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www caaj org 农学学报 2021 11 6 73 77 JournalofAgriculture 0 引言 草 莓 又 称 红 莓 洋 莓 地 莓 等 1 有 水 果 皇 后 之 称 草 莓 果 实 色 泽 鲜 红 酸 甜 可 口 香 气 浓 郁 软 嫩 多 汁 2 富含花青素 维生素C 等多种营养物质 深受广大 消 费 者 喜 爱 但 草 莓 贮 藏 期 短 在 贮 藏 和 运 输 期 间 草 莓 会 逐 渐 褪 色 花 青 素 含 量 也 相 应 减 少 花 青 素 是 一 类 人 们 最 为 熟 悉 的 水 溶 性 色 素 3 存 在 于 绝 大 多 数 植 物之中 花青素是一种由苯丙氨酸途径合成的黄酮类 基 金 项 目 天 津 市 科 技 支 撑 计 划 重 点 项 目 冻 干 果 蔬 品 质 提 升 与 安 全 控 制 技 术 应 用 研 究 20YFZCSN00980 天 津 市 林 果 现 代 农 业 产 业 技 术 体 系 项 目 ITTFPRS2018010 第 一 作 者 简 介 吕 婉 莹 女 1999 年 出 生 在 读 硕 士 研 究 方 向 为 农 产 品 物 流 保 鲜 与 加 工 通 信 地 址 300457 天 津 市 滨 海 新 区 第 十 三 大 街 天 津 科 技 大 学 E mail 543677629 通 讯 作 者 胡 云 峰 女 1966 年 出 生 教 授 硕 士 研 究 方 向 为 农 产 品 物 流 保 鲜 与 加 工 通 信 地 址 300457 天 津 市 滨 海 新 区 第 十 三 大 街 天 津 科 技 大 学 E mail hu yf 收稿日期 2020 09 10 修回日期 2020 11 12 贮运条件对草莓主要色素成分稳定性的影响 吕婉莹 贾冬梅 胡云峰 陈君然 天津科技大学农产品物流保鲜与加工实验室 天津300457 摘 要 草 莓 在 贮 藏 和 运 输 期 间 会 产 生 褪 色 现 象 花 青 素 含 量 逐 渐 减 少 为 研 究 光 照 时 间 温 度 pH 金 属 离 子 对 草 莓 花 青 素 的 影 响 探 索 合 适 的 加 工 与 贮 运 条 件 在 花 青 素 含 量 保 持 一 致 的 情 况 下 设 置4 种 反 应条 件 探讨 光照 时间 温度 pH 金属 离子 对草 莓花 青素 的影 响 草莓 花青 素在 自然 光下 照射8h 吸光 度 值 下 降25 温 度 高 于60 后 吸 光 度 值 下 降67 当pH 7 时 吸 光 度 值 下 降85 添 加Na Mg 2 后 的 色 素 提 取 液 反 应2h 后 所 测 吸 光 度 值 分 别 保 持 在0 070 和0 050 左 右 而 添 加Fe 3 后 测 得 的 吸 光 度 值 下 降87 实验结果表明 草莓在贮运过程中应避光 低温 保持酸性条件 且避免与铁制品接触 关键词 草莓 花青素 光照 温度 pH 金属离子 中图分类号 TS255 文献标志码 A 论文编号 cjas2020 0200 Effects of Storage and Transportation Condition on the Stability of Main Pigment Components in Strawberry Lv Wanying Jia Dongmei Hu Yunfeng Chen Junran State Key Laboratory of Food Nutrition and Safety Tianjin University of Science and Technology Tianjin 300457 China Abstract Strawberry fad es during storage and transportation and the anthocyanin content gradually decreas es To study the