山梨酸鉀。從正交試驗表中可以得出仙人掌果風味飲料護色劑添加量的最佳的配比為A2B2C2，即D-異抗壞血酸鈉0.04%，山梨酸鉀0.02%，EDTA-2Na 0.002%。

根據(jù)最優(yōu)護色劑配比A2B2C2制備仙人掌果紅色素風味飲料，并測定在恒溫培養(yǎng)箱中放置15 d后的吸光度值，平行試驗3次。測得其吸光度值平均值為0.856，與正交試驗中最好的一組的吸光度值0.851接近。

3 結(jié)論

試驗結(jié)果表明，當D-異抗壞血酸鈉添加量為0.04%、山梨酸鉀添加量為0.02%、EDTA-2Na添加量為0.002%時，飲料在25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中放置15 d后的吸光度值為0.856，對葡萄風味飲料中仙人掌果紅色素的護色效果最好。