Исследование стабильности природного антоцианидина

Продукты питания все имеют определенные цветовые характеристики- да.и качество цвета непосредственно влияет на потребителей#- 39; Приемлемость пищевых продуктов и оценка их качества. Двумя основными видами пищевой окраски, используемыми в пищевой промышленности, являются синтетические и натуральные пигменты. Синтетические пигменты очень стабильны, обладают сильной красочной мощностью и недороги, но по мере развития исследований было обнаружено, что многие синтетические пищевые пигменты, которые когда-то разрешались для использования, оказывают более или менее вредное воздействие на организм человека, поэтому рынок натуральных пигментов расширяется [1].Антоцианин (антоцианин)Являются одним из видов натурального пигмента, который широко используется. Они относятся к классу полифенолических соединений. Большинство цветов, фруктов и овощей в природе имеют яркие цвета, потому что они богаты антоцианинами [2]. Антоцианины имеют не только яркий цвет, но и сильную антиоксидантную активность. Они являются прекрасным природным антиоксидантом и свободным радикальным мусорщиком [3] и могут снизить заболеваемость ишемической болезнью сердца, раком и цереброваскулярными заболеваниями [4].

Однако из-за высокой активности антоцианинов на стабильность антоцианинов могут влиять такие факторы, как температура, pH, кислород, акорбиновая кислота и частицы металла [2]. Антоцианин разлагается под внешним воздействием в коричневые или бесцветные продукты разложения [4], что влияет на их цвет и четкость, накладывая определенные ограничения на использование пигментов антоцианина. Поэтому вопрос о Том, как повысить устойчивость антоцианинов, является ключевым для нынешнего продвижения и использования пигментов антоцианина [5].

1 факторы, влияющие на стабильность антоцианина

1.1 воздействие pH на антоцианины

PH может изменять структуру или состав антоцианинов, тем самым изменяя их цвет. Исследования показали, что простые сахарные антоцианы существуют в виде 2- фенилбензопиранных катионов (AH+) при pH < 2 и в виде псевдобаз квиннотипа (B) или халкони (C) при pH4-5. В настоящее время они бесцветны и имеют форму спирта типа а при pH > 6 [6]. Именно эти структурные изменения приводят к появлению антоцианинов в различных цветах при различных значениях pH. При pH < 2 они кажутся ярко-красными; При нейтральном pH они являются фиолетовыми; При pH щелочности они кажутся синими; При pH > 11 они могут выглядеть темно-зелеными [7].

Янг и др. обнаружили, что поглощение антоцианина розы не сильно меняется при pH 2-7. Чем меньше pH, тем ярче цвет. После pH 7 поглощение сильно меняется, а цвет меняется [8]. Ayeg-ul K et al. изучали стабильность антосианина путем нагрева антосианина растворов различных pH. они обнаружили, что после нагрева в водяной ванне при 70 °C в течение 8 ч, период полураспада образца пигмента с pH ниже 4,0 был значительно выше, чем у образца пигмента с pH выше 5,0 [4]. Это свидетельствует о Том, что антоцианин относительно стабилен в кислотных условиях и что антоцианин, как правило, подходит в качестве добавки для кислых пищевых продуктов.

1.2 влияние света на антоцианины

Свет (особенно ультрафиолетовый) может вызывать разложение или окисление естественных пигментов, в результате чего они теряют свой цвет. Естественные пигменты, как правило, более стабильны при низких температурах или в сухом состоянии. Нагрев или высокие температуры могут ускорить реакцию изменения цвета, и они особенно подвержены окислению и угасанию при нагреве до точки кипения [5]. Cao et al. поместили водный раствор пигмента мулберри под прямым солнечным светом в течение 6 часов и обнаружили, что пигмент разлагается на 30%. При помещении в темное время суток поглощающая способность снижается на 0,03% [9]. Жу и др. использовали различные монохромные свет для облучения пигмента розы бедра и изучали тренд изменения содержания пигмента. Они обнаружили, что пигмент был уничтожен быстрее всего под синим светом, в то время как он был уничтожен медленнее всего под красным светом. При той же интенсивности света порядок уничтожения пигментов по каждому монохромному свету, от самого большого до самого малого, был следующим: синий свет, белый свет, зеленый свет, фиолетовый свет, желтый свет, оранжевый свет и красный свет [10].

