红曲色素在碳酸、橙汁饮料中的应用

赵文红，洪泽淳，钱敏，白卫东，杨晓暾，曹龙辉

红曲色素在碳酸、橙汁饮料中的应用

赵文红1，2，洪泽淳1，钱敏1，白卫东1，2，杨晓暾3，曹龙辉1

（1.仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东广州510225；2.华南农业大学食品学院，广东广州510642；3.东莞市天益生物工程有限公司，广东东莞523521）

将红曲色素TY添加到无色碳酸饮料中，以红曲色素TR为对照，研究其对饮料感官的影响及在储藏过程中的稳定性。结果表明，碳酸饮料中的红曲色素TY在避光、高温、振荡、冻融条件下较稳定，溶液色泽鲜亮，贮藏10d后的吸光度值大于红曲色素TR溶液，色素保存率均高于96%；自然光对红曲色素TY的贮藏不利，保存率略有降低。而红曲色素TR稳定性较差，溶液均出现明显褪色。同时，对红曲色素TY在橙汁饮料中应用的稳定性进行研究，结果显示红曲色素TY在果汁中有良好的着色能力和稳定性。

红曲色素；稳定性；碳酸饮料；橙汁饮料；应用

食用色素是食品组成中非常重要的一类物质，按其来源可分为天然色素和人工合成色素两大类。随着科学技术的发展，人工合成色素因其对人体健康存在潜在的危害而逐渐被天然色素所取代[1]。红曲色素是一类由红曲霉属丝状真菌经发酵而成的天然优质食用色素[2-3]，主要由红、橙、黄3类结构和性质相近的成分组成[4-6]，具有色调自然，着色力强，稳定性好[7-9]等特点，商品名叫红曲红。近年来，随着中外专家学者对红曲研究的深入，红曲色素作为安全性较高的食用色素，还具有降低血脂、血压，抗菌、抗突变，防腐、保鲜等生理功能[10-12]，其应用已不仅限于传统的肉制品防腐着色[13]，还被广泛应用于调味品、面制品、酒业等食品行业[14-15]。

近年来，中国软饮料市场呈高速发展态势，果汁市场的迅速崛起与消费者的健康意识增强密不可分，健康美味是果汁吸引消费者的主因。将安全、多功能的天然红曲色素应用于软饮料的调色，符合当今人们对食品添加剂安全、天然、多功能的要求，市场前景广阔。目前，红曲色素在软饮料中的相关应用研究尚未见报道，因此，探讨红曲色素在碳酸、橙汁饮料中应用的可能性及效果，具有广阔的市场前景及深远的现实意义。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

红曲色素TR（粉剂，红色）、红曲色素TY（粉剂，黄色）：东莞市天益生物工程有限公司；无色碳酸饮料（雪碧，pH3.5）：广东太古可口可乐有限公司；6倍浓缩橙汁：上海盾皇食品有限公司；白砂糖：市售，一级；羧甲基纤维素（carboxymethyl cellulose，CMC）、柠檬酸、异抗坏血酸钠，均为食品级添加剂。

1.2 仪器设备

DU730型紫外可见光分光光度计：美国BECKMAN（贝克曼）公司；JM-L50型胶体磨：广州市腾丰机械设备有限公司；CGJB60-70型均质机：郑州玉祥机械设备有限公司；SPX-150生化培养箱：上海乔枫实业有限公司；BCD-132HA冰箱：广州美的华凌冰箱公司；THZ-82水浴恒温振荡器：苏州威尔实验用品有限公司；AL104电子天平（0.001）：北京赛多利斯仪器系统有限公司。

1.3 方法

1.3.1 红曲色素在碳酸饮料中的稳定性

根据不同型号红曲色素的溶解度，分别配制含红曲色素TY 0.100g/L、0.200g/L、0.400g/L的及含红曲色素TR 0.025g/L、0.050g/L、0.100g/L的碳酸饮料溶液各1500mL，分装在15个相同的锥形瓶中，塞上胶塞，分5组放置于不同的条件下（见表1）贮藏10d。每24h测定色素的OD值（红曲色素TY、TR的最大吸收波长分别为410nm、510nm），并计算色素保存率（保存率=A/A0×100%，A是试验后吸光度值，A0是初始吸光度值）[16]。同时，从呈色、水溶性、分散力、澄清度、染色力4个方面观察颜色变化，并结合产品气味进行对比。

表1 5种不同的贮藏条件Table 1 Five kinds of storage conditions

1.3.2 红曲色素TY在橙汁饮料中的稳定性

（1）橙汁饮料加工工艺流程

（2）10%橙汁饮料的基础配方

6倍浓缩橙汁2%、白砂糖8%、CMC 0.05%、柠檬酸0.15%、异抗坏血酸钠0.04%、红曲色素TY 0.01%（添加量参照市售橙汁饮料的OD410nm值0.45～0.55）。

