未見到能取代蘇丹紅保護(hù)食品紅色的物質(zhì)添加劑和技術(shù)，于是我們便從食品變色的生物機理上進(jìn)行研究。選用生物酶取代蘇丹紅對食品進(jìn)行保色。

    機理與技術(shù)研究

    1.機理

    (1)色變的原因

    對于農(nóng)產(chǎn)品中紅色食物(包括辣椒紅色素)變色主要表現(xiàn)為褪色和褐變。

    農(nóng)產(chǎn)品食品變色的原因由其內(nèi)在機理所決定。有關(guān)紅色食物變色的理論分析很多，集中表現(xiàn)為食品色素中的生物化學(xué)反應(yīng)，而使之變色。

    本文研究的紅色，其色素主要為類胡蘿卜色素和甲氧基鹽酸硫胺色素。前者為脂溶性色素，廣泛分布于植物、動物以及微生物界中，比較容易氧化。后者為水溶性色素，廣泛分布于果蔬植物(包括辣椒)中，易受熱、光、氧等影響而褪色。紅色素?zé)o論是脂溶性還是水溶性，都很難使之穩(wěn)定地保存下來，表現(xiàn)為褪色、變色或褐變，傳統(tǒng)研究認(rèn)為是這些色素物質(zhì)不穩(wěn)定，易產(chǎn)生氧化而導(dǎo)致色變。

    現(xiàn)代科學(xué)研究表明：食品變色是因為其物體內(nèi)部某些酶的作用，而加速其色素反應(yīng)，使之產(chǎn)生氧化而失去原有色澤，特別是食品中的紅色，對于辣椒紅色素的變化，促進(jìn)其色變的內(nèi)在動力尚缺乏研究。

    但統(tǒng)計表明，辣椒紅色變主要是以褐變?yōu)橹?。其褐變也屬于生物酶的作用，也就是酶促褐變。酶促褐變是因果蔬原料中的氧化酶產(chǎn)生生化反應(yīng)所致。主要由多酚氧化酶(phlyphenol oxiase)催化內(nèi)源性的酚類化合物生成褐色或黑色物質(zhì)的化學(xué)過程。植物中的酚酶是寡聚體，每個亞基含有一個銅離子作為輔基，氧為受氫體，酚類為底物。在完整的植物組織中，酚酶與酚類底物是彼此分開的，特別是酚類物質(zhì)在正常的植物組織中參與呼吸代謝作用，酚與醌處于氧化還原的動態(tài)平衡，褐變不會發(fā)生。植物細(xì)胞被破壞使正常的呼吸鏈被打斷，氧氣的加入使酚類底物在酚酶的作用下迅速氧化成鄰醌，轉(zhuǎn)而又快速地通過對羥基醌自動聚合作用形成褐色素或黑色素。因此一旦植物組織受到損傷，并且又存在著氧和銅，那么褐變就很易發(fā)生，這在淺色蔬菜中表現(xiàn)得尤為明顯。因此抑制酶促褐變反應(yīng)的方法是基于除去氧、銅、酶或酚類底物等，尤其是酶。

    (2)保色機理

    食品或植物中保色機理關(guān)鍵是使原有色素固化或保持穩(wěn)定。運用保色機理可達(dá)到食物保色的目的。紅色食物中的紅色保護(hù)也就是利用其保色機理完成的。具體的保色機理有如下幾方面。