1.3 воздействие тепла на пигменты антоцианина

Отопление может способствовать деградации пигментов антоцианина, которые потеряют свой яркий цвет. Большое число исследований показало, что скорость разложения антоцианина возрастает, а период полураспада снижается после нагрева. Cuipeppe, Garzon K, Aysegul K[4, 11, 12] и другие исследователи обнаружили, что термическое разложение антоцианинов следует первой термодинамической формуле, а разложение антоцианинов ускоряется с увеличением температуры и времени нагрева. Нагрев раствор Роза антоцианин в течение 2 часов привел к большей скорости изменения поглощения пигмента выше 60 градусов [8].

Период полураспада антоцианина моркови при 70 - ти гравюре составляет 16,7 часа, в то время как при 80 - ти гравюре сокращается до 10,1 часа, а при 90 - ти гравюре составляет всего 5,0 часа. Низкие температуры способствуют предотвращению деградации антоцианов.  Период полураспада антоцианина моркови при 37 - ти градиентах составляет 4,1 недели, а при 20 - ти градиентах 18,7 недели. При хранении на 4°C период полураспада составляет 71,8 недели, а антоцианин разлагается менее чем на 36% в течение одного года [4].

1.4 воздействие ионов металлов

Natural pigments generally do not react with common main group metal ions such as K+, Ca2+, and Na+. Only some metal ions with a slightly higher molecular weight, a high valence state, and metal activity, such as A13+, Zn2+, Cu2+, and Fe3+, react with the pigments, affecting the stability of the pigments and causing the pigments to fade or precipitate [5]. Yang et al. found that N, K+, A3l+, Ba2+, Cd2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+, Mg2+, and Pb2+ ions have no adverse effect on the stability of the pigment, while Fe3+ causes the pigment solution to darken and Sn4+ and B3i+ cause the pigment to precipitate [8]. Peng et al. found that Fe3+ and Sn2+ had a significant effect on the absorbance of the pigment, while salt and sucrose had little effect on the pigment [13]. Du et al. found that Fe3+, Zn2+, and Cu2+ ions had a certain effect on the stability of the pigment. As the storage time increased, the absorbance value decreased, with Zn2+ having the greatest effect. Ca2+ ions have a certain protective effect on color [14].

1.5 воздействие других добавок

Чен и др. обнаружили, что аскорбиновая кислота может значительно снизить цветоустойчивость миротловых антоцианинов, ускорить процесс исчезновения пигментного раствора, и чем выше концентрация аскорбиновой кислоты, тем хуже устойчивость антоцианинов. Проанализировано, что аскорбиновая кислота не должна использоваться для защиты цвета или повышения содержания аскорбиновой кислоты при переработке фруктов и овощей, богатых антоцианинами [15]. Янг и др. добавили сахарозу и витамин с в водный раствор мюльберри антоцианин отдельно и обнаружили, что поглощение пигмента не было затронуто, когда концентрация сахарозы составляла 0-7 мг/мл. Когда содержание витамина с составляло от 0 до 4 мг/мл, его присутствие вызывало определенное увеличение максимальной абсорбции пигмента, и чем выше содержание, тем выше абсорбция [8].

Ли и др. изучали стабильность антоцианов в гранатовом соке и обнаружили, что три подсластителя sucrose, белковый сахар и aspartame не влияют на его стабильность. Добавление витамина с привело к уменьшению абсорбции гранат сок антоцианинов, а по мере увеличения концентрации витамина с, поглощение пигмента сократилось, а цвет стал светлее. Был сделан вывод, что аскорбиновая кислота вызывает разложение антоцианинов в соке, в результате чего цвет гранатового сока исчезает [16]. Сюй и др. пришли к выводу о Том, что глюкоза, сукроза, бензоат натрия и сорбат калия, которые широко используются в продуктах питания, не оказывают существенного негативного воздействия на мулбернические антоцианины; Витамин с оказал двойное воздействие на мульберберские антоцианины, в то время как H2O2 и NSO3 оказали серьезное вредное воздействие [17]. В то же время наличие кислорода также оказывает негативное воздействие на устойчивость антоцианинов.

Короче говоря, природные антоцианы относительно неустойчивы и подвержены выцвету, обесцвечиванию и осадкам в силу различных факторов во время хранения или переработки пищевых продуктов. Стабильность пигментов варьируется в зависимости от условий pH из-за различий в структуре пигмента. Нагрев и наличие некоторых металлических ионов не способствуют сохранению антоцианинов. Витамин с оказывает двойное воздействие на антоцианины. При небольших количествах он оказывает стабилизирующее воздействие на антоцианины. Именно эти свойства антоцианинов ограничивают их использование в пище. Для расширения использования антоцианинов в пище необходимо повысить стабильность пигмента и предотвратить изменение окраски натуральных пигментов при переработке и распределении продуктов питания.

