一种提高桑葚红色素稳定性的方法
阅读说明：本技术 一种提高桑葚红色素稳定性的方法 (Method for improving stability of mulberry haematochrome ) 是由 何志勇 陈曦 陈洁 曾茂茂 王召君 秦昉 于 2021-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提高桑葚红色素稳定性的方法,属于天然色素技术领域。本发明方法为：通过将乳清分离蛋白溶液与桑葚红色素溶液混合,加入辅色素溶液,调节pH值至3-4,以提高桑葚色素稳定性。本发明利用生物大分子、多酚类辅色素与花青素的协同相互作用来提高桑葚花色苷稳定性的处理方法简单便捷,无毒无害,不添加任何非食用的化学添加剂,对花色苷色素因热处理而导致的降解和褪色均能起到较好的抑制效果,在液体食品及固态食品加工中均具有较好的应用前景。(The invention discloses a method for improving the stability of mulberry haematochrome, and belongs to the technical field of natural pigments. The method comprises the following steps: the stability of the mulberry pigment is improved by mixing the whey protein isolate solution with the mulberry red pigment solution, adding the auxiliary pigment solution and adjusting the pH value to 3-4. The processing method for improving the stability of the mulberry anthocyanin by utilizing the synergistic interaction of the biomacromolecules, the polyphenol auxiliary pigment and the anthocyanin is simple, convenient, non-toxic and harmless, does not add any non-edible chemical additive, can play a good role in inhibiting degradation and fading of the anthocyanin pigment caused by heat treatment, and has a good application prospect in liquid food and solid food processing.)
技术领域
本发明属于天然色素技术领域，尤其涉及一种提高桑葚红色素稳定性的方法。
背景技术
我国桑葚资源丰富，果桑种植面积达到15万亩，鲜桑椹年产量超6万吨，然而桑葚属于季节性浆果，食用期短，易霉变且不易运输，每年由于运输储存问题造成的经济损失占总产值的三分之一，因此对其进行深加工并开发高附加值产品非常重要。桑葚中含有丰富的花色苷类物质，经分离纯化提取后可应用于天然食用色素行业。桑葚红色素可用于果蔬汁(浆)类饮料、果酒、果冻、果糕类等食品中，在食品着色中应用范围广。
桑葚红色素属于花色苷类天然色素，其主要的花色苷种类是矢车菊素-3-O-葡萄糖苷和矢车菊素-3-O-芸香糖苷，具有较强的抗氧化作用、抗炎作用，抗血栓作用，能够降低冠心病、糖尿病并发症的发病几率。但是花色苷类色素在水溶液状态下对温度、pH、光、氧、酶、金属离子等环境因子敏感，会导致食物褪色，从而限制了其在食品工业中的广泛应用。
目前主要研究的几种花色苷稳定化方法和技术，包括添加大分子食品组分、小分子辅色作用、金属离子螯合作用以及包埋技术等，但是由于这些方法普遍存在稳定不长效、弱化天然色泽、成本高，安全性低，应用受限的问题，具体如：利用化学试剂不适用于食品，包埋法不适用于液态食品且会掩盖花青素本来的颜色等。因此，如何在保证食用安全性的同时提高花色苷的稳定性，扩大天然花色苷的应用范围是亟待解决的难题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高桑葚红色素稳定性的方法。
一种提高桑葚红色素稳定性的方法，包括以下步骤：通过将乳清分离蛋白溶液与桑葚红色素溶液混合，加入辅色素溶液，调节pH值至3-4，以提高桑葚色素稳定性。