（3）橙汁饮料贮藏期间红曲色素TY的稳定性

按10%橙汁饮料配方调配1 000mL溶液，均质后分装于100只相同的试管中，塞上胶塞，置于85℃的水浴锅中灭菌20min，然后将试管分5组，放置于不同的条件下（见表1）贮藏10d。每组每24h取2只试管，在波长410nm处，测定色素的OD410nm值，观察其颜色变化，并计算色素保存率[16]。

2 结果与分析

2.1 影响红曲色素在碳酸饮料中稳定性的因素

2.1.1 光照

将不同浓度的样品液分为2组，分别置于室内向光处和暗室中常温静置，每24h取样观察，测定吸光度值，并计算色素保存率。

图1 不同光照处理对碳酸饮料中红曲色素TY保存率的影响Fig.1 Effect of different light treatment on preserving rate of monascus pigments TY in carbonated beverage

图2 不同光照处理对碳酸饮料中红曲色素TR保存率的影响Fig.2 Effect of different light treatment on preserving rate of monascus pigments TR in carbonated beverage

由图1可知，含红曲色素TY的碳酸饮料避光贮藏10d期间，保存率均＞90%；自然光条件下略有褪色，随着光照时间的延长，第10天时保存率下降至70%。由图2可知，红曲色素TR对光照很敏感，自然光条件下9d后样品溶液几乎褪至无色，吸光度值均＜0.1，保存率约10%；避光贮藏的稳定性也不佳，10d后保存率为76%，色调由红色变为粉红色。由此可见，红曲色素TY、TR对光均不稳定，这与孙艳君等[7]的研究结果相一致。室内自然光与暗室的光照强度存在明显区别，自然光的光照强度大，使发色基团氧化以至溶液褪色明显。因此，红曲色素适用于不宜见光、货架期较短的食品着色，且包装材料应选用深色材料或不透光材料，以免其迅速褪色，影响品质。

对比不同浓度的样品可知，吸光度值均随时间的增加而逐渐降低，初始吸光度值大的褪色程度较明显；红曲色素含量较多的两组样品保存率下降幅度一致，但浓度最高的样品色调过深呈色不自然，考虑到饮料应用的实际需要，选择接近市售饮料颜色的中浓度样品进一步试验。

2.1.2 振荡

将2组样品液避光处理后，室温条件下200r/min摇床连续振荡，每24h取样观察，测定吸光度值并计算色素保存率，结果见图3。

图3 振荡处理对碳酸饮料中红曲色素保存率的影响Fig.3 Effect of oscillation processing on preserving rate of monascus pigments in carbonated beverage

由图3可知，红曲色素TY稳定性较好，连续振荡10d后保存率＞97%，且色泽明亮、无明显沉淀物；而红曲色素TR溶液随着振荡时间的延长逐渐褪色，保存率降至68%，但透明度未出现明显变化。结果表明，连续振荡对红曲色素TR有明显影响，这可能是由于长时间的振荡会使过多的氧溶入溶液中，体系稳定性的破坏加速了色素的氧化褪色[18]。因此，红曲色素TR在加工过程应避免过度搅拌，适用于真空包装食品。

2.1.3 高温

将2组样品液分别置于37℃的生化恒温箱中，避光静置10d，每24h取样观察，测定吸光度值并计算其色素保存率，结果见图4。

由图4可知，在高温条件下红曲色素TY与TR的稳定性差异明显。贮藏期间红曲色素TY的保存率曲线趋势平稳；而红曲色素TR溶液出现明显褪色，尤其是在第1～3天保存率急剧下降，第10天时降至最初的46%。表明红曲色素TY作为饮料着色剂使用时，热稳定性好且明显优于红曲色素TR；添加有红曲色素TR的食品适宜在较低温度下储存，可使颜色更持久。

图4 高温处理对碳酸饮料中红曲色素保存率的影响Fig.4 Effect of high temperature treatment on preserving rate of monascus pigments in carbonated beverage

2.1.4 冻融

将2组样品液分别置于-18℃条件下进行冷冻处理，12h后取出常温解冻，待解冻完全后再放置于-18℃条件下进行反复冻融试验，每24h取样观察，测定吸光度值并计算色素保存率，结果见图5。

图5 冻融处理对碳酸饮料中红曲色素保存率的影响Fig.5 Effects of freeze-thawing treatment on preserving rate of monascus pigments in carbonated beverage