effects of light application time temperature pH and metal ions on anthocyanins of strawberry and explore suitable processing and storage conditions four reaction conditions were set under th e same a nthocyanin content and the effects of lig ht appli cation time temperature pH and metal ions on strawberry anthocyanins were discussed Wh en stra wberry anthocyanins were exposed to natural light for 8 hours the absorbance value was decreased by 25 When the temperature was higher than 60 the absorbance value was decreased by 67 When pH 7 the absorbance value was decreased by 85 The measured absorbance values of the pigment extract after adding Na and Mg 2 were kept at about 0 070 and 0 050 after reacting for 2 h while the absorbance value measured after adding Fe 3 was decreased by 87 Experimental results show that strawberries should be protected from light under low temperature and acidic condition and avoid con tacting with iron products during storage and transportation Keywords Strawberry Anthocyanin Light Temperature pH Metal Ions物 质 4 主 要 成 分 为 矢 车 菊 素 3 葡 萄 糖 苷 天 竺 葵 素 3 葡 萄 糖 苷 5 具 有 抗 氧 化 特 性 6 其 抗 氧 化 能 力 是 维 生 素C 维 生 素E 的 数 倍 花 青 素 能 够 增 强 血 管 弹 性 7 提高循环效率以及改善皮肤状况 提高关节的柔韧性 改 善 骨 质 疏 松 8 研 究 表 明 花 青 素 还 具 有 抗 癌 作 用 但 是 其 性 质 极 不 稳 定 容 易 受 到 各 种 因 素 的 影 响 9 11 为了解决草莓在贮存和运输过程中和草莓加工产品的 褪 色 问 题 笔 者 测 定 草 莓 花 青 素 在 不 同 的 贮 存 条 件 下 pH 温 度 光 照 金 属 离 子 的 稳 定 性 旨 在 为 草 莓 的 加工和利用提供理论参考 1 材料与方法 1 1 试验时间 地点 试 验 于2020 年5 8 月 在 天 津 科 技 大 学 食 品 科 学 与工程学院农产品物流保鲜与加工实验室进行 1 2 材料与仪器 草 莓 品 种 为 蒙 特 瑞 四 季 草 莓 由 上 海 喜 果 佳 草 莓 种 植 基 地 提 供 挑 选 色 泽 均 匀 大 小 一 致 七 八 成 熟 无病虫害 无挤压破损的草莓 TU 1810 紫 外 可 见 分 光 光 度 计 北 京 普 析 通 用 仪 器 责 任 有 限 公 司 电 子 天 平 余 姚 市 纪 铭 称 重 校 验 设 备 有 限 公 司 MP522 型 精 密pH 电 导 率 测 量 仪 上 海 三 信 仪 表 厂 电 热 恒 温 水 浴 锅 天 津 市 泰 斯 特 仪 器 有 