核黄素与胡萝卜素的稳定性研究及其对鸡精调味料颜色影响的分析

顾艳君，王芳

（上海太太乐食品有限公司，上海 201812）

核黄素与胡萝卜素的稳定性研究及其对鸡精调味料颜色影响的分析

顾艳君，王芳

（上海太太乐食品有限公司，上海 201812）

采用紫外分光光度法，研究了核黄素、天然胡萝卜素和合成β－胡萝卜素的光、热稳定性，结果表明：与核黄素相比，2种胡萝卜素具有较好的光、热稳定性；利用DigiEye数码测色系统就3种色素对鸡精调味料颜色的影响进行了比较分析，结果表明：通过色差仪定量表征鸡精颜色和人工感官评价颜色结果基本一致，即不同色素应用于鸡精时所呈现出的外观颜色具有一定的差异性；采用HPLC法研究鸡精贮存期间色素稳定性的实验表明：核黄素的耐热性强于2种胡萝卜素，但其耐光性相对较弱。

核黄素；天然胡萝卜素；合成β－胡萝卜素；稳定性；鸡精

1 概述

颜色是人们评价食品质量的重要感官指标，它直接影响人们对食品品质优劣、新鲜与否和成熟度的判断。食品在生产、贮存、运输、销售等过程中，容易出现变色或褪色现象，其产品表观色泽的改变除了自身固有的颜色外，主要是由产品中的色素所决定的［1］。核黄素和胡萝卜素作为食品加工过程中经常使用的色素添加剂［2，3］。其中，颜色和着色效果是其重要的理化性质，但易受光、热、空气和金属离子等因素的影响而引起不同程度的褪色，进而影响产品的感官品质。

鉴于目前对核黄素和胡萝卜素的稳定性进行系统比较的研究较少，本文以核黄素、天然胡萝卜素和β－胡萝卜素为研究对象，以色素保存率为指标，考察了不同温度、光照环境条件下对3种色素稳定性影响的差异性，并就3种色素对鸡精调味料颜色的影响进行分析研究，以期为产品的原料更替及配方升级提供理论依据和技术参考。

2 实验材料与设备

2.1 实验材料

主要样品：天然胡萝卜素NC 2cWS mct（含量≥2%） 丹麦Chr.Hansen公司；合成β－胡萝卜素CWS／M（含量≥1%） 荷兰DSM公司；核黄素（含量≥98%） 湖北广济药业股份有限公司；核黄素标准品（含量≥99%）、β－胡萝卜素标准品（含量≥99%）Sigma公司。

2.2 实验设备

DK－8AX型电热恒温水浴锅、DHG－9240A型电热鼓风干燥箱、LRH－1000F型生化培养箱 上海一恒科技有限公司；8000S型紫外可见分光光度计 上海元析仪器有限公司；ML303／02型电子分析天平 梅特勒－托利多仪器（上海）有限公司；1260型高效液相色谱仪 安捷伦科技股份有限公司；SK8200HP型超声清洗器 上海科导超声仪器有限公司；L530型高速离心机 长沙湘仪离心机仪器有限公司；DigiEye Digipix数慧眼（R）图像颜色处理系统 英国VeriVide公司。

3 检测方法

3.1 核黄素的高效液相色谱（HPLC）法检测［4］

3.1.1 标准溶液的配制

3.1.1.1 标准储备液

精确称取核黄素标准品0.005g，用纯水加热溶解并定容于50mL容量瓶中，浓度为100μg／mL，作为标准储备液。

3.1.1.2 标准溶液

分别量取一定量的标准储备液，用水稀释，配制成浓度为0.05，0.1，0.2，0.5，1μg／mL的标准溶液。

3.1.2 色谱条件

色谱柱：安捷伦反向色谱柱SB－C18（4.6mm× 125mm，5μm）；流动相：甲醇与乙酸铵溶液比值（0.02mol／L）为35∶65（V／V）；流速：1.0mL／min；柱温：30℃；进样量：10μL；荧光检测器：激发波长462nm，发射波长522nm。

3.1.3 样品前处理

准确称取5g样品，加入20mL 60℃纯水，超声10min，然后用甲醇定容至50.0mL，4000r／min离心5min取上清液，用0.45μm滤膜过滤，待测。

3.2 β－胡萝卜素的高效液相色谱（HPLC）法检测［5］

3.2.1 标准溶液的配制

称取3mgβ－胡萝卜素标准品，用三氯甲烷定容于10mL的棕色容量瓶中，即为0.3mg／mL的标准储备液。然后进行标定。标准储备液充氮保存于－26℃以下的冰箱中。用时以三氯甲烷稀释至所需浓度的标准使用液。

