王志偉
(黑龍江省農業(yè)科學院園藝分院,黑龍江 哈爾濱 150069)
花青素是植物細胞液中的水溶性天然色素,在水、甲醇、酸堿度較低等極性溶液中易溶解,植物所呈現的顏色主要與其有關。針對大多數水果(蘋果、梨)來說,花青苷主要存在水果的果皮中,在小漿果(蔓越莓、樹莓、桑葚等)的果肉中也可以發(fā)現花青素。目前人們更多追求食品的質量,注重營養(yǎng)的涉取,所以在利用小漿果的提取花青素時,要重點優(yōu)化改進工藝以保證花青素的利用率。
花青素活性高,易受環(huán)境、地區(qū)等條件的干擾,除了自身結構外,還受到pH值、陽光、溫度、金屬離子、氧、糖等因素的制約。
其他條件相同時,pH值較低時花青素不易分解,隨著pH值增加,花青素的降解速度會加快,迅速分解成花色素基元和糖基。
作為感光色素,花青素的穩(wěn)定性和光照息息相關。有光和無光時花青素的降解速度不一致。對藍莓花青素進行光感試驗,發(fā)現在無光時,它的半衰期是1 d;有光照作用時半衰期為9 d,可見,藍莓花青素的存在狀態(tài)會受到光照影響。
研究發(fā)現,花青素的降解速度在溫度作用下和一級反應動力學相匹配,花青素在提高溫度或增加時間時飛速降解。聶芊老師根據此規(guī)律,深入研究了溫度對篤柿色素的影響效果,得出篤柿花色素的降解符合穩(wěn)定性動力學,從而在合適的溫度條件下生產篤柿產品。
同一種金屬離子作用于不同的花青素,反應不一致;不同金屬離子對同一個花青素的作用也不同。這是因為金屬離子在水中會分解出酸,使溶液呈酸性,從而改變花青素的顏色;還由于金屬離子和花色苷會相互作用,產生螯合反應。利用這個規(guī)律提取酸果蔓中色素,通過金屬離子的作用有效保證了花色苷的原有狀態(tài),操作過程中要防止產生單寧與金屬絡合物。
小漿果中花青素含量很高,被廣泛應用于各行各業(yè),但小漿果的存儲難度大,現階段我國只在生產冷凍果中有很大優(yōu)勢,而在生產果汁果酒領域明顯達不到預期效果,國外也不能有效提取花青素的含量,即使他們擁有完善的生產設備和技術,因此要致力于改善小漿果加工的工序,以保證花青素的有效利用。
由于濃縮加工后使得果汁具有較高的穩(wěn)定性和較低的水分活度,所以果汁在市場上主要以濃縮汁流通。在生產環(huán)節(jié)中,要重視一些細節(jié)處理。
利用破碎,使果汁和果實充分融合在一起,增加色素的溶解。在進行破碎后將其加熱,降低水果中各種酶的活性,保證產品原本的顏色以及花青素的穩(wěn)定性取,之后再收取果汁。
在對小漿果進行壓榨時,要利用疏松劑并且在較高的溫度下進行,提高果汁的質量和產量。浸提加工也提倡熱浸,浸提液一般采用選用檸檬酸(0.5%~1%的濃度)、蘋果酸等有機酸溶液,對原有顏色的保持效果顯著。
酶解時為了保證果汁的顏色更鮮明,通常加入一些酶(纖維素酶、果膠酶等)。例如在制作藍莓果汁時為了充分提取花青素,加入0.1%的果膠酶,接著在50℃溫度下放置2 h。
花青素容易被氧化,所以要采取的脫氣(去氧)工藝,預防其氧化變質,保留其原有的顏色,避免營養(yǎng)成分的損失。
研究表明,紅酒的抗氧化活性優(yōu)于綠茶、果蔬汁等,越來越多的人愛上葡萄酒。某種小漿果(如黑加侖、藍莓)中的抗氧化成分很高,因此利用小漿果來制造具有抗氧化效果的果酒。制造果酒時,花青素的穩(wěn)定性在不同發(fā)酵溫度、氧含量、酵母菌以及其他物質的作用下會有所不同。
釀造流程中,果酒的浸漬與發(fā)酵都要考慮溫度因素。浸漬溫度較高時,色素和單寧含量會顯著增,進而色素穩(wěn)定性會增加。生產藍莓果酒時,在23℃~26℃溫度條件下活化酵母,能加快果實果皮中各種成分的溶解速度和程度,從而使果酒的顏色鮮明、活性較大。
釀酒環(huán)節(jié)要注意氧氣的使用。在酒的成熟過程利用氧氣使單寧與花色苷結合,去除澀味、苦味等不好的口味,同時利用氧化增加花色苷的穩(wěn)定性。隨著果酒發(fā)酵程度的越來越大,要避免氧氣的滲入,防止褐變產生沉淀物。有關研究發(fā)現,果實在經過低溫處理后,其中的花青素個別更容易分散到發(fā)酵液里,所以利用CO2或冰水來儲存果實。
人工發(fā)酵前,用硫作用于酵母菌,不僅大大提高了人工發(fā)酵的準確性,而且有效保證了果酒的品質,優(yōu)化果酒的色澤?;ㄇ嗨氐姆€(wěn)定性還與酵母菌的狀態(tài)有關,對比于游離酵母,固化酵母更容易使花色苷處于穩(wěn)定的狀態(tài);若在固化酵母中加上氧化硅、氧化鋁等強化劑,會加速發(fā)酵。
用小漿果生產的果酒,膠體溶液居多,從而造成果酒的顏色渾濁,有沉淀物,失去原本的質感。這是因為小漿果有很多果膠,所以要運用澄清劑減少果膠。保持18℃~20℃的溫度,把蛋清粉和1.5%的皂土混合當作澄清劑,降低氧化酶的活性,減少藍莓果酒中的果膠。
提取花青素過程中,要盡可能的維持其功能性因子的活性,以保證花青素不被破壞。目前階段,采用以往的食品加工工藝,不能有效維持花青素的穩(wěn)定,尤其針對小漿果來說,不易儲存,制造流程復雜,成品中花青素的含量遠遠達不到預期目標,因此如何改進現有工藝流程以提高花青素的含量是小漿果制造中一個亟待解決的問題。