限 公 司 SYU 10 300DT 超 声 波 清 洗 机 郑 州 生 元 仪 器有限公司 色差计 柯盛行仪器有限公司 1 3 试验方法 1 3 1 草莓花青素提取液的制备与测定方法 花青素提 取 液 提 取 参 照 孙 倩 怡 12 的 方 法 采 用pH 示 差 法 测 定 花青素的吸光度值 按式 1 计算花青素的保存率 花 青素保存 率 A 1 A 0 10 0 1 式 中 A 1 为 保 存 后 花 青 素 吸 光 度 值 A 0 为 保 存 前 花 青 素 吸光度值 采 用CR 10 色 差 检 测 器 分 别 测 定 果 实 亮 度 值 L 红 绿 色 差 a 黄 蓝 色 差 b 及 总 色 差 E L 值 越 大 色 泽 越 明 亮 a 值 越 大 红 度 值 越 大 b 值 越 大 黄 度 越 大 按式 2 计算总色差 E E L 2 a 2 b 2 2 式 中 L 为 贮 藏 若 干 天 与 第0 天 L 值 之 差 a 为 贮 藏 若 干 天 与 第0 天 a 值 之 差 b 为 贮 藏 若 干 天 与 第0 天 b 值之差 花 色 苷 含 量 TAcy 采 用pH 示 差 法 测 定 具 体 参 照 盛小娜 13 的方法 计算如式 3 4 T A c y A 433 1 0 V 2240 0 m 10 0 3 A OD500nm OD700nm pH1 0 OD500nm OD700nm pH4 5 4 式 中 A 为 吸 光 度 V 为 提 取 液 的 总 体 积 m 为 取 样 量 22400 为 天 竺 葵 色 素 3 葡 萄 糖 苷 的 摩 尔 消 光 系 数 433 为天竺葵色素 3 葡萄糖苷的摩尔分子质量 1 3 2 贮藏期间新鲜草莓色泽和花色苷含量的变化 将 新 鲜 草 莓 在4 环 境 中 储 藏 分 别 于0 3 6 9 12 天 测 定草莓的 L a b 值和花色苷含量 1 3 3 最大吸收波长的确定 使用紫外分光光度计对花 青 素 提 取 液 在400 700nm 进 行 扫 描 确 定 最 大 吸 收 波 长 1 3 4 光 照 对 花 青 素 稳 定 性 的 影 响 分 别 吸 取10mL 花 青 素 提 取 液 在 自 然 光 下 照 射0 2 4 6 8h 于516nm 处测定吸光度值并计算花青素保存率 1 3 5 温 度 对 花 青 素 稳 定 性 的 影 响 分 别 吸 取10mL 花 青 素 提 取 液 分 别 置 于20 30 40 50 60 70 80 条 件 下 恒 温 保 存 每 隔1 h 于516 nm 处 测 定 吸 光 度 值 并 计 算花青素保存率 1 3 6 pH 对 花 青 素 稳 定 性 的 影 响 分 别 吸 取10 mL 花 青 素 提 取 液 分 别 用1 mol L 盐 酸 和1 mol L 的 氢 氧 化 钠 将 其pH 调 节 至1 3 5 7 9 11 每 隔2 h 于516 nm 处测定吸光度值并计算花青素保存率 1 3 7 金 属 离 子 对 花 青 素 稳 定 性 的 影 响 分 别 吸 取 10 mL 花 青 素 提 取 液 分 别 加 入N a Fe 3 Mg 2 每 隔 2h 于516nm 处测定吸光度值并计算花青素保存率 1 4 数据处理与分析 采用Excel 整理数据 并作图进行分析 2 结果与分析 2 1 贮藏期间新鲜草莓色泽的变化 色 泽 是 评 价 果 蔬 感 官 品 质 好 坏 的 一 个 重 要 体 现 新 鲜 草 莓 在 贮 藏 期 间 色 泽 的 变 化 如 图1 2 所 示 从 图 中 看 出 随 着 贮 藏 时 间 的 延 长 L a b 值 整 体 呈 现 下 贮 藏 时 间 数 值 图 1 新鲜草莓在贮藏期 L a b 值的变化 吕婉莹等 贮运条件对草莓主要色素成分稳定性的影响 74降 趋 势 表 示 明 暗 度 的 L 值 由 初 始 值26 1 下 降 到20 0 a 值 由34 8 降 到31 0 b 值 由25 4 降 为18 7 在 第9 天 降 到 最 低 b 值 为15 9 总 色 差 值 