2. Меры защиты

2.1 изменение среды хранения натуральных пигментов

Исследования показали, что антоцианы более стабильны при низких температурах и в темноте. Поэтому антоцианины должны храниться, обрабатываться и перевозиться при низких температурах и в темноте. Антоцианин чувствителен к некоторым ионам металла, поэтому металлические контейнеры следует избегать, насколько это возможно, во время экстракции, хранения и обработки антоцианов. Некоторые металлические хелирующие агенты, такие как EDTA, могут быть добавлены к блочным ионам металла, устранить влияние металлических ионов, и улучшить стабильность натуральных пигментов. Для предотвращения окисления кислорода антоцианинами продукты с добавлением антоцианиновых пигментов опечатаны, чтобы предотвратить поступление кислорода. Учитывая эти условия хранения антоцианинов, а также яркий цвет и отличные физиологические функции самих антоцианинов, я считаю, что использование антоцианиновых пигментов в йогурт, мороженое, фруктовые соки, фруктовый уксус и другие приложения будут иметь очень светлые перспективы.

2.2 рафинирование и очистка натуральных пигментов

Натуральные пигментные продукты, как правило, содержат различные примеси. Нет четкого вывода о Том, оказывает ли присутствие этих примесей негативное воздействие на стабильность пигмента. Однако наличие примесей в пигменте может повлиять на интенсивность цвета и цветовое значение пигмента. В то же время, неочищенные пигменты нелегко сделать в порошок и склонны поглощать влагу. Основными методами переработки и очистки пигментов являются ферзиматические методы, методы ионного обмена, методы мембранной сепарации, комплексные технические методы. Среди этих методов адсорбция макропористой смолой является одним из наиболее распространенных методов очистки пигментов в последние годы.

Пенг и др. использовали макропористовую адсорбцию и отделение смолы для очистки красного пигмента мулберри и сравнили адсорбцию пяти смол на красном пигменте мулберри. Результаты показали, что использование ав8 в качестве адсорбента является наиболее эффективным. По сравнению с традиционным методом, цветовое значение продукта выше, достигнув максимума 38,50. В отличие от этого, значение цвета неочищенной пигмента составляет всего 5,35-5,65. В то же время, ав8 смола очень стабильна. После 18 видов применения скорость адсорбции снижается только на 2,3% [18]. Liu et al. изучали адсорбцию и отделение мульберри антоцианинов с помощью макропориловой адсорбционной смолы D101A. Результаты показали, что смола обладает хорошей адсорбционной способностью для мульберберских антоцианинов, значительно улучшилось цветовое значение очищенных мульберберских антоцианинов, было легко сделать порошок, и было нелегко поглощать влагу [19].   Были также изучены коэффициенты адсорбции пяти смол: D3520, D4020, X-5, NKA-9 и AB-8, и было установлено, что у X-5 самый высокий коэффициент адсорбции [20].

2.3 добавление вспомогательных пигментов

Recent studies have found that when anthocyanin molecules bind to certain compounds, it can change the stability of anthocyanin [21, 22]. These compounds that can bind to anthocyanin molecules are usually colorless, but when they are added to the pigment solution and bind to anthocyanin molecules, it will change the color of the solution to some extent. These compounds include substances such as some amino acids, organic acids, nucleotides, Флавоноид (флавоноид)s, polyphenols or anthocyanins themselves. They are generally referred to as copigments. Copigments are rich in electron cloud systems and can form molecular complexes with anthocyanins through hydrophobic and hydrogen bonding,   Таким образом, в определенной степени исключая гидратацию пигментной молекулы молекулами воды и нуклеофильные атаки, тем самым повышая устойчивость антоцианинов [22]. Когда соединение соединяется с молекулой антоцианина, оно обычно приводит к красному смещению максимальной длины поглощающей волны пигмента и увеличению максимальной поглощающей способности. Эта химическая реакция существует в условиях pH 1 - pH 7 [23].