在本发明的一个实施例中，所述乳清分离蛋白溶液浓度为0.08～0.8mg/mL。
在本发明的一个实施例中，所述乳清分离蛋白溶液的溶剂为pH值为6-8的磷酸盐缓冲液。
在本发明的一个实施例中，所述桑葚红色素溶液浓度为0.17～0.54mg/mL。
在本发明的一个实施例中，所述桑葚红色素溶液的溶剂为pH值为3-4的柠檬酸缓冲液。
在本发明的一个实施例中，所述乳清分离蛋白溶液与桑葚红色素溶液的质量浓度比为1：1～20：1。
在本发明的一个实施例中，所述乳清分离蛋白溶液与桑葚红色素溶液的质量浓度比为2：1～4：1
在本发明的一个实施例中，所述辅色素包括多酚类物质。
在本发明的一个实施例中，所述辅色素包括迷迭香酸、咖啡酸、儿茶素、槲皮素、柚皮苷、根皮苷中的一种。
在本发明的一个实施例中，所述辅色素溶液的质量浓度为0.08～0.48mg/mL。
在本发明的一个实施例中，所述辅色素溶液的溶剂为pH值为3-4的柠檬酸缓冲液。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明提供了一种提高桑葚红色素稳定性的方法，针对食品中花色苷类天然色素稳定性差，易受热而降解褪色的问题，主要利用蛋白质及辅色素与花青素进行相互作用，保护花色素并提高其稳定性，选取乳清分离蛋白作为生物大分子保护剂，添加迷迭香酸、咖啡酸、儿茶素、槲皮素、柚皮苷或根皮苷作为多酚类辅色剂，经保护处理后，桑葚红色素中总花色苷的80℃热降解率(2h)可下降10.0～41.7％。本发明利用生物大分子、多酚类辅色素与花青素的协同相互作用来提高桑葚花色苷稳定性的处理方法简单便捷，无毒无害，不添加任何非食用的化学添加剂，对花色苷色素因热处理而导致的降解和褪色均能起到较好的抑制效果，在液体食品及固态食品加工中均具有较好的应用前景。本发明仅适用于酸性环境下花青素的稳定，中性环境下花青素结构发生变化，与多酚之间的辅色作用弱。
其中，乳清分离蛋白具有多个结合位点，能够起到运载和保护小分子的作用。蛋白质与花青素之间可通过疏水相互作用、范德华力、氢键的作用力相互结合，从而在一定程度上防止水、温度等外部环境对花青素分子结构的破坏。同时多酚类化合物能够同花青素形成π-π共轭的结构，复合物产生的疏水力阻止了亲核性试剂的攻击。
因此当蛋白质与多酚类化合物同时作用于花青素时，会形成蛋白质-多酚-花青素的三元复合物，蛋白能够同时结合多酚和花青素，且多酚和花青素之间也会形成“三明治”结构，蛋白和多酚的协同作用增强了对花青素的稳定化效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1：
选取乳清分离蛋白作为原料，将其溶解与pH 7.4磷酸盐缓冲溶液，配制成0.32mg/mL乳清分离蛋白溶液，于转速为300r/min条件下搅拌2h，充分溶解，将桑葚红色素配制成0.34mg/mL色素溶液，将乳清分离蛋白溶液按蛋白与色素等体积混合，调整pH至3.6，于转速为300r/min下搅拌30min，制备得到液态色素产品。经检测，经处理后的桑葚红色素溶液在80℃加热2h降解率下降26.9％。
实施例2：
选取乳清分离蛋白作为原料，将其溶解与pH 7.4磷酸盐缓冲溶液，配制成0.64mg/mL乳清分离蛋白溶液，于转速为300r/min条件下搅拌2h，充分溶解，将桑葚红色素配制成0.34mg/mL色素溶液，将乳清分离蛋白溶液按蛋白与色素等体积混合，调整pH至3.6，于转速为300r/min下搅拌30min，制备得到液态色素产品。经检测，经处理后的桑葚红色素溶液在80℃加热2h降解率下降10.0％。
由实施例1-2可知，蛋白与花青素的最佳质量浓度配比在2:1-4:1，过高或过低对花青素的稳定效果都会降低。
实施例3：
将桑葚红色素配制成0.34mg/mL色素溶液，于转速为300r/min条件下搅拌30min，等体积加入0.32mg/mL、0.64mg/mL、0.96mg/mL槲皮素溶液，于转速为300r/min条件下搅拌1h，调整pH至3.6，得到液态色素产品。经检测，经处理后的桑葚花色苷色素溶液中总花色苷在80℃加热2h热降解率下降29.6％、33.6％、34.0％。
由于不稳定的花青素在黄酮环中的电子数量不足，富π电子的槲皮素等辅色素与缺乏电子的黄酮阳离子相互作用可能表现出最佳的辅色素作用效果。从空间构象上看，槲皮素是主要的完全平面多酚之一，呈现完全重叠π-π堆积。由于体积较大，旋转受到抑制，并且在接近现有的共色素复合物时自由度降低。因此，它稳定了黄酮离子上的正电荷，导致比其他酚类辅色素更好的稳定效果。
实施例4：