随 着 时 间 延 长 先 上 升 后 下 降 在 第9 天 达 到 最 大 值11 82 说 明 褪 色 情 况 越 来越严重 2 2 贮藏期间新鲜草莓花色苷含量的变化 果实花色苷含量和组分是影响果实色泽品质一个 重 要 因 素 14 由 图3 可 知 随 着 贮 藏 时 间 的 延 长 草 莓 花 色 苷 含 量 逐 渐 降 低 贮 藏 期 间 花 色 苷 含 量 由 234 46mg kg 降 到 了73 91mg kg 损 失68 可 能 是 在 贮藏过程中草莓果实中的过氧化物酶和多酚氧化酶使 花色苷降解 导致花色苷含量减少 2 3 最大吸收波长的确定 由 图4 可 知 对 色 素 提 取 液 在400 700nm 进 行 扫 描 后 其 中 在516 nm 处 有 最 大 吸 收 峰 对 应 的 吸 光 度 值 为0 476 结 果 与 赵 春 燕 等 15 的 研 究 一 致 因 此 草 莓色素溶液的最大吸收波长为516nm 2 4 光照对花青素稳定性的影响 从 图5 中 可 以 看 出 随 着 光 照 时 间 的 延 长 吸 光 度 值 逐 渐 减 小 整 体 呈 下 降 趋 势 前4h 比 较 平 稳 光 照 4h 之 后 吸 光 度 值 明 显 降 低 到8h 时 吸 光 度 值 从 最 初 的0 170 降 到0 128 说 明 花 青 素 产 生 了 光 降 解 作 用 光 照 能 加 速 花 色 苷 的 降 解 16 光 线 会 诱 使 天 然 色 素 分 解或氧化而脱色 17 因此应避光保存 2 5 温度对花青素稳定性的影响 由 图6 可 知 吸 光 度 值 随 温 度 的 升 高 而 逐 渐 降 低 低 温 情 况 下 下 降 不 明 显 低 于60 时 对 稳 定 性 影 响 相 对 较 小 18 而 高 于60 之 后 影 响 较 大 下 降 速 率 开 始 加 快 吸 光 度 值 由0 153 降 到0 050 温 度 是 影 响 花 青 素 稳 定 性 的 一 个 重 要 因 素 温 度 对 花 色 苷 的 降 解 有 显 著 影 响 一 般 情 况 下 天 然 色 素 在 低 温 或 干 燥 状 态 时 较稳定 加热可加快变色反应 尤其在加热至沸点时易 氧 化 褪 色 随 着 加 热 温 度 的 升 高 或 时 间 的 延 长 花 色 时 间 图 2 新鲜草莓在贮藏期总色差的变化 贮 藏 时 间 花 色 苷 含 量 图 3 草莓花色苷含量 光 照 时 间 图 5 光照时间对花青素稳定性的影响 E 波 长 图 4 为绘制出的草莓色素的吸收光谱图 75苷 结 构 向 查 尔 酮 结 构 转 化 19 导 致 草 莓 褪 色 高 温 对 花 青 素 稳 定 性 影 响 较 大 20 高 温 条 件 下 花 色 苷 的 稳 定 性 很 差 60 以 下 草 莓 花 青 素 的 稳 定 性 较 好 因 此 在 贮藏和加工过程中应尽量避免高温 2 6 pH 对花青素稳定性的影响 由 表1 可 知 花 青 素 的 颜 色 与pH 有 关 21 花 青 素 色 调 会 随pH 的 变 化 而 发 生 明 显 变 化 随 着pH 的 增 加 颜 色 逐 渐 变 淡 结 构 上 也 发 生 了 变 化 22 提 取 液 颜 色由橙红色逐渐变为浅粉色 最终变为黄绿色 说明色 素 在 碱 性 环 境 下 易 受 到 破 坏 当 溶 液pH 1 时 溶 液 显 橙 红 色 当pH2 4 时 花 青 素 失 去C 环 氧 上 的 阳 离 子 变 成 蓝 色 醌 型 碱 随 着 溶 液 的pH 进 一 步 升 高 到5 和6 时 只 能 检 测 到2 种 物 种 存 在 分 别 是 假 碱 和 查 耳 酮 此 时 花 青 素 溶 液 呈 淡 粉 色 甚 至 无 色 当pH 7 时 花青素被降解 不同的取代基降解后的产物也不同 与 董 爱 文 23 的 结 论 相 同 由 此 可 见 pH 对 花 青 素 的 影 响 较 大 24 从 表 中 可 得 知 草 莓 的 花 青 素 在pH 3 时 较 稳定 因此花青素更适合在酸性条件下贮藏 