标准溶液：分别量取一定量的标准储备液，用水稀释，配制成浓度为0.05，0.1，0.2，0.5，1μg／mL的标准溶液。

3.2.2 色谱条件

色谱柱：安捷伦反向色谱柱SB－C18（4.6mm× 125mm，5μm）；流动相：甲醇与氯仿比值为65∶35（V／V）；流速：1.0mL／min；柱温：30℃；进样量：10μL；紫外检测器波长：450nm。

3.2.3 样品前处理

样品经研磨粉碎后过50目筛，称取10g样品于100mL棕色容量瓶中。加入提取溶剂（石油醚∶氯仿为4∶1），同时加入0.2g BHA，避光进行超声强化提取50min，将提取液离心过滤（4000r／min，5min），真空浓缩（水浴温度40℃）。用丙酮溶解并定容至10mL棕色容量瓶中，用0.45μm滤膜过滤后进行色谱分析。

3.3 检测指标

4 结果与讨论

4.1 3种色素的光稳定性研究

食用色素在运输过程中常出现褪色现象，主要由于日光中的紫外线对色素产生较大的破坏。

将天然胡萝卜素（0.02%）、合成β－胡萝卜素（0.02%）、核黄素（0.002%）水溶液置于日光条件下，照射1，1.5，2h，采用紫外分光光度法，分别在其最佳检测波长处测定各组色素水溶液照射前后的吸光度，以色素保存率（处理后的吸光度／处理前的吸光度× 100%）为指标，绘制不同日光照射时间条件下样品溶液的色素变化曲线，结果见图1。

图1 3种色素水溶液在日光曝晒下的色素保存率

由图1可知，随着曝晒时间的增加，合成β－胡萝卜素和核黄素的分子结构不断被降解，其水溶液颜色逐渐褪色，日光曝晒2h后，核黄素色素保存率仅为8.32%，几乎褪之无色，合成β－胡萝卜素的色素保存率为32.85%，而天然胡萝卜素的色素保存率为98.16%。这说明相同日光曝晒条件下，天然胡萝卜素的光稳定性最好，合成β－胡萝卜素次之，核黄素对光照最为敏感，光稳定性最差。这可能是由于天然胡萝卜素中不仅含有活性最高的β－胡萝卜素，还含有活性较弱的α－胡萝卜素、γ－胡萝卜素和番茄红素等，故天然胡萝卜素与成分单一的合成β－胡萝卜素相比，其光稳定性相对较强［6，7］。而针对核黄素耐光性较差的弱点，在使用核黄素对食品着色时不宜采用透明包装，以免食品迅速褪色。

4.2 3种色素的热稳定性研究

影响色素稳定性的因素除光以外，温度过高同样会破坏色素稳定性，使色素保存率降低。分别将不同质量浓度的天然胡萝卜素（0.04%，0.02%，0.01%）、合成β－胡萝卜素（0.04%，0.02%，0.01%），核黄素（0.004%，0.002%，0.001%）水溶液避光置于90℃水浴锅中，加热1，2，3h，分别测定各组色素水溶液的吸光度，绘制不同加热时间条件下样品溶液的色素变化曲线，结果见图2。

图2 加热时间对不同色素水溶液色素保存部的影响

由图2可知，温度对3种色素水溶液的稳定性影响差异较大。加热会严重影响核黄素水溶液的稳定性，导致核黄素的色素保存率急剧下降，即水溶液明显出现褪色现象，而温度对合成β－胡萝卜素与天然胡萝卜素的稳定性破坏相对较弱。水浴加热1h时，3种色素的色素保存率分别为23.13%，88.19%，84.75%，当加热时间继续延长时，3种色素的色素保存率逐渐趋于平稳。综上表明：3种色素水溶液的热稳定性强弱顺序为合成β－胡萝卜素＞天然胡萝卜素＞核黄素。

4.3 3种色素在鸡精中应用的稳定性研究

在其他配料相同的条件下，分别添加核黄素（0.001%）、天然胡萝卜素（0.007%）、合成β－胡萝卜素（0.01%）3种不同色素，按照相同工艺制成3种鸡精样品，以考察不同色素在鸡精中应用的稳定性差异。