由图5可知，2种样品经10次反复冻融后均未出现明显褪色现象，红曲色素TY与TR的保存率分别为98%、88%。进一步观察，2种溶液色泽明亮、无明显沉淀物，但在解冻过程中均出现分层现象，上层液体颜色较淡，下层液体颜色较深，稍加振荡后分层消失，说明反复冻融影响红曲色素的分散体系，导致其稳定性降低。

2.1.5 碳酸饮料中红曲色素的性质

由表2可知，红曲色素TY水溶性好，色泽鲜亮，色调均匀，染色力强，产品气味小，光、热稳定性明显优于红曲色素TR。因此，红曲色素TY更适宜作为天然食品着色剂在饮料中使用。

表2 贮藏条件红曲色素在碳酸饮料中的性质Table 2 Properties of monascus pigments in carbonated beverage

2.2 影响红曲色素TY在橙汁饮料中稳定性的因素

2.2.1 光照

表3 不同光照处理对橙汁饮料中红曲色素TY保存率的影响Table 3 Effects of different light treatment on preserving rate of monascus pigments TY in orange beverage

由表3可知，在自然光和避光条件下，含红曲色素TY橙汁饮料的色素保存率均保持在较高水平，且与相同条件下的含红曲色素TY碳酸饮料相比，橙汁饮料中的红曲色素TY的稳定性有较大的改善。这可能是橙汁饮料体系中的其他辅料（如糖、维生素等）的存在有助于红曲色素TY的保存，使其对外界环境条件更稳定[19]。

2.2.2 振荡、高温、冻融

图6 不同处理方式对橙汁饮料中红曲色素TY保存率的影响Fig.6 Effects of different treatments on preserving rate of monascus pigments TY in orange beverage

由图6可知，红曲色素TY在橙汁饮料中稳定性好，色泽自然，香气协调，连续振荡期间保存率均＞88%，无明显沉淀；高温下长时间静置，发生一定程度的褪色，保存率降为78%；反复冻融处理对该橙汁呈色影响不大，几乎没有褪色现象，也未出现油圈，保存率＞99%，但在解冻的过程中会出现分层现象，上层液体颜色较淡，解冻完成后稍加振荡分层消失，表明反复冻融对红曲色素TY应用体系有很大的破坏作用，与之前在碳酸饮料中的应用情况相一致。因此，为了更好地保持红曲色素的稳定性，添加红曲色素的果汁饮料在加工过程中应避免剧烈搅拌，在运输和贮藏时最好低温、避光，在销售时避免出现冻结现象而影响产品的品质。

3 结论

将红曲色素TY添加到碳酸饮料和橙汁饮料中，能得到色泽鲜艳的产品，不会影响饮料的风味。色素稳定性较好，自然光和高温会使饮料略微褪色，色素保存率为80%左右；振荡、冻融对红曲色素TY影响不大。而红曲色素TR在碳酸饮料中的应用效果较差，对酸环境非常敏感，自然光、高温、振荡、冻融对其均有明显的破坏作用，随着时间的增加，色素保存率逐步降低，有的甚至接近无色。因此，红曲色素TY更适宜作为软饮料的天然着色剂，在销售和贮藏时应注意避光、保持低温。

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Application of monascus pigment in carbonated and orange beverage

ZHAO Wenhong1,2,HONG Zechun1,QIAN Min1,BAI Weidong1,2,YANG Xiaotun3,CAO Longhui1
(1.College of Light Industry and Food Science,Zhongkai University of Agriculture and Engineering,Guangzhou 510225,China; 2.College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China; 3.DongGuan TianYi Biotech Co.,Ltd.,DongGuan,523521,China)

Monascus pigment TY was added to colorless carbonated beverage and the effect of monascus pigment on sensory properties and stability of the pigment in soda during storage was investigated based on monascus pigment TR as control.The results showed that monascus pigment TY was relatively stable at high temperature,oscillation,freeze-thawing and dark condition.The sample showed alluring color after addition of monascus pigment TY.The absorbance value of monascus pigment TY stored for 10 d was higher than monascus pigment TR,and the pigments preserving rate were both more than 96%.The preserving rates of monascus pigment TY reduced slightly under the natural light.However,the stability of monascus pigment TR was poor,fading was found on the sample after addition of monascus pigment TR.Besides,stability of monascus pigment TY used in orange beverage was also investigated.The results showed that monascus pigment TY had good ability of tinting strength and stability.

monascus pigment;stability;carbonated beverage;orange beverage;application

TS202.3

A

0254-5071（2014）04-0116-04

10.3969/j.issn.0254-5071.2014.04.028

2014-02-28

广东省重大科技专项（2010A080403005）；广州市重大民生专项（2011YZ-00016）

赵文红（1966-），女，教授，硕士，主要从事食品研究与开发工作。