2 7 金属离子对花青素稳定性的影响 由 图7 可 知 加 入 金 属 离 子 后 随 着 反 应 时 间 的 延 长 吸 光 度 值 均 呈 现 下 降 趋 势 其 中N a Mg 2 对 其 稳 温 度 图 6 温度对花青素稳定性的影响 项目 吸光度 溶液颜色 pH1 0 749 橙红 pH3 0 751 橙红 pH5 0 22 淡粉 pH7 0 079 几乎无色 pH9 0 069 微黄绿 pH11 0 113 黄绿 表 1 pH 对吸光度值的影响 定 性 的 影 响 较 小 而Fe 3 影 响 较 大 在 前2h 吸 光 度 值 迅 速 下 降 反 应2h 后 添 加N a Mg 2 之 后 的 色 素 提 取 液所测吸光度值下降较缓慢 基本处于较稳定状态 分 别 保 持 在0 070 和0 050 左 右 而 添 加Fe 3 后 测 得 的 吸 光 度 值 下 降 速 率 较 快 由0 128 降 低 到0 016 引 起 溶 液 颜 色 变 黑 这 说 明Fe 3 对 花 青 素 具 有 破 坏 作 用 使 花 青 素 稳 定 性 下 降 25 所 以 草 莓 在 贮 藏 或 运 输 过 程 中 应 避免与铁制品接触 3 结论 草 莓 在 贮 藏 和 运 输 期 间 容 易 发 生 褪 色 的 情 况 导 致 L a b 值 降 低 花 青 素 含 量 也 随 之 降 低 由 234 46 mg kg 降 到 了73 91 mg kg 由 试 验 结 果 可 知 在 光 照 条 件 下 花 青 素 会 发 生 降 解 作 用 花 青 素 应 在 避 光 条 件 下 保 存 草 莓 花 青 素60 以 下 的 稳 定 性 较 好 在贮藏和运输过程中应尽量避免高温 草莓的花青素 在pH 3 时 较 稳 定 更 适 合 在 酸 性 条 件 下 贮 藏 金 属 离 子 中N a Mg 2 对 花 青 素 稳 定 性 的 影 响 较 小 而Fe 3 的 影 响 较 大 会 破 坏 花 青 素 草 莓 在 贮 藏 或 运 输 过 程 中应避免与铁制品接触 4 讨论 草莓不耐贮运 在贮运期间极容易发生褪色情况 针 对 草 莓 褪 色 的 情 况 本 试 验 设 计 了4 种 反 应 条 件 光 照 时 间 温 度 pH 金 属 离 子 探 索 草 莓 花 青 素 的 稳 定 性 结 果 表 明 光 照 高 温 会 破 坏 草 莓 花 青 素 稳 定 性 pH 3 花 青 素 较 稳 定 N a 可 以 维 持 花 青 素 的 稳 定 性 Fe 3 会 破 坏 花 青 素 的 稳 定 性 这 与 单 云 辉 22 的 研 究 结 果 一 致 孙 倩 怡 等 12 发 现 蓝 莓 花 青 素 在 光 照 高 温 和 碱 性 条 件 下 不 稳 定 降 解 速 率 加 快 由 以 上 的 研 究 可 以 时 间 图 7 Fe 3 N a Mg 2 对花青素稳定性的影响 Fe 3 Na Mg 2 吕婉莹等 贮运条件对草莓主要色素成分稳定性的影响 76得 出 草 莓 花 青 素 的 稳 定 性 受 光 照 时 间 温 度 pH 和 金 属 离 子 的 影 响 这 为 以 后 草 莓 的 储 存 和 加 工 提 供 了 合 理的依据 本实验对草莓花青素稳定性的影响因素的 探究还不够全面 希望在以后的研究中逐渐完善 参考文献 1 赵保志 草莓栽培技术 J 现代农业 2013 8 18 2 刘 伟 刘 倩 楠 张 良 等 草 莓 多 糖 树 脂 法 脱 色 工 艺 优 化 及 其 化 学 性 质研究 J 食品工业科技 2020 41 10 38 46 51 3 刘 超 紫 甘 薯 花 青 素 的 提 取 及 其 稳 定 性 和 抗 氧 化 性 的 研 究 D 长 沙 湖南农业大学 2008 4 邵 婉 璐 野 生 草 莓 花 青 素 合 成 多 样 性 及 光 照 对 红 颜 草 莓 花 青 素 合 成的影响 D 杭州 浙江理工大学 2018 5 刘 雨 佳 彭 丽 桃 叶 俊 丽 等 法 兰 地 草 莓 果 实 中 花 色 素 苷 的 组 成 及稳定性 