4.3.1 3种色素应用于鸡精的颜色比较

本文采用DigiEye数码测色系统对不同鸡精的色差进行测定，结果见图3和表1。

图3 不同鸡精的DigiEye数码图像

表1 不同鸡精的色差检测结果

由图3和表1可知，不同食用色素添加应用于鸡精中，主要影响鸡精颜色体系表达的红绿色度值a＊，其次是黄蓝色度值b＊、饱和度c＊和色调h＊，对明度L＊的影响相对较小。其中，L＊值顺序依次为鸡精A＞鸡精C＞鸡精B，即含核黄素的鸡精A的明度最高、色泽最明亮；鸡精A以黄为主，略带绿色，其a＊值为－0.41，b＊值为35.46；含天然胡萝卜素的鸡精B与含合成β－胡萝卜素的鸡精C则以黄中带红为主要色调，其中鸡精B的红、黄色度值最高，a＊值和b＊值分别为1.81，36.23；鸡精C的红、黄色度值最小，a＊值和b＊值分别为0.39，32.48。这说明不同色素应用于鸡精中所呈现出的外观颜色具有一定的差异性。

另外，采用成对比较检验法和喜好度排序法，由10位感官评价员分别对3种鸡精样品的色泽、形态、香气、滋味进行感官分析比较。综合分析评价结果可知：3个样品的色泽差异最大，且对含核黄素的鸡精颜色的喜好度评分最高；形态和香气方面基本无区别；但在滋味上略有不同，即含有天然胡萝卜素或合成β－胡萝卜素的样品略含有胡萝卜的特征风味。

4.3.2 HPLC法建立色素标准曲线

4.3.2.1 核黄素标准曲线的绘制

根据试验结果，以核黄素质量浓度（x）为横坐标，以峰面积（y）为纵坐标做图，绘制核黄素标准曲线，见图4，回归方程为y＝7.5795x＋0.0427（R2＝0.9999）。

图4 核黄素标准曲线

根据试验结果，甲醇∶乙酸铵溶液（0.02mol／L）为35∶65（V／V），流速：1.0mL／min时，鸡精样品A的保留时间为6.882min，出峰时间较快，峰形对称（见图5），样品中核黄素的峰的拖尾因子符合规定，分离度好，R＞1.5。

外面的哭声喊声尖叫成一片，他想起老三还落在碉堡里，一着急，便起身出坑，刚一露头，就觉得两眼刺痛，嗓子眼里倒进了一万只蛤蟆，连忙又滚下弹坑，后来才知，正是这一弹坑的积水，救了他一命。

图5 鸡精样品A中核黄素的液相色谱图

4.3.2.2 β－胡萝卜素标准曲线的绘制

根据试验结果，以β－胡萝卜素质量浓度（x）为横坐标，以峰面积（y）为纵坐标做图，绘制β－胡萝卜素标准曲线，见图6。回归方程为y＝113.9461x＋0.1004（R2＝0.9999）。

图6 β－胡萝卜素标准曲线

采用外标面积归一法测得样品含量，鸡精样品B和C中β－胡萝卜素的液相色谱图见图7和图8，出峰时间为7.15min。

图7 鸡精样品B中β－胡萝卜素的液相色谱图

图8 鸡精样品C中β－胡萝卜素的液相色谱图

4.3.3 鸡精贮存期间色素光稳定性的研究

将3种鸡精样品分别置于光照环境下进行贮存，每隔一定时间组织品评员对其颜色进行感官评价。同时采用HPLC法测定样品中色素的含量，其色素保存情况见图9。

图9 不同鸡精在光照贮存期间的色素保存率

由感官分析报告可知，含核黄素的鸡精样品A在光照6h后，色泽亮度明显减弱，随着光照时间的延长，样品的荧光黄绿色逐渐消失，整体颜色呈现出偏白的趋势。含合成β－胡萝卜素的鸡精样品C在光照作用下，样品由浅黄色变为浅橘色，而含天然胡萝卜素的鸡精样品B受光照作用影响较小，颜色无明显变化。

由图9可知，分别对3种鸡精进行光照6，12h后，采用高效液相色谱法（HPLC）检测其中的色素含量，考察不同鸡精在光照作用下的色素保存情况。在光照12h后，鸡精A，B，C的色素保存率分别为39.84%，91.48%，48.40%。这说明3种色素分别添加应用到鸡精中时，天然胡萝卜素的光稳定性最好，核黄素的光稳定性最差，且该结果与3种色素水溶液的光稳定比较结果相吻合。