    ①控制植物中原有色素在加工過程中的pH、O2、光照等條件發(fā)生變化減少色變；

    ②植物中的多酚物質(zhì)因多酚氧化酶和氧氣作用會發(fā)生褐變，需控制多酚物質(zhì)。

    ③植物中的碳水化合物、氨基酸在加工的熱處理過程中會發(fā)生非酶褐變；

    ④植物的某些無色成分受金屬離子等因素的影響會引起變色。并非所有的色澤穩(wěn)定技術(shù)都能達(dá)到保色目標(biāo)要求。

    在現(xiàn)有食品保色處理中，很多辦法難以達(dá)到保色目的。便加入護(hù)色劑而進(jìn)行保色，這就導(dǎo)致了蘇丹紅這類物質(zhì)的加入。無論加入何種護(hù)色劑(食品添加劑)都將對人體無益。而最安全的方法和技術(shù)就是利用生物酶來抑制植物中的色素產(chǎn)生的生物反應(yīng)，這也就是本研究的技術(shù)關(guān)鍵所在。具體就是在包裝中加入生物酶制劑，而使之參與食物中(辣椒及其制品)的生物反應(yīng)時保護(hù)色素的穩(wěn)定。

    2.技術(shù)與方法

    本技術(shù)研究內(nèi)容包括篩選生物酶制劑，選擇包裝材料與包裝容器，酶制劑使用方法，確定試驗樣品，選擇樣品貨架存放環(huán)境并加以觀察。

    (1)包裝材料及容器的選取

    考慮技術(shù)的應(yīng)用及商品化問題，設(shè)計其產(chǎn)品進(jìn)入市場的形式。選擇兩種包裝，即袋裝和瓶裝，故選用復(fù)合包裝袋和玻璃瓶。其包裝袋材質(zhì)為具有阻光和密封性好的塑基復(fù)合薄膜，規(guī)格為100×150mm。厚度為0.3mm，具有良好的封合性和透明效果(便于觀察)。

    (2)酶制劑的篩選

    選擇催化效果好、抗氧化能力強的生物酶制劑。而且不同品種的酶制劑在辣椒色素中起到的作用不一樣，因為酶對底物具有嚴(yán)格的專一性，也就是說某一種生物酶對辣椒中色素物質(zhì)具有專一的催化或抑制作用，況且使辣椒色素變化的成分物質(zhì)也是多樣性的。故針對多樣性的變色物質(zhì)就需要多種生物酶予以作用而克制。因此，我們試驗時篩選出三種生物酶制劑，占比例50%的酶制劑為葡萄糖氧化酶。可把三種酶制劑的組合體稱為組合酶制劑。這種組合酶制劑就是辣椒保色技術(shù)的關(guān)鍵。

    組合酶制劑的配制：葡萄糖氧化酶加入酶A 和酶B，后兩者均為白色粉狀，而葡萄糖氧化酶為棕色液體。將三者均勻混合后再加入少量水溶性淀粉，制得所需的組合酶制劑(粉狀略帶橙色)備用。

    (3)酶制劑使用方法

    上述制得的組合酶制劑，可直接加入辣椒體內(nèi)。也就是將其按比例加入生鮮辣椒醬或干制辣椒粉中，具體方法是：將辣椒醬(鮮制)和辣椒粉，置人不銹鋼或玻璃容器中，按0.1%－0.5%的比例，加入酶制劑，攪拌均勻后，在真空狀態(tài)下加熱到40℃－50℃保持5－8 分鐘方冷卻，最后進(jìn)行包裝(裝袋或裝瓶)，得到成品辣醬或辣椒粉。

    (4)試驗樣品的處理與觀察

    ①樣品試驗：辣椒醬瓶裝規(guī)格為300g／瓶，辣椒醬袋裝規(guī)格為150g／袋，辣椒粉為袋裝其規(guī)格為100g／袋，均用普通封口，不抽真空，也不加入特殊氣體并保持辣椒醬生產(chǎn)工藝。

    ②模擬自然環(huán)境進(jìn)行試驗，分別承受最高溫度為40℃和低溫0℃貨架貯藏。最低溫度為0℃－10℃，承受時間為2000－2400 小時。最低溫度承受時間為720 小時，這樣的試驗想法經(jīng)過了1年的試驗期，也是辣椒制品的保質(zhì)時間。最高溫度為30℃－40℃，承受時間為1500－2500 小時。