J 华中农业大学学报 2016 35 1 30 36 6 Zhang Huiling Zhao Xijuan Zhang Juping et al Functional analysis of an anthocyanin synthase gene StANS in potato J ScientiaHorticulturae 2020 272 7 王宜 火龙果皮也是宝 J 晚晴 2015 6 8 张 文 颖 吴 华 莫 晨 玲 黑 枸 杞 花 青 素 研 究 进 展 J 现 代 农 业 科 技 2019 24 212 214 9 洪 稹 玫 瑰 花 营 养 成 分 分 析 及 花 青 素 稳 定 性 研 究 J 中 国 食 物 与 营养 2011 17 10 74 77 10 李 颖 畅 孟 宪 军 周 艳 等 金 属 离 子 和 食 品 添 加 剂 对 蓝 莓 花 色 苷 稳 定性的影响 J 食品科学 2009 30 9 80 84 11 何 玲 唐 爱 均 洪 锋 红 提 葡 萄 红 色 素 稳 定 性 的 研 究 J 西 北 农 林 科 技大学学报 自然科学版 2005 9 73 76 12 孙 倩 怡 任 珅 鲁 宝 君 等 蓝 莓 花 青 素 的 稳 定 性 研 究 J 营 养 学 报 2017 39 4 400 404 13 盛 小 娜 王 璋 不 同 预 处 理 方 式 对 速 冻 草 莓 花 色 苷 含 量 的 影 响 J 冷饮与速冻食品工业 2006 4 16 18 14 F tima Lopes da Silva Mar a Teresa Escribano Bail n Jos Joaqu n P rezAlonso et al Anthocyanin pigments in strawberry J LWT FoodScienceandTechnology 2007 40 2 374 382 15 赵 春 燕 刘 臻 张 颖 等 草 莓 色 素 稳 定 性 研 究 J 食 品 研 究 与 开 发 2009 30 6 163 166 16 周 丹 蓉 林 炎 娟 方 智 振 等 理 化 因 子 对 芙 蓉 李 花 色 苷 稳 定 性 的 影响 J 热带作物学报 2019 40 2 275 280 17 植 中 强 李 红 缨 杨 海 贵 天 然 食 用 色 素 提 取 工 艺 与 稳 定 性 研 究 的 状况 J 广州化工 1999 4 3 5 18 刘 军 波 邹 礼 根 赵 芸 蓝 莓 花 青 素 加 工 环 境 稳 定 性 研 究 J 食 品 与 生物技术学报 2018 37 10 71 77 19 任 玉 林 李 华 邴 贵 德 等 天 然 食 用 色 素 花 色 苷 J 食 品 科 学 1995 7 22 27 20 杨敏 紫玉 米花 青素 的提 取纯 化及 稳定 性研 究 D 青岛 中国 海洋 大学 2015 21 Sepideh Hamedi Mojtaba Koosha Designing a pH responsive drug delivery system for the release of black carrot anthocyanins loaded in halloysite nanotubes for cancer treatment J Applied Clay Science 2020 197 22 单 云 辉 草 莓 果 浆 花 色 苷 稳 定 性 研 究 D 合 肥 安 徽 农 业 大 学 2017 23 董 爱 文 向 中 李 立 君 等 爬 山 虎 红 色 素 的 定 性 定 量 分 析 J 无 锡 轻工大学学报 食品与生物技术 2003 6 99 102 24 王 子 悦 温 度 和pH 对 红 苋 菜 花 青 素 稳 定 性 的 影 响 J 辽 宁 农 业 科 学 2016 6 78 79 25 徐 青 王 代 波 刘 国 华 等 花 青 素 稳 定 性 影 响 因 素 及 改 善 方 法 研 究 进展 J 食品研究与开发 2020 41 7 218 224 77