4.3.4 鸡精贮存期间色素热稳定性的研究

将3种鸡精样品分别置于37，55℃烘箱中进行避光贮存，每隔一定时间组织品评员对其颜色进行感官评价。同时采用HPLC法测定样品中色素的含量，其色素保存情况见图10。

图10 不同鸡精在37℃贮存期间的色素保存率

由图10可知，在37℃环境下，随着贮藏时间的延长，3种鸡精样品的色泽亮度逐渐减弱，其中鸡精C样品的颜色变化较明显，呈现偏白的趋势。在55℃高温贮藏环境下，含核黄素的鸡精样品A的荧光黄绿色逐渐消失，而鸡精样品B和C，随着贮藏时间的延长，样品颜色逐渐加深，且呈现偏红的趋势，这可能是高温条件下发生美拉德反应褐变所导致。由此表明添加天然胡萝卜素或合成β－胡萝卜素的食品不适宜在较高温度下储存。分别对3种鸡精在37℃环境下贮存7，17，27天后，采用高效液相色谱法（HPLC）检测其中的色素含量，考察不同鸡精在加热作用下的色素保存情况。随着贮藏时间的延长，鸡精C的色素保存率迅速下降，鸡精B在贮藏7天后，其色素含量开始逐渐变少，而鸡精A在贮藏27天后，其色素保存率依然在95%以上。这表明3种色素分别添加应用到鸡精中时，核黄素的热稳定性最好，合成β－胡萝卜素的热稳定性最差，天然胡萝卜素次之，该结果与3种色素水溶液的热稳定比较结果不一致，这可能是3种色素的水溶解性不同所导致。由于β－胡萝卜素不溶于水，而核黄素微溶于水，在水介质作用下，核黄素分子呈高度扩散状态，其分子比表面积增大，故加热易被分解破坏。

5 总结与分析

5.1 3种色素稳定性的分析

主要研究了光照、温度分别对核黄素、天然胡萝卜素、合成β－胡萝卜素的影响，研究数据表明：在光稳定性方面，天然胡萝卜素的耐光性最好，合成β－胡萝卜素次之，核黄素对光照最为敏感；在热稳定性方面，3种色素水溶液的热稳定性强弱顺序为合成β－胡萝卜素＞天然胡萝卜素＞核黄素，但将其添加应用在鸡精中时，核黄素的耐热性最强，天然胡萝卜素的耐热性居中，合成β－胡萝卜素的耐热性最弱。

鸡精调味料在整个生产、贮存、销售、使用等流通环节中容易受到外界环境因素的影响，尤其是温度和光照。例如，鸡精在日常烹饪过程中添加使用时，不可避免地受到菜肴本身和厨房炉灶的高温环境影响。若鸡精中使用胡萝卜素作为着色剂，因其热稳定性较差，则易使鸡精在短时间内发生非酶促褐变，导致产品颜色加深变红，进而影响产品的质量。因此，为避免或减少温度对鸡精颜色的破坏和影响，根据3种色素在鸡精贮存期间的热稳定性试验可知，选择核黄素作为色素添加剂较佳。

相对而言，光照因素较容易控制，最好的解决方案是采用避光的包装材料，比如，深色的包装薄膜（红褐色薄膜为佳）、铝箔、铁罐、复合纸罐等，而性价比最优的是铝箔袋包装。其最大特点是避光，具有不透光且有较好反射光线的性能，可有效阻挡紫外线的照射。因此，在鸡精中若使用核黄素作为着色剂，可采用不透明的铝箔袋包装便能有效解决其光稳定性差的问题。

5.2 3种色素对鸡精颜色影响的分析

通过DigiEye数码测色系统定量表征鸡精颜色和人工感官评价颜色结果基本一致，即不同色素应用于鸡精时所呈现出的外观颜色具有一定的差异性。具体表现为：选用不同着色剂添加应用于鸡精后，主要影响鸡精颜色体系表达的红绿色度a＊，其次是黄蓝色度b＊，饱和度c＊和色调h＊，对明度L＊的影响相对较小。结合人工感官评价结果可知，含核黄素的鸡精色泽明亮，呈现出荧光黄绿色；含天然胡萝卜素的鸡精色泽较暗，颜色偏红；含合成β－胡萝卜素的鸡精无光泽，颜色略偏白。另外，在滋味上略有不同，即含有天然胡萝卜素或合成β－胡萝卜素的样品略含有胡萝卜的特征风味，进而影响鸡精的整体风味。

