食用色素有天然色素和合成色素兩大類。合成色素色澤鮮艷穩(wěn)定性好,著色力強(qiáng),成本低廉,但對(duì)人體有害。天然食用色素安全無毒色調(diào)誘人,并保留了動(dòng)植物體內(nèi)豐富的多種營養(yǎng)物質(zhì),可作為食品著色劑和保健因子。黑米是我國古老而名貴的稻種,資源豐富。黑米表皮富含黑色素,其色素的主要成分為黃酮類花色苷化合物,既具有2-苯基-苯并吡喃環(huán),具有類似ＶＰ的作用,近年來一些研究表明黑米色素具有改善缺鐵性貧血、抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用;目前已應(yīng)用到酒、面包等食品行業(yè)中,并且在醫(yī)藥化妝品行業(yè)中也有所應(yīng)用。黑色飲料中應(yīng)用最廣的色素是焦糖色素,焦糖色素穩(wěn)定性好,但是通過高溫加銨鹽制成的焦糖色素含4-甲基咪唑,有致癌驚厥作用,黑米色素代替焦糖色素應(yīng)用到碳酸飲料中可彌補(bǔ)其不足,但是黑米色素的最大問題是不穩(wěn)定性,容易變色和褪色,極大的制約它在食品工業(yè)中的開發(fā)應(yīng)用,本試驗(yàn)把黑米色素添加到碳酸飲料并對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,以期為黑米色素應(yīng)用到飲料行業(yè)中提供理論依據(jù)。

1　材料與儀器
材料:黑米(濟(jì)南王珂)、檸檬酸、無水乙醇(99.7%)、白砂糖、ＶＣ、磷酸、苯甲酸鈉、ＮａＨＣＯ3、ＨＣｌ。儀器:ＲｏｔａｒｙＥｖａｐｏｒａｔｏｒＮｅ-ｓｅｒｌｅｓ、循環(huán)多用真空泵、電熱恒溫水浴鍋、ＰＢ203-Ｅ型天平、酸度計(jì)、ＵＶ-2100分光光度計(jì)。
2　實(shí)驗(yàn)方法
黑米色素的提取　以檸檬酸酸化的醇性水溶液為萃取劑、溫度為60℃、檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%、固液比1∶5提取。
2.1　黑米色素的穩(wěn)定性研究
常見的食品添加劑對(duì)色素穩(wěn)定性影響試驗(yàn)設(shè)計(jì)　進(jìn)行白砂糖濃度、檸檬酸濃度、ＶＣ濃度、磷酸濃度、苯甲酸鈉濃度單因素試驗(yàn),取相同稀釋倍數(shù)的黑米色素的溶液1ｍｌ分別于5個(gè)25ｍｌ容量瓶中,2ｍｌ分別于50ｍｌ容量瓶中,第1個(gè)加蒸餾水定容至25ｍｌ,第2個(gè)加入0.031ｇ檸檬酸,第3個(gè)加0.012ｍｌ磷酸,第4個(gè)加入.017ｇＶＣ,第5個(gè)加入3.1ｇ糖,第6個(gè)加入0.05ｍｌ可樂香精,第7個(gè)加入0.01ｇ苯甲酸鈉。測其隨時(shí)間變化時(shí)的色素保存率(色素保存率=末吸光度值/初吸光度值),其中所加磷酸、檸檬酸、ＶＣ、糖、防腐劑、可樂、香精均為配制碳酸飲料時(shí)的實(shí)際濃度,并在此基礎(chǔ)上作正交試驗(yàn)(見表1)。
2.2　碳酸飲料的制備
(1)流程
(2)操作要點(diǎn):①砂糖采用熱溶法,加熱時(shí)不斷攪拌,55℃溶解,90℃殺菌;②加入配料的順序?yàn)?ａ.苯甲酸鈉用溫水溶解成質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%的溶液加入;ｂ.檸檬酸和磷酸用溫水溶解成質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的溶液;ｃ.加入香精;ｄ.加入提取的色素液。
3　結(jié)果與分析
3.1　黑米色素的吸收光譜圖
將提取液稀釋至90ｍｌ,取稀釋液1ｍｌ定溶至50ｍｌ的容量瓶,用ＵＶ-2100型分光光度計(jì)在470～540ｎｍ范圍內(nèi)每隔10ｎｍ測一次吸光度值,繪制吸收光譜圖(見圖1),由圖1可知黑米色素的最大吸收波長為500ｎｍ。
3.2　不同的食品添加劑對(duì)黑米色素提取液吸光度的影響
由試驗(yàn)結(jié)果可知檸檬酸、糖對(duì)黑米色素有保護(hù)作用,而ＶＣ卻對(duì)色素有破壞作用(見圖2),香精和苯甲酸鈉對(duì)色素的影響不大(見圖3)。
3.3　配方及殺菌溫度對(duì)產(chǎn)品色香味及穩(wěn)定性影響分析
正交試驗(yàn)結(jié)果見表2,由極差Ｒ分析可知ＲＢ>ＲＡ>ＲＣ,故影響穩(wěn)定性因素的次序?yàn)椋?gt;Ａ>Ｃ,由于磷酸與可樂香精有很好的協(xié)調(diào)作用,故從口感來說磷酸是必不可少的,但從穩(wěn)定性來看磷酸不如檸檬酸,因?yàn)闄幟仕嵊泻芎玫淖o(hù)色作用,通過對(duì)產(chǎn)品色澤口感的綜合評(píng)價(jià),可得最佳配方為Ａ2Ｂ1Ｃ1。
3.4　其它因素對(duì)黑米色素在碳酸飲料中的穩(wěn)定性影響
黑米色素提取時(shí)的溫度、時(shí)間,減壓濃縮時(shí)的溫度、壓力、時(shí)間,提取后的貯藏環(huán)境、時(shí)間和生產(chǎn)用水的質(zhì)量都會(huì)直接影響到黑米色素的穩(wěn)定性。由于黑米色素的高度熱不穩(wěn)定性,在提取或濃縮時(shí),無論是溫度過高還是時(shí)間過長,都會(huì)引起黑米色素結(jié)構(gòu)向查耳酮式轉(zhuǎn)變,顏色也會(huì)由玫瑰紅向橙黃色轉(zhuǎn)變。貯藏環(huán)境不好,特別是它的光不穩(wěn)定性,也會(huì)引起它的迅速褪色。
4　結(jié)論
(1)常用食品添加劑白砂糖、檸檬酸對(duì)黑米色素具有很好的護(hù)色作用,而可樂香精、苯甲酸鈉對(duì)其穩(wěn)定性影響不大,ＶＣ對(duì)黑米色素有破壞作用。
(2)黑米色素碳酸飲料中磷酸與檸檬酸的最佳質(zhì)量比為8∶41,產(chǎn)品配方中不要添加ＶＣ,因?yàn)樗鼘?duì)黑米色素具有破壞作用,殺菌方式采用低溫長時(shí)殺菌(本工藝采用60℃、35ｍｉｎ)。采取以上工藝參數(shù)能最大限度的保持產(chǎn)品穩(wěn)定性。
(3)產(chǎn)品香味濃郁,色澤鮮艷,具有黑米特有的香味,呈玫瑰紅顏色。它不僅是一種碳酸飲料還是一種保健飲料,兒童婦女長期飲用可以有效防止缺鐵性貧血,老年人長期飲用可以延緩衰老,具有抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用。