焦糖色抗氧化活性的研究

李荣1 徐义2 刘明宣2 朱天明1 陈祥贵1*

(1.西华大学生物工程学院，食品生物技术省高校重点实验室，四川成都 610039;

2.千禾味业食品股份有限公司，四川眉山市 620010)

摘要：本文采用四种体外抗氧化检测方法研究了不同色率的三种焦糖色的抗氧活性。结果表明，焦糖色具有显著的抗氧化活性，且起抗氧化能力与样品色率呈正相关；焦糖色对超氧阴离子自由基（O2-·）和DPPH自由基的清除能力较强，并具有较强的还原能力，而对羟自由基·OH清除能力则相对较弱。在各类食品中正常添加的水平上，焦糖色可赋予食品显著抗氧化的功能特性。

关键词：焦糖色、抗氧化、自由基

焦糖色是一种我国及世界范围内使用最广泛、用量最大的食用色素，占食品色素销量的80%以上[1],在食品添加剂中具有非常重要的地位。焦糖色由于其安全的特点和优良的性质，在世界大多数国家和地区都允许添加于各类食品中[2]。我国现行的《食品安全国家标准食品 食品添加剂使用标准》（GB 2760）中，焦糖色可用于饼干、酱油、饮料、配制酒等很多食品中，且在大多数食品中可按生产需要量适量使用。

尽管焦糖色在国内外的生产和使用历史已有百余年，但对焦糖色的褐变机理、组分结构等尚未研究清楚，目前焦糖色生产工艺更多的地依赖经验，只有将原料、时间、温度等制备技术参数进行精确控制，才能保证高质量产品的可重复性[1,2]。由于焦糖色制备技术及焦糖化反应的复杂性，焦糖色中可能含有较多未知的活性成分。本文对不同色率的焦糖色素进行了体外抗氧化能力的研究，为探索焦糖色的功能特性奠定基础。

1 材料与方法

1.1 样品与试剂

焦糖色：三种不同色率的焦糖色（A、B、C）由千禾味业食品股份有限公司提供；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)购自美国Sigma 公司；其余试剂为国产分析纯。

1.2方法

1.2.1焦糖色固形物的检测

焦糖色固形物含量的检测参考焦糖色国标，GB8817-2001[3]。

1.2.2焦糖色色率的检测[4]

精确配制0.05%（W/V）样品液,用较准确的分光光度计在485nm测定吸光度。

色率(EBC单位)=91736×A485

1.2.3焦糖色吸光值参数[5]

检测焦糖色（0.1%W/V）在610,560和280nm处的吸光度。

1.2.4焦糖色还原力的测定[6]

配制1mg/mL的3种（A、B、C）焦糖色溶液，分别稀释成0.8、0.6、0.4、0.2mg/mL的焦糖色样品溶液，然后取样品溶液1mL于试管中，依次加入磷酸盐缓冲溶液（0.2mol/mL，pH6.6）2.5mL，1%（W/V）铁氰化钾2.5mL，混匀后在50℃水浴20min，迅速冷却加入10%(W/V)三氯乙酸2.5mL，混匀后取2.5mL于试管中，加入去离子水2.5mL和0.1%(W/V)三氯化铁0.5mL，常温下反应20min后在700nm波长处测定吸光度值。平行测定3次后取平均值。

1.2.5焦糖色对DPPH自由基清除能力的测定[7]

配制1mg/mL的3种（A、B、C）焦糖色溶液，分别稀释成0.8、0.6、0.4、0.2mg/mL的焦糖色样品溶液，然后2mL于试管中，加入0.1mmol/LDPPH乙醇溶液2mL，混匀后常温避光反应30min后在517nm波长处测定吸光值为Ai。2mL乙醇代替DPPH乙醇溶液测定吸光值为Aj，2mL去离子水代替样品溶液测定吸光值为Ao。平行测定3次后取平均值。

1.2.6焦糖色对超氧阴离子自由基（O2-·）清除能力的测定[8]-[9]

配制1mg/mL的3种（A、B、C）焦糖色溶液，分别稀释成0.8、0.6、0.4、0.2mg/mL的焦糖色样品溶液，然后取样品溶液0.5mL于试管中，依次加入Tris-HCl缓冲液（50mmol/L，pH8.2，2mmol/L EDTANa2）4.5mL，50mmol/L邻苯三酚溶液（10mmol/L HCL溶液配制）1mL，混匀后在25℃水浴10min，在299nm波长处测定吸光度值为Ai。1mL去离子水代替样品溶液测定吸光度值为Ao，用10mmol/L HCL代替邻苯三酚溶液作空白对照。平行测定3次后取平均值。

1.2.7焦糖色对羟自由基(·OH)清除能力的测定[10]

