赤霞珠葡萄皮花色素稳定性研究

杨娟娟，王 斌

银川能源学院 (宁夏银川 750000)

花色素是一种存在于红葡萄皮中红色素，常以糖苷形式存在[1]。现己查明有十几种花色素苷，主要为翠雀素、矢车菊素、矮牵牛苷配基等[2]。葡萄皮中的花色素含量随葡萄品种的不同差别较大，一般野生种葡萄花色素含量在42～59 mg/kg[3]。葡萄皮中的水溶性花色苷色素，随pH值而变化其色调有明显差异，酸性时呈红至紫红色，碱性时呈暗蓝色，铁离子存在下呈暗紫色，在一定强度的光、热条件下稳定性较差[4,5]。从葡萄皮中分离出的花色素晶体多为针形，它的提取物浓缩物是红至暗紫色液状、块、粉末状或糊状物质。其有两个吸收波长范围，一个在可见光区(波长为465～560 nm)；另一个在紫外光区(波长为270～280 nm)[6]。葡萄皮花色素有很多功效，如美容，改善视觉功能，抗辐射，天然抗氧化剂等[7]。本研究以宁夏特色酿酒葡萄品种赤霞珠为原料[8]，使用我们之前报道的葡萄皮花色素的最佳提取工艺条件提取的赤霞珠葡萄皮粗提液[9]，再通过过滤、浓缩等工艺得到葡萄皮花色素的样品浓缩液，考查不同条件对葡萄皮花色素稳定性的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

采自于宁夏贺兰山东麓酿酒基地，冷冻备用。

1.2 主要试剂与仪器

主要试剂：无水乙醇(99.7%)、Na2SO3(98%)、山梨酸钾(CP，98%)、柠檬酸(1 mol/L)、ZnSO4·7H2O(99%)、CaSO4·2H2O(98%)，购于安耐吉试剂官网。

主要仪器设备：KQ-250B型超声清洗器，昆山市超声仪器有限公司；电子天平(梅特勒-托利多 220 g/0.1 mg,ME204)，赛多利斯科学仪器(北京)有限责任公司。

1.3 方法

1.3.1葡萄皮花色素样品制备

选用酿酒葡萄品种赤霞珠的葡萄皮为原料，对其进行分选、烘干、磨粉处理。提取赤霞珠葡萄皮中花色素，对提取的粗提液抽滤，使用真空系统将提取溶剂去除，得到的葡萄皮花色素的浓缩液，样品用于下一步稳定性的研究。

1.3.2紫外可见光谱扫描

在紫外可见光谱仪上进行扫描，扫描波长范围在450～600 nm，图1为赤霞珠葡萄皮花色素的紫外可见光谱图。由此图可以看出，在可见光区530 nm处有花色苷的特征吸收峰。

图1 葡萄皮花色素的紫外可见光谱图

1.3.3葡萄皮花色素稳定性的研究

1.3.3.1 考察不同pH 值的影响

将所得样品浓缩液稀释5倍，各取1 mL数份，向其中分别加入不同pH值的柠檬酸-Na2HPO4缓冲液，定容至100 mL，每隔2 d取样1次进行紫外可见光谱扫描，在最大吸收波长530 nm下测定其吸光度，考察不同pH值对赤霞珠葡萄皮花色素稳定性的影响。

1.3.3.2 考察不同光照条件的影响

根据实验方案的考察结果，在最佳pH值条件下，使用柠檬酸-Na2HPO4作缓冲液，配制赤霞珠葡萄皮花色素的溶液为目标待测液，分别置于室内、室外的光照条件下，每隔2 d取样1次，在最大吸收波长530 nm下测定其吸光度，分析在相应的pH值下，光照强度对赤霞珠葡萄皮花色素稳定性的影响。

1.3.3.3 考察不同添加剂对葡萄皮色素稳定性的影响

分别取1 mL样品浓缩液提于100 mL的容量瓶中，分别向其中加入配制好的不同浓度的添加剂-Na2SO3、山梨酸钾、柠檬酸及金属离子(Ca2+、Zn2+)溶液稀释定容。振荡均匀后在黑暗的条件下静置2 h后，每隔30 min取样1次，在最大吸收波长530 nm下测定其吸光度，考查不同类型的添加剂对赤霞珠葡萄皮花色素稳定性的影响。