    ③變色觀察

    分別選擇30℃－40℃和0℃－10℃作觀察記錄。主要是對其變色情況進(jìn)行比較分析。以不加生物酶制劑的辣椒制品(醬和粉)作對比。同時以開始時辣椒制品(醬和粉)底色作對比，以開始時辣椒制品的色度作一個標(biāo)本固定。然后將加與不加生物酶的辣椒制品色澤變化與標(biāo)本色作對照。其變色主要在高溫期。而0℃－10℃幾乎沒有大的色澤變化。

    效果分析

    對辣椒制品色素的生物保色試驗，其效果十分明顯。其效果分析表現(xiàn)在隨時間和溫度的變化而使辣椒制品色素有不同的變化。另外還有pH 值的變化和沉淀物的產(chǎn)生。

    1.色澤變化

    辣椒制品的色澤標(biāo)本選取未存放時制品色度，計為100%(以此時底色制取色塊)。以30 天辣醬色變分析。在0℃－10℃時，10 天的紅色損失率為0.6%，20 天為1.3%，30 天為1.6%；而在30℃－40℃時，10 天的紅色損失率為1%，20 天為2.1%，30 天為2.8%。

    對于干制辣椒粉，在0℃－10℃時，30 天內(nèi)紅色損失率僅為0.5%左右；而在30℃－40℃則為10 天損失率0.8%，20 天1.2%，30 天1.8%。

    最終通過測試存放1 年的辣醬紅損失率為10%－15%，干制辣椒粉紅色損失率為7%－9.5%，與未加入生物酶的樣品對比，色澤相差十分明顯。一般而言，購買者幾乎認(rèn)為保色后的辣椒制品是剛出廠產(chǎn)品。

    2.pH 值變化

    加入生物酶制劑保色的辣椒制品pH 值有所變化。主要是辣椒醬，未存放時的辣椒醬其pH值為6.3－6.9，而存放30 天后，pH 值為4.4－14.8，存放1 年時pH 值為3.5－3.8，變?yōu)樗崂贬u了，這也正是傳統(tǒng)酸辣醬的酸度值。

    而對干制辣椒粉，存放30 天后使從原來的pH6.9 變?yōu)閜H6.7，而存放一年時pH 值為6.0－6.3。從口感上難以感覺出來。

    3.沉淀物

    干制辣椒粉加入的生物看不出沉淀物。

    在辣椒醬中，存放30 天之后便有少量白色沉淀物，類似于辣淑的籽粒白色，這是因為生物酶制劑不溶于酸性物質(zhì)中的緣故。但生物酶對人體無害。在食用時，它隨人體排泄物排出而不進(jìn)入人體被吸收。

    結(jié)論

    1.本研究是一種全新的生物保色技術(shù)。由于生物酶是一種最安全的保色劑，故完全可取代蘇丹紅所具功能進(jìn)行食品紅色保護(hù)，從而達(dá)到保證食品的安全性。

    2.本技術(shù)可廣泛用于辣椒醬、干制辣椒粉、辣椒油、辣味方便食品、辣味腌菜、火鍋料等食品的紅色保護(hù)，具有很好的應(yīng)用價值。

    3.本技術(shù)的保色機理，是從生物工程角度進(jìn)行，而不是從表面的護(hù)色或加入添加劑來保護(hù)其色澤。因此，本技術(shù)打破了傳統(tǒng)的護(hù)色思維。

    4.本技術(shù)已經(jīng)三年多的研究，均以辣椒為保色研究對象，故本技術(shù)具有產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用條件，可解決現(xiàn)有食品紅色素的保護(hù)。

    5.本技術(shù)使用方便，操作簡單。具有廣闊的市場前景。

    6.本技術(shù)的應(yīng)用，不改變原有產(chǎn)品(如辣椒醬、腌制醬菜等)的原有工藝，可使傳統(tǒng)紅色食品得以保色，增加附加值。