Анна и др. отдельные вещества, такие как рутин,Астрагалосиде (Россия), Хлоргенная кислота, соляная кислота и полифенолы, полученные из корня Scutellaria baicalensis Georgi, китайская лекарственная трава, в качестве копигментов, и изучал стабильность антоцианинов. Были проведены эксперименты по нагреванию смешанного пигментного раствора и его воздействию ультрафиолетового излучения. Было установлено, что полифенолы Scutellaria baicalensis Georgi оказывают наибольшее воздействие на повышение стабильности пигмента и что эффект со-пигмента является наиболее сильным при pH около 3,5 [6]. Пламень и др. добавляют полифенолы, полученные из лепестков роз, в клубничный напиток. Исследована стабильность стандартного пигментного раствора (пса), напитка, напитка и дополнительного пигмента (РПП), пигментного раствора (пса) и дополнительного пигмента (РПП) в условиях нагрева. Результаты показали, что тепловая деградация антоцианинов по-прежнему соответствует первой термодинамической формуле после добавления дополнительных пигментов.  Этот результат совпадает с результатами других исследователей [24, 25]. Период полураспада пса при 85 градусах составляет 131мин, в то время как период полураспада образца пса + РПП при тех же условиях составляет 173 мин, что примерно в 0,3 раза больше. Стабильность напитка +RP выше, чем у PSA+RPP. Анализируется, что клубничный напиток сам по себе содержит несколько полифенолов, которые оказывают определенное влияние на стабильность беверижа#39. Пигменты s [26].

Некоторые ученые отмечают, что реакция полифенола антоцианинов является сложной реакцией молекулярного распознавания. Молекулярная конфигурация полифенолов может быть деформирована, молекулярный вес является большим, и те, с p-coumaroyl группы, как правило, имеют сильную способность связывания к антоцианинам. При добавлении гелятина в систему можно заметить, что вторичная цветовая реакция немедленно исчезает, что указывает на то, что полифенолы участвуют в связывания белков. При наличии солей в системе может поощряться комплексная реакция полифенола-антоцианина. Ярко-красный цвет вина обусловлен наличием катехинов, конденсированных таннинов и различных других флавоноидов [27]. В режиме реакции полифенолов и антоцианинов их сочетание достигается за счет комбинированного действия водородных и гидрофобных связей [27].

2.4 резюме

Как видно из вышесказанного, основным определяющим фактором стабильности антоцианинов является структура антоцианинов. Для изменения их устойчивости обычно используются два метода: Один из них заключается в изменении среды хранения, например путем изменения температуры хранения, хранения в герметичных контейнерах, защищенных от света, и удаления веществ, которые оказывают большее воздействие на стабильность, таких как ионы кислорода и металла. Вторая заключается в изменении его структуры, например, путем использования антоцианинов в сочетании с флавоноидами и полифенолами, которые также имеют чрезвычайно сильные физиологические функции.

В целях повышения стабильностиНатуральные пищевые цветаНеобходимы дальнейшие исследования, особенно с точки зрения молекулярной структуры пигментов, для повышения стабильности антоцианинов и удовлетворения потребностей быстро развивающейся пищевой промышленности.

Ссылка:

[1] Боливараc,   - Луис. - привет. Z.Stabilityofanthocyanin-basedaqueous extractsofAndeam purple cornand red-fleshedsweetpotatocom- По отношению к синтетическим и натуральным красителям [J]. Фод чем истри 2004 год,   (86) :69   77

[2] W ei D.W,   Sh.i Y. x.деградация kineticsofanthocyanins в соке и концентрате blackbery [J]. Журнал fod eng neering 2007,   (82) : 271 -275

[3] Lv Yinghua, су пин, на ю. Исследование in vitro антиоксидантной способности пигмента мулберри [J]. Журнал чжэцзян университета (сельское хозяйство и науки о жизни), 2007 (1): 102-107

[4] Айсегул хмехмет о, Bekir C.Stabilityofblack carrotan- тоцианины в различных фруктах и нектарах [J]. FodChem is- попробуйте 2006,   (97) :598   605

[5] чжунцян чжи, хункин ли, хайгуй ян. Состояние исследования экстракционного процесса и стабильности естественного пищевого раскраски [J]. Химическая промышленность гуанчжоу. 1999, (4)

[6] Anna B. Alicja, Z. K, Jan O. The effects of heating, UV irradiation and storage on The stability of The anthocyanin-polyphenol, copigment complex [J]. Пищевая химия 2003, (81): 349-355

