葡萄皮色素研究进展

葡萄皮色素研究进展

关键词：葡萄皮色素、提取工艺、稳定性、开发前景

摘要：葡萄花色素作为天然色素可作为食品着色剂，还具有其他许多生理功能，葡萄花色苷应用于食品，不仅具有优越的色泽而且增加了产品的附加值。其最佳提取方法是超声波法提取法，pH值、温度、酸度、氧化剂、金属离子都对其稳定性有一定影响。

随着生活水平的不断提高, 人们对食品的安全性越来越关注, 更倾向于食用无毒无害的绿色食品。色素是一种重要的添加剂, 广泛应用于食品、日用化工产品、化妆品、医药卫生以及印染工业等领域。随着人类对合成色素毒性作用认识的深入, 开发应用天然色素, 回归大自然是大势所趋。

我国葡萄资源丰富, 年产葡萄140多万t，目前产量还在逐年递增。其中80%用于酿酒, 因此, 每年将产出数以万吨计的葡萄皮渣。从葡萄皮渣中提取的葡萄皮红色素, 其色泽鲜艳, 安全, 染色优良, 还具有改善肝脏、防御身体过氧化、防止动脉硬化以及提高视力等生理功能, 它还具有抗氧化和清除自由基的作用,有一定的药用与保健价值，是一种非常重要的天然食用色素和理想的食品添加剂，可以作为食品及化妆品等的着色剂。葡萄皮色素异名又叫葡萄皮红色素，从紫色葡萄皮中提取而得，属花色苷类化合物。色素苷是花色素和糖以糖苷键结合而成的一类化合物，广泛存在于植物的花、果实、茎、叶和根器官的细胞液中，使其呈现由红、紫红到蓝等不同的颜色，属于类黄酮——以黄酮核为基础的一类物质中并能呈现红色的一族化合物。

葡萄花色素苷分布于果皮、果肉、葡萄籽、芽鳞片等部位，主要是果皮，是赋予葡萄与葡萄酒颜色的主要物质，对葡萄酒质量有着重要的影响。葡萄花色素苷赋予葡萄果实红色，可以吸引动物取食，从而利于葡萄种群扩散。葡萄花色素苷还具有吸收紫外线、作为抗氧化剂、作为结构分子以及信号转导等作用，对果实色泽、风味、口感和营养价值等都具有重要的作用。葡萄皮色素苷作为天然色素，除可作为食品着色剂如葡萄皮红色素应用于许多食品中，还可作为保健药品具有抗炎症、毛细管强化、抗眼科领域疾患等药理功能。此外，还具有其他许多生理功能：①抗氧化以及消除自由基，陈年红葡萄酒中的花色素苷可以消除H2O2对人体血液中红细胞的伤害，以及降低血液中的活性氧和高铁血红蛋白；②改善肝脏以及血清中的脂质，防止动脉硬化；③抗变异原和抗肝炎；

④防御生物体过氧化，红葡萄的花色苷在体内除了抑制人体中LDL的过氧化外，还有延迟血小板凝集作用等功能；⑤防止动脉硬化和提高视力等。

葡萄皮红色素成分主要为锦葵色素-3-葡萄苷（oenins）,丁香啶（syringidine）,二甲翠雀素、甲基花青素、3′-甲基花翠素、翠雀素等。花色苷溶于水和乙醇,不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂;遇醋酸铅试剂会沉淀 ,并能被活性炭吸附;其颜色随pH值不同而改变,在酸性条件下显色较好,呈红色,在中性、近中性条件下呈无色,在碱性条件下呈蓝色。

