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 окислениеЕстественные пигментыИз-за 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 деградацииПигменты 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

Естественные пигменты обычно не реагируют с обычными ионами металлов основной группыТакие как K+, Ca2+ и Na+. Только некоторые ионы металлов с несколько более высоким молекулярным весом, высокой валентностью и активностью металла, такие как A13+, Zn2+, Cu2+ и Fe3+, реагируют с пигментами, влияя на стабильность пигментов и вызывая потерю пигментов или осаждений [5]. Янг и др. обнаружили, что N, K+, A3l+, Ba2+, Cd2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+, Mg2+, и Pb2+ ионы не оказывают негативного воздействия на стабильность пигмента, в то время как Fe3+ приводит к темневанию пигмента, а Sn4+ и B3i+ вызывают осаждение пигмента [8]. Пенг и др. обнаружили, что Fe3+ и Sn2+ оказали значительное влияние на поглощение пигмента, в то время как соль и сукроза оказали незначительное влияние на пигмент [13]. Дю и др. обнаружили, что ионы Fe3+, Zn2+ и Cu2+ оказывают определенное влияние на стабильность пигмента. По мере увеличения времени хранения величина поглощения снижается, причем наибольший эффект дает Zn2+. Ионы Ca2+ оказывают определенное защитное воздействие на цвет [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 макропористую смолу адсорбции и разделения для очистки мулберриКрасный пигмент,, и сравнил 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

Недавние исследования показали, что когда молекулы антоцианина соединяются с определенными соединениями, это может изменить стабильность антоцианина [21, 22]. Эти соединения, которые могут связывать с молекулами антоцианина, обычно бесцветны, но когда они добавляются к пигментному раствору и связывают сАнтоцианин (антоцианин)Молекулы, это изменит цвет раствора в некоторой степени. Эти соединения включают такие вещества, как некоторые аминокислоты, органические кислоты, нуклеотиды, флавоноиды, полифенолы или сами антоцианины. Как правило, они называются копиями. Копигменты богаты электронными облачными системами и могут образовывать молекулярные комплексы с антоцианинами через гидрофобное и водородное соединение,  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