2 结果与讨论

2.1 葡萄皮花色素的稳定性研究

2.1.1不同pH值对葡萄皮花色素的影响

如图2所示,在pH值为1.0～4.0时赤霞珠葡萄皮花色素比较稳定。其中，pH值为1.0～2.0的样品溶液，在最大吸收波长530 nm处的吸光度基本保持不变；pH值为3.0～4.0样品溶液，其吸光度在第6 d出现下降趋势，下降趋势不是很明显；但当pH值在5.0～6.0，样品溶液的吸光度在第4 d就出现了明显的下降趋势；pH值为7时，在第2 d就出现极度明显的下降趋势，说明在此条件下葡萄色素极不稳定。由此可见，葡萄色素在酸性较强的环境下具有较好的稳定性。

2.1.2光照对葡萄皮花色素稳定性的影响

如图3所示，选取pH值为1、2、3的样品溶液各2份，置于室外光和室内光下，可以看出在室外光下的吸光度比室内光的吸光度的变化趋势明显，在第4 d时室外光强度照射的样品吸光度急剧上升，第4 d后又迅速下降，在室内光照射下，样品溶液的吸光度下降趋势非常缓慢，当放置到第10 d时，在同一水平的pH值下，室外光照射下的赤霞珠葡萄皮花色素吸光度均小于室内光照射下的吸光度。由此可以得出结论：室外强烈的日光照射对花色素稳定性影响较大，长期照射可能会导致葡萄花色素快速降解。

图2 不同pH值对赤霞珠葡萄色素稳定性的影响

图3 光照对赤霞珠葡萄色素稳定性的影响

2.1.3不同添加剂对色素稳定性的影响

2.1.3.1 Na2SO3对色素稳定性的影响

如图4所示，将样品溶液避光放置30 min，其吸光度急剧减小，其吸光度在30 min之后保持平稳下降趋势。当Na2SO3的浓度达到0.05 g/L时，样品的吸光度在30～60 min内迅速下降。由此可见，在避光条件下，向葡萄皮花色素的样品溶液中加入低浓度的Na2SO3，葡萄皮花色素可以较短时间内保持稳定。

图4 Na2SO3对赤霞珠葡萄皮色素稳定性的影响

2.1.3.2 山梨酸钾对色素稳定性的影响

如图5所示，在样品溶液中加入不同浓度的山梨酸钾，其浓度越低越有利于保持色素的稳定性，添加剂山梨酸钾的浓度越高样品的吸光度越小，说明高浓度的山梨酸钾会导致葡萄皮色素发生褪色作用。

图5 山梨酸钾对赤霞珠葡萄皮色素稳定性的影响

2.1.3.3 柠檬酸对色素稳定性的影响

如图6所示，随着柠檬酸浓度的增加，赤霞珠葡萄皮花色素的吸光度也逐渐增大，可以说明加入适当的高浓度柠檬酸可以起到明显的增色作用。

图6 柠檬酸对赤霞珠葡萄皮色素稳定性的影响

2.1.3.4 Ca2+对色素稳定性的影响

如图7所示，Ca2+浓度低于1.0 mol/L 时，对葡萄皮色素吸光度影响较小，当Ca2+浓度为1.0 mol/L时，吸光度快速增加。说明一定量的Ca2+对葡萄皮色素有辅色作用，当浓度不能高于1.0 mol/L时，吸光度明显减小，说明辅色作用减弱。

图7 Ca2+对赤霞珠葡萄皮色素稳定性的影响

2.1.3.5 Zn2+对色素稳定性的影响

如图8所示，葡萄皮色素吸光度随溶液中Zn2+浓度的增加而增大，呈成正相关关系，说明高浓度的Zn2+有利于葡萄皮色素的增色作用。

图8 Zn2+对赤霞珠葡萄皮色素稳定性的影响

3 结论

本研究选用酿酒葡萄品种赤霞珠的葡萄皮浓缩液作为原料，配制了一系列的样品溶液，考察了不同条件对赤霞珠葡萄皮花色素稳定性的影响。在试验中长时间的高温和光照对葡萄皮花色素有明显的破坏作用，加入低浓度的 Na2SO3、山梨酸钾等防腐剂，有利于保持葡萄皮色素的稳定性。高浓度的柠檬酸、Zn2+对葡萄皮色素有一定的护色作用；当Ca2+小于1.0 mol/L时具有较好的辅色效果。