选取乳清分离蛋白粉作为原料，将其溶解于pH 7.4缓冲溶液，配制成0.48mg/mL乳清分离蛋白溶液。于转速为300r/min条件下搅拌2h，充分溶解，将桑葚红色素配制成0.54mg/mL色素溶液，将乳清分离蛋白溶液与色素溶液等体积混合，于300r/min条件下搅拌1h，等体积加入0.48mg/mL、0.96mg/mL、1.36mg/mL槲皮素溶液，于转速为300r/min条件下搅拌1h，调整pH至3.6，制备得到液态色素产品。经检测，经处理后的桑葚红色素溶液中总花色苷在80℃加热2h热降解率下降37.1％、38.6％、41.7％。
实施例5：
选取乳清分离蛋白粉作为原料，将其溶解于pH 7.4缓冲溶液，配制成0.48mg/mL乳清分离蛋白溶液。于转速为300r/min条件下搅拌2h，充分溶解，将桑葚红色素配制成0.54mg/mL色素溶液，将乳清分离蛋白溶液与色素溶液等体积混合，于300r/min条件下搅拌1h，等体积加入0.48mg/mL迷迭香酸溶液，于转速为300r/min条件下搅拌1h，调整pH至3.6，制备得到液态色素产品。经检测，经处理后的桑葚红色素溶液中总花色苷在80℃加热2h热降解率下降18.7％。
实施例6：
选取乳清分离蛋白粉作为原料，将其溶解于pH 7.4缓冲溶液，配制成0.48mg/mL乳清分离蛋白溶液。于转速为300r/min条件下搅拌2h，充分溶解，将桑葚红色素配制成0.54mg/mL色素溶液，将乳清分离蛋白溶液与色素溶液等体积混合，于300r/min条件下搅拌1h，等体积加入0.48mg/mL咖啡酸溶液，于转速为300r/min条件下搅拌1h，调整pH至3.6，制备得到液态色素产品。经检测，经处理后的桑葚红色素溶液中总花色苷在80℃加热2h热降解率下降20.5％。
实施例7：
将桑葚红色素配制成0.34mg/mL色素溶液，于转速为300r/min条件下搅拌30min，等体积加入0.48mg/mL儿茶素溶液，于转速为300r/min条件下搅拌1h，调整pH至3.6，得到液态色素产品。经检测，经处理后的桑葚花色苷色素溶液中总花色苷在80℃加热2h热降解率下降28.0％。
实施例8：
选取乳清分离蛋白粉作为原料，将其溶解于pH 7.4缓冲溶液，配制成0.48mg/mL乳清分离蛋白溶液。于转速为300r/min条件下搅拌2h，充分溶解，将桑葚红色素配制成0.54mg/mL色素溶液，将乳清分离蛋白溶液与色素溶液等体积混合，于300r/min条件下搅拌1h，等体积加入0.96mg/mL儿茶素溶液，于转速为300r/min条件下搅拌1h，调整pH至3.6，制备得到液态色素产品。经检测，经处理后的桑葚红色素溶液中总花色苷在80℃加热2h热降解率下降35.2％。
实施例9：
选取乳清分离蛋白粉作为原料，将其溶解于pH 7.4缓冲溶液，配制成0.48mg/mL乳清分离蛋白溶液。于转速为300r/min条件下搅拌2h，充分溶解，将桑葚红色素配制成0.54mg/mL色素溶液，将乳清分离蛋白溶液与色素溶液等体积混合，于300r/min条件下搅拌1h，等体积加入0.96mg/mL柚皮苷溶液，于转速为300r/min条件下搅拌1h，调整pH至3.6，制备得到液态色素产品。经检测，经处理后的桑葚红色素溶液中总花色苷在80℃加热2h热降解率下降28.4％。
实施例10：
选取乳清分离蛋白粉作为原料，将其溶解于pH 7.4缓冲溶液，配制成0.48mg/mL乳清分离蛋白溶液。于转速为300r/min条件下搅拌2h，充分溶解，将桑葚红色素配制成0.54mg/mL色素溶液，将乳清分离蛋白溶液与色素溶液等体积混合，于300r/min条件下搅拌1h，等体积加入0.96mg/mL根皮苷溶液，于转速为300r/min条件下搅拌1h，调整pH至3.6，制备得到液态色素产品。经检测，经处理后的桑葚红色素溶液中总花色苷在80℃加热2h热降解率下降34.7％。
由此可见，本发明提供了一种提高桑葚红色素色素稳定性的方法，针对食品中花色素类天然色素稳定性差，易受热处理影响而降解褪色的问题，主要利用生物大分子及辅色素与花色素进行相互作用，保护花色素并提高其色泽稳定性，选取乳清分离蛋白作为生物大分子保护剂，同时添加迷迭香酸、咖啡酸、儿茶素、槲皮素、柚皮苷或根皮苷作为辅色素，经保护处理后，矢车菊素3-O-葡萄糖苷80℃热降解率(2h)可下降10.0～41.7％。本发明利用生物大分子与花色素的相互作用来提高桑葚红色素稳定性的处理方法操作简单便捷，无毒无害，对花青素因热处理所导致的褪色及褐变均能起到较好的抑制效果，在液体食品及固态食品加工中均具有较好的应用前景。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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