[7] чэнь сяоцюань, чжоу Лу, цзуо цзили и др. Экстракция и стабильность красного пигмента мульберри под ультразвуковым действием [J]. Журнал юго-западного университета национальностей. Естественные науки издание. 2004 год,(8): 458 — 459 [8] Yang Wanzheng, Chen Huiying, Li Daoyuan. Извлечение и стабильность розового красного пигмента [J]. Журнал университета минзу (издание естественных наук). 2003, (1): 64-69

[9] цао юньшень, цао хуаньюн, лю чанхай. Экстракция и стабильность красного пигмента мулберри [J]. Пищевая промышленность. 2002, (3): 20-21

[10] чжу сингу, ван шуанг, го ё н. Влияние монохроматического света на стабильность красного пигмента в клетках розелле [J]. Наука и техника в пищевой промышленности. 1998, (3): 23-34

[11] Culpeppe,r C.W., Caldwel j.s.поведение сианина пигменцина [J]. Journalofagriculture tureandre-search.1927,   (2): 107 -132

[12] гарзон, г.а., рольстад, Ср.2 стабилизация пеларгонидин-баседантоцианинов в г. стробери-юэси-консен - Trate [J]. Журнал от передозировки науки 2002,    67  (5) : 1288   -1299 г.

[13] пэн зимо, ли чжин, джи юфен. Исследование по антоцианину роз и его стабильности [J]. Лес и лесные товары китая. 1998 год (8): 1-4

[14] Du Lianqi, Li Runfeng, Cheng Hao, et al. Исследование по вопросу о процессе экстракции и стабильности пигмента фиолетового сладкого картофеля [J]. Китайская Народная Республика. 2006  (6) :46-50

[15] чэнь цзянчу, е синцзянь, СИ ван & Клык клык, клык клык. Влияние аскорбиновой кислоты на стабильность пигмента мирицетина [J]. Журнал чжэцзянского университета (издание сельскохозяйственных и биологических наук), 2005 год  31  (3) :298-300

Исследование стабильности антоцианов в гранатовом соке и процесса его цветовой защиты. Наука и техника в пищевой промышленности. 2004, (12): 74 — 76

[17] сюй юань, сяо геньшень, лю сюэмин и др. Исследование стабильности красного пигмента мулберри [J]. Наука о шелкопрядах. 2002, 28 (3): 265 — 269

[18] пэн юнфан, ма инхай, ли вейли и др. Новый процесс адсорбции и отделения красного пигмента мулберри с помощью смолы AB28 [J]. Журнал Kunming Normal College. 2001, 23 (4): 59-61

[19] лю сюэмин, сяо геншэн, сюй юхуан и др. Исследование по адсорбции и отделению красного пигмента мульберри с помощью макробной адсорбционной смолы D101A [J]. Пищевая и ферментационная промышленность. 2002, 28 (1): 19-22

[20] сюэминлю, Генгшенсяо, WeidongChen,edt количественная оценка и очистка mulberry AnthocyaninswithMacro — porousResins[J]. Журналистская биомедицина и биотехнология  2004,    (5) : 32 -331

[21] Дэви а. джей., мазза, джи. Copigmentationofsmipleandacylated anthocyaninswith colorless phenolic links [J]. Журнал < < сельское хозяйство > >, 1993 год   41: 716  -720 человек

[22] мацца, G., c. Miniat,i E Anthocyanins in fruit вегетарианец and grains[м]. - бокаратон, FL:CRCPress 1993:362

[23] с илиамами, м., и раздиной, G.. антоцианин как пищевые красители EfectofpH о формировании антоцианин-рутинных комплексов [J]. Журнал журналистики, 1979 год  44 (1) 66. Управление верховного комиссара организации объединенных наций по делам беженцев

[24] Brene C.H., DelPozo-Insfran, D., c. Talcot,t S.Stabilityof copiganthocyanins and ascorbic acid in a grape juice modelsystem [J]. Журнал сельского хозяйства и науки,  2005 год,   (53) :49-56

[25] Даравинга г.,  - кейн,  R. f.термическое разложение пигментов черного расберрянтосянина в системах моделирования [J]. Журнал odScience, 1968 год,   (33): 138-142

[26] пламенм, Кирилл, василис,  Николай, васильк, цветоустойчивость напитка клубничного путем обогащения лепестками роз полифеноликопигментами [J]. Наука и технологии 2007,(8) : 318 — 321

[27] ши би, ди ин. Полифенолы растений. Научная пресса. 2000: 97 — 98