配制10mg/mL的3种（A、B、C）焦糖色溶液，分别稀释成10、8、6、4、2mg/mL的焦糖色样品溶液，然后取样品溶液0.5mL于试管中,依次加入6mmol/L FeSO4 1mL，6mol/L水杨酸乙醇溶液1mL，8mol/L H2O2溶液1mL，去离子水1mL，混匀后在37℃水浴30min，在510nm波长处测定吸光度值为Ai。1mL去离子水代替 H2O2溶液测定吸光度值为Aj,0.5mL去离子水代替样品溶液测定吸光度值为Ao。平行测定3次后取平均值。

1.2.7IC50值计算方法

采用IC50表示焦糖色对上述三种自由基清除能力。通过测定5个点的曲线拟合得到函数，计算50%抑制浓度时所对应的浓度。IC50值越低，抗氧化活性越强。

2结果与分析

2.1焦糖色供试样品的基本参数

表1表明，3种焦糖色具有相近的固形物含量（63%-67%），但由于配方和工艺的差异，供试样品的具有各自的色率（EBC）及光吸收特征参数。3个样品(A、B、C)色率依次为12000、25000、43000，EBC值表示呈色能力，焦糖色C的EBC值最高，呈色力最强；随样品色率的增加，A560、A610也相应地显著增加，而A280增加趋势相对不显著，但R280/A560显著增加。这些检测指标从不同的方面反映了样品性质特征的差异。

表1 焦糖色样品的固形物和光吸收值特征参数

Table 1 Solid content and spectrophotometric parameters of the caramel samples

2.2焦糖色还原力

图 1焦糖色的还原能力

Fig.1 Reducing power of caramel

图1可知，在供试质量浓度范围内,三种焦糖色的还原力值随着浓度增加而升高，呈现显著地剂量依赖，其中焦糖色C还原力最强，在1mg/ml时还原力OD值可达到近1.0，三种焦糖色还原能力与色素的EBC值成正相关。

图 2 焦糖色对DPPH自由基的清除能力

Fig.2 Scavenging effect of caramel against DPPH radicals

图2可知，在供试浓度范围内，3种焦糖色对DPPH自由基具有明显的清除作用，且呈现浓度依赖，其中焦糖色C清除自由基能力最强，在1mg/ml时对自由基的清除可达到近70%。三种焦糖色（A，B和C）清除自由基IC50 值分别为0.95,0.73和0.46mg/mL，可见其清除自由基能力与色素的EBC值成正相关。

2.5焦糖色对超氧阴离子自由基（O2-·）清除能力

图3可知，在供试浓度范围内，3种焦糖色对超氧阴离子自由基（O2-·）具有较强的清除能力，且呈现浓度依赖，其中焦糖色C清除自由基能力最强，在1mg/ml时对自由基的清除可达到近65%。三种焦糖色（A，B和C）清除自由基IC50 值分别为1.21，0.79和0.70 mg/mL，可见其清除自由基能力与色素的EBC值成正相关。

图 3焦糖色对超氧阴离子自由基（O2-·）的清除能力

Fig.3 Scavenging effect of caramel against superoxide anionradicals

2.6焦糖色对羟自由基(·OH)清除能力

图 4 焦糖色对羟自由基（·OH）的清除能力

Fig.4 Scavenging effect of caramel against hydroxyl free radicals

图4可知，在供试浓度范围内，3种焦糖色对羟自由基(·OH)具有很好的清除能力，且呈现浓度依赖，其中焦糖色C清除自由基能力最强，在10mg/ml时对自由基的清除可达到近61%。三种焦糖色（A，B和C）清除自由基IC50 值分别为26.57,9.31和7.1 mg/mL。可见其清除自由基能力与色素的EBC值成正相关。

3讨论和结论

本研究通过对3种焦糖色进行体外抗氧化分析，结果表明焦糖色具有较强的、浓度依赖的抗氧化能力，并与焦糖色的色率存在一定的正相关，这与Oreste等研究结果基本一致［５］。焦糖色对超氧阴离子自由基（O2-·）清除能力效果最好，其还原力和对DPPH自由基清除能力也较强，而对羟自由基(·OH)清除能力则相对较弱。但综合来看，焦糖色的与既往文献报道的食品中活性成分的抗氧化能力相当甚至更好。综上所述，焦糖色具有明显的抗氧化能力，应用前景可观，可为焦糖色的开发和利用提供潜在的力量。

焦糖色广泛用于各类食品，国外其用量较大的食品主要是饮料如可口可乐，其在饮料中的添加量约0.1%；国内用量较大的食品是酱油、醋等调味品，其添加量一般在1%以上，甚至有时高达10%以上。本研究表明，焦糖色在1mg/ml（即0.1%）的以上浓度即可发挥显著的体外抗氧化活性。因此，作为一种广泛使用的食品色素，焦糖色能赋予食品显著抗氧化的功能特性。

参考文献：

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