一、葡萄皮红色素提取工艺

根据其化学特性,当前花色苷的提取方法主要有以下几种:溶剂浸提、超声波辅助提取、超临界流体萃取、微波萃取、酶法提取、亚临界水提取。其中超

声波辅助提取法和酶法提取比较完备。对于应用较广泛的传统溶剂提取法来说,技术已经相对比较成熟,不足之处是大多数有机溶剂毒副作用大且产物提取率低。超临界流体萃取技术作为近30年来发展起来的一种新兴技术,具有传统萃取方法所不具备的优势,与溶剂提取法相比,省去了溶剂回收以及精炼过程,从而降低了成本,容易实现工业化生产,但设备成本过高。但目前国内尚未有报道应用此技术提取葡萄皮中花色苷的文章。亚临界水提取是一种新技术,该法清洁、有效、产率较其他方法也高,但是由于该技术目前还处于研究发展阶段,对工艺条件要求较高,工业生产中还未广泛应用。到目前发表的文章中葡萄皮色素最佳提取方法是:通过超声波法提取葡萄皮色素，其最佳工艺条件是：以90 %的乙醇溶液为提取溶剂，超声波作用时间20 min，提取温度为60 ℃、料液比为1:6。超声波法提取葡萄皮色素所得葡萄皮色素粗产品的提取率为7.38 %。

二、葡萄皮色素稳定性研究

（1）葡萄皮色素溶解性

葡萄皮色素在水、甲醇、乙醇、甘油、冰醋酸溶液中有良好的溶解性，而且色素溶解后长期放置均无变化，色素非常稳定。

（2）pH值对葡萄皮色素稳定性的影响

葡萄皮在不同pH值的体系中具有不同的色调和色度。当pH值小于3．9时，色素呈现其最强的红色，颜色深；当pH值在4．1～4．4之间时，色调基本保持不变，但色度略有下降；当pH值大于4．8时，颜色逐渐变为橙黄色直至无色。通过光谱分析发现，该色素在不同pH值条件下具有不同的结构。当pH值小于3．9时，在可见光区有一个最大吸收峰(510nm处)，随着pH值的增大，吸收峰逐渐降低直至消失。可见，葡萄皮色素作为红色色素适用于酸性或弱酸性食品。

（3）温度对葡萄皮色素稳定性的影响

葡萄皮色素受温度的影响程度取决于受热时间和温度：温度越高，色素保持稳定的时间越短。葡萄皮色素对巴氏消毒是稳定的，对高温(90℃)、短时间(30min)热处理也足稳定的，颜色均无变化。但长时间处于较高温度下色素会发生褐变，因此，在应用此色素进行食品着色后，使用巴氏消毒或高温、短时间的热处理方法都可以最大限度地保持该色素的色调和色度，即保持色素的稳定。（4）酸度对葡萄皮色素稳定性的影响

葡萄皮色素溶液在pH< 4 时呈紫红-红色, 颜色鲜艳; 在pH4～5 之间颜色逐渐变浅, 但仍为较浅的粉红色, 当pH=5.33 时, 吸光度值最低; pH> 5.33时, 溶液颜色由浅粉变为浅黄, 随着pH 值的继续增加,颜色由浅黄色逐渐变为绿色, 且吸光度值逐渐增大。可见, 葡萄皮色素在酸性及弱酸性条件下较稳定, 所以该色素适用于酸性及弱酸性条件。

（5）氧化剂对葡萄皮色素稳定性的影响

在葡萄皮色素溶液中加入氧化剂H2O2水溶液, 对葡萄皮色素稳定性有较大的影响; 随着加入的H2O2 浓度的增加, 溶液的吸光度值继续变小, 所以葡萄皮色素在做食品添加剂和其他用途时应避免葡萄皮色素与强氧化剂的接触。（6）金属离子对葡萄皮色素稳定性的影响

在葡萄皮色素溶液中加入Fe3+ 后, 溶液颜色迅速由红色变为浅黄色; 随着Fe3+ 浓度的增大,色素溶液的颜色逐渐加深, 且吸光度值也逐渐增大, 说明葡萄皮色素对Fe3+ 非常敏感, 因此色素应尽量避免与铁制容器接触。

三、开发前景

（1）具有资源优势