良好的色、香、味，不仅是一种感官上的享受，而且有利于增进食欲，促进食品的消化和吸收，尤其是食品的颜色能诱导人的食欲。美国人曾经对颜色与食欲之间的关系做过调查和研究［9］。结果表明：人们往往喜欢颜色比较鲜亮的食物，这是因为明度高的色彩感觉轻，富有动感，给人以柔软、亲切的感觉，进而增加人们的食欲；而明度低、色泽暗淡则给人一种坚硬、陈旧、难吃、不新鲜的感觉。这与3种色素应用于鸡精的颜色喜好度评价结果一致，即消费者对含核黄素的鸡精产品所呈现出的色泽明亮、荧光黄绿色的颜色感官特性具有较高的满意度。

5.3 3种色素的成本分析

综合原料价格和配方添加量，经计算，3种色素的原料成本具体见表2。

表2 3种色素的成本分析

由表2可知，在鸡精生产加工中使用核黄素的成本最低，天然胡萝卜素的成本最高，合成β－胡萝卜素的成本居中，且是核黄素的2.6倍。

综上所述，与核黄素相比，天然胡萝卜素、合成β－胡萝卜素在热稳定性、感官呈色效果、原料成本方面都存在一些不足和劣势。此外，有文献报道化学合成的β－胡萝卜素对人体能产生一定程度的毒副作用，长期服用还会对人体产生不可逆转的病变，存在一定的食品安全风险。而核黄素不仅能给食物增添黄色，还具有营养保健功能。故在鸡精调味料生产加工过程中选择核黄素作为食用着色剂最佳。鉴于核黄素光稳定性差的缺点，为更好地保持核黄素的稳定性，添加核黄素的鸡精在加工、贮藏过程中都应做好避光措施。

［1］Pegg R B，Shahidi F，Fox J B.Unraveling the chemical identity of meat pigments［J］.Critical Reviews in Food Science and Nutrition，1997，37（6）：561－589.

［2］Vaneenwyk J，Davis F，Bowen P.Dietary and serum carotenoids and cervical intraepithelial neoplasia［J］.Int J Cancer，1990，48（1）：34－38.

［3］戴传云，朱蠡庆.核黄素生理生化特征及其功能［J］.食品研究与开发，2004，25（6）：90－91.

［4］黎超，虞成华，印杰，等.高效液相色谱法测定鸡精中核黄［J］.中国食品添加剂，2013（3）：225－228.

［5］熊科.天然胡萝卜素提取及制备相关产品的工艺技术研究［D］.长沙：湖南农业大学，2008：10－13.

［6］刘家永，吴鸣建，沈国鹏，等.天然β－胡萝卜素的研究［J］.郑州工业大学学报，1999，20（4）：59－60.

［7］吴翠栓，黄晶晶，艾秀丽，等.β－胡萝卜素的研究进展［J］.中国医院药学杂志，2008，28（16）：1381－1382.

［8］刘爱琴，罗超杰，王超英，等.分光测色计在β－胡萝卜素微胶囊干粉中的应用研究［J］.中国食品添加剂，2013（4）：179－183.

［9］刘静，邢建华.食品配方设计7步［M］.北京：化学工业出版社，2007.

Study on the Stability of Riboflavin and Carotene and Analysis of Their Influences on the Color of Chicken Essence Seasoning

GU Yan－jun，WANG Fang
（Shanghai Totole Food Co.，Ltd.，Shanghai 201812，China）

The light and heat stability of riboflavin，natural carotene and syntheticβ－carotene are studied by using UV spectrophotometry.Compared with riboflavin，two kinds of carotenes have better light and heat stability.The effects of three kinds of pigments on the color of chicken essence seasoning are analyzed comparatively.The results show that the quantitative characterization of chicken essence seasoning color by colorimeter and the color result of artificial sensory evaluation are basically same.There are some differences in the appearance of color when different pigments are used in chicken essence seasoning.During the storage of chicken essence seasoning，the stability experiments using HPLC method indicate that riboflavin＇s heat resistance is stronger than two kinds of carotenes，but its light resistance is relatively weaker.

riboflavin；natural carotene；syntheticβ－carotene；stability；chicken essence

TS202.3

A

10.3969／j.issn.1000－9973.2017.04.016

1000－9973（2017）04－0074－06

2016－10－15

顾艳君（1959－），女，高级工程师，研究方向：复合调味品。