天然色素是从植物、动物、微生物资源中经过提取、纯化而得到的天然着色物质,天然色素根据不同的分类方法分为很多种,如按照来源不同可分为植物色素、动物色素、微生物色素三大类;按照化学结构不同可分为吡咯类色素(例如叶绿素)、类胡萝卜素类色素、花青素类色素、黄酮类色素(例如姜黄素)、醌类色素(例如胭脂红)等;按照其溶解性能不同可分为水溶性色素和脂溶性色素等。
下面介绍几种影响天然色素稳定性的因素。
pH值
许多天然色素对pH值的变化很敏感,pH值变化时色调会随之发生很大的变化。
姜黄色素pH为2时,水溶性姜黄色素出现黄色沉淀,吸光度明显降低;pH为3~7时,颜色变化不明显,为柠檬黄色,且吸光度变化很小,说明该色素在此条件下较稳定;当pH为8时,颜色为橙黄色,吸光度变大;pH≥9时,颜色为红棕色,说明该色素在碱性条件下变化较大。
花青素pH≤3时,该色素稳定性较好,10天后的保存率依然达到83%以上;pH≥4时,2天后该色素的保存率就降到80%以下。因此,花青素应在pH≤3的条件下保存。
金属离子
很多金属离子也会对天然色素的稳定性产生影响,有的会起到护色作用,有的则导致褪色。
叶黄素浓度为0.5g/L的不同金属离子对叶黄素稳定性的影响有一定差异,Na+和Zn2+对该色素的稳定性影响较小;Cu2+和Fe3+对该色素的稳定性影响较大,加入这两种金属离子会导致该色素的保存率显著下降。
光照
很多天然色素在光照下会褪色,这些天然色素具有光不稳定性,所以天然色素要避光保存。
研究发现室外自然光或室内散射光都会加快火龙果红色素的降解,光照强度越强,该色素稳定性越差。
温度
很多天然色素在高温条件下会发生褪色,具有热不稳定性,所以天然色素要避免高温。
紫甘薯色素研究发现在40℃、60℃、80℃、100℃处理6h,该色素的保存率分别为91.47%、84.65%、59.23%、43.23%,表明随着温度的升高,该色素的保存率也随之下降,当处理温度超过80℃时,温度对该色素的影响较大。
玉米红曲红色素研究发现在冰箱冷藏7天后,该色素保存率依然在90%以上,而高温处理对该色素的影响显著,100℃处理0.5h,保存率仅为61.8%,高温会降低该色素的稳定性。
氧化剂和还原剂
氧化剂、还原剂等因素也会对许多天然色素的稳定性产生影响。
黑色素研究发现随着双氧水质量浓度的升高,该色素液的吸光值呈明显的下降趋势,氧化剂对该色素具有一定的破坏作用;随着抗坏血酸浓度的升高,该色素液的吸光值有明显下降的趋势,强还原剂对该色素也具有一定的破坏作用。
蓝色素研究发现加入双氧水后,该色素液吸光值急剧下降,之后趋于平稳,氧化剂对该色素具有较强的破坏作用。
核桃青皮色素研究发现随着双氧水浓度的增加,该色素液吸光值降低,颜色逐渐变浅,氧化剂对该色素具有一定的破坏作用。