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定性好,著色力強,成本低廉,但對人體有害。天然食用色素安全無毒色調誘人,并保留了動植物體內豐富的多種營養物質,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,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、抗動脈粥樣硬化的作用;目前已應用到酒、面包等食品行業中,并且在醫藥化妝品行業中也有所應用。黑色飲料中應用最廣的色素是焦糖色素,焦糖色素穩定性好,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用到碳酸飲料中可彌補其不足,但是黑米色素的最大問題是不穩定性,容易變色和褪色,極大的制約它在食品工業中的開發應用,本試驗把黑米色素添加到碳酸飲料并對其穩定性進行了研究,以期為黑米色素應用到飲料行業中提供理論依據。

1　材料與儀器
材料:黑米(濟南王珂)、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、循環多用真空泵、電熱恒溫水浴鍋、ＰＢ203-Ｅ型天平、酸度計、ＵＶ-2100分光光度計。
2　實驗方法
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℃、檸檬酸質量分數為1%、固液比1∶5提取。
2.1　黑米色素的穩定性研究
常見的食品添加劑對色素穩定性影響試驗設計　進行白砂糖濃度、檸檬酸濃度、ＶＣ濃度、磷酸濃度、苯甲酸鈉濃度單因素試驗,取相同稀釋倍數的黑米色素的溶液1ｍｌ分別于5個25ｍｌ容量瓶中,2ｍｌ分別于50ｍｌ容量瓶中,第1個加蒸餾水定容至25ｍｌ,第2個加入0.031ｇ檸檬酸,第3個加0.012ｍｌ磷酸,第4個加入.017ｇＶＣ,第5個加入3.1ｇ糖,第6個加入0.05ｍｌ可樂香精,第7個加入0.01ｇ苯甲酸鈉。測其隨時間變化時的色素保存率(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的實際濃度,并在此基礎上作正交試驗(見表1)。
2.2　碳酸飲料的制備
(1)流程
(2)操作要點:①砂糖采用熱溶法,加熱時不斷攪拌,55℃溶解,90℃殺菌;②加入配料的順序為:ａ.苯甲酸鈉用溫水溶解成質量分數25%的溶液加入;ｂ.檸檬酸和磷酸用溫水溶解成質量分數50%的溶液;ｃ.加入香精;ｄ.加入提取的色素液。
3　結果與分析
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型分光光度計在470～540ｎｍ范圍內每隔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黑米色素提取液吸光度的影響
由試驗結果可知檸檬酸、糖對黑米色素有保護作用,而ＶＣ卻對色素有破壞作用(見圖2),香精和苯甲酸鈉對色素的影響不大(見圖3)。
3.3　配方及殺菌溫度對產品色香味及穩定性影響分析
正交試驗結果見表2,由極差Ｒ分析可知ＲＢ>ＲＡ>ＲＣ,故影響穩定性因素的次序為Ｂ>Ａ>Ｃ,由于磷酸與可樂香精有很好的協調作用,故從口感來說磷酸是必不可少的,但從穩定性來看磷酸不如檸檬酸,因為檸檬酸有很好的護色作用,通過對產品色澤口感的綜合評價,可得最佳配方為Ａ2Ｂ1Ｃ1。
3.4　其它因素對黑米色素在碳酸飲料中的穩定性影響
黑米色素提取時的溫度、時間,減壓濃縮時的溫度、壓力、時間,提取后的貯藏環境、時間和生產用水的質量都會直接影響到黑米色素的穩定性。由于黑米色素的高度熱不穩定性,在提取或濃縮時,無論是溫度過高還是時間過長,都會引起黑米色素結構向查耳酮式轉變,顏色也會由玫瑰紅向橙黃色轉變。貯藏環境不好,特別是它的光不穩定性,也會引起它的迅速褪色。
4　結論
(1)常用食品添加劑白砂糖、檸檬酸對黑米色素具有很好的護色作用,而可樂香精、苯甲酸鈉對其穩定性影響不大,ＶＣ對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量比為8∶41,產品配方中不要添加ＶＣ,因為它對黑米色素具有破壞作用,殺菌方式采用低溫長時殺菌(本工藝采用60℃、35ｍｉｎ)。采取以上工藝參數能最大限度的保持產品穩定性。
(3)產品香味濃郁,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,具有抗動脈粥樣硬化的作用。