白二輪藍狀菌DWL-C010紅色素的降解動力學及穩(wěn)定性

張婷婷，馬博，吳寶祥，黃嬌麗

(百色學院 農(nóng)業(yè)與食品工程學院，廣西 百色，533000)

色素作為食品的重要組分，能夠彌補食品加工過程中色素損失，減少產(chǎn)品批次間質(zhì)量差異，改進食品視覺特性[1-2]。來源于動植物、昆蟲及微生物等的天然色素具有綠色、環(huán)保和可再生等特點，已經(jīng)應用于食品添加劑、紡織品染色、化妝品及藥劑生產(chǎn)等領域[3]。然而，結構不飽和導致天然色素不穩(wěn)定性，成為其廣泛應用的主要瓶頸之一[4]。天然色素穩(wěn)定性不僅受加工過程中的溫度影響，還與色素體系的內(nèi)在特性如色素化學結構、pH、蛋白(酶)和金屬離子，及儲運過程中外界光和氧等有關[5]。因此，有必要了解天然色素的降解過程，以采取有效措施，確保其穩(wěn)定，更好地將其用于有色食品生產(chǎn)。熱處理是食品加工過程中一個常用手段，它可以誘導生物大分子失去穩(wěn)定性，減少生物活性成分的含量，是一個復雜的化學和物理變化過程[1,6]?；诖罅繑?shù)據(jù)的數(shù)學模型，能夠運用數(shù)學語言描述化學和物理變化過程，預測天然色素的降解特征[7]。研究表明，第一動力學模型能夠很好地描述天然色素，如葉綠素、花青素、胭脂紅色素、聚酮類色素及甜菜紅色素等的降解行為，量化其熱降解動力學參數(shù)，這為它們在食品加工中的應用提供了理論依據(jù)[2,5-9]。

藍狀菌(Talaromycesspp.)在生物醫(yī)藥、食品加工、環(huán)境治理及作物病害控制等領域具有重要的應用價值[10]。某些藍狀菌能夠分泌大量的聚酮類色素，且不產(chǎn)生真菌毒素，是潛在的工業(yè)生產(chǎn)菌種[11-12]。VENKATACHALAM等[13-14]對分離自印度洋中的留尼汪島珊瑚礁上的白二輪藍狀菌色素生產(chǎn)能力進行評價，其中最有潛力的1株胞外橙黃色素色價為22.39 UA(470 nm)，紅色素色價為18.67 UA(500 nm)；并利用HPLC-DAD-ESI-MS和NMR鑒定出橙色的紅斑紅曲素和紅曲紅素、黃色的紅曲素及紅色的單紅曲胺等12種聚酮類化合物；AGUILAR等[15]研究了臭氧消毒技術對藍狀菌色素穩(wěn)定的影響，發(fā)現(xiàn)臭氧濃度和作用時間對色素具有顯著性影響。本課題組前期從大王嶺原始森林腐殖質(zhì)土壤中分離得到1株產(chǎn)可溶性紅色素的白二輪藍狀菌DWL-C010(以下簡稱藍狀菌)，且其色素具有較好的熱穩(wěn)定性，具有一定的應用前景[16]。本實驗建立了不同pH下的藍狀菌紅色素熱降解和光降解的動力學模型，并考查了抗氧化劑Vc、氧化劑H2O2、還原劑Na2SO3、甜味劑和防腐劑等食品添加劑對其的影響，以期為其今后應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 菌種

菌株白二輪藍狀菌(Talaromycesabobiverticillius)DWL-C010, 保存于百色學院農(nóng)業(yè)與食品工程學院-80 ℃ 超低溫冰箱。

1.1.2 主要試劑

檸檬酸、Na2HPO4、NaH2PO4、麥芽糖、葡萄糖、蔗糖、無水亞硫酸鈉、山梨酸鉀、苯甲酸鈉、VC及H2O2等,均為國產(chǎn)分析純。

1.1.3 培養(yǎng)基

馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA),用于孢子培養(yǎng)，馬鈴薯葡萄糖液體培養(yǎng)基(PDB),用于發(fā)酵產(chǎn)紅色素，二者pH自然，115 ℃滅菌20 min。

1.2 儀器與設備

UV-2700紫外可見分光光度計，日本島津公司；MDF-U73V-80 ℃超低溫冰箱，日本三洋公司；AL204電子分析天平，德國梅特勒公司；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠；DL-3000循環(huán)水冷器，鄭州長城科工貿(mào)公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 色素制備

藍狀菌于PDA平板上劃線培養(yǎng)6 d，用0.1%(體積分數(shù))的Tween-80無菌水洗下孢子、計數(shù)，并接種于盛有100 mL PDB的500 mL錐形瓶中(孢子終濃度約為106/mL)；28 ℃、150 r/min發(fā)酵培養(yǎng)8 d。按照馬博等[16]的方法進行色素樣品前處理，得紅色素樣品濃縮液。確定其最佳吸收波長(493 nm)，適當稀釋，使其吸光度在1.8～2.0。

1.3.2 降解熱力學和動力學參數(shù)測定

不同pH色素溶液用不同緩沖溶液進行稀釋配制。pH 4.0～6.0時，用0.2 mol/L檸檬酸-Na2HPO4緩沖液進行配制；色素溶液pH 7.0時，用0.2 mol/L NaH2PO4-Na2HPO4緩沖液進行配制。色素保留率按照公式(1)計算：

(1)

式中:R為色素保留率；An為某一個處理條件下的吸光度；A0為對照0 h/d時的吸光度。

由于聚酮類色素降解符合一級動力學規(guī)律，故可以參考文獻[16]求出Dc、t1/2、D及Ea等動力學參數(shù)[1, 16]；Z值可以由公式(2)計算，即以Τ對lg(t1/2)作線性回歸，由直線的斜率可得到Z值：

T=-Ζlg(t1/2)+b

(2)

式中：Τ為溫度,℃;t1/2為半衰期；b為線性方程截距。

此外，基于Dc和Ea，可由公式(3)、(4)和(5)分別推出活化焓(ΔH#)、活化自由能(ΔG#)和活化熵(ΔS#)等熱力學參數(shù)。

ΔH#=Ea-RT

(3)

ΔG#=-RTln(Dch/KΒT)

(4)

(5)

式中，Ea為活化能，kJ/mol；R為氣體常數(shù)[8.314 J/(mol·K)]，T為絕對溫度，K；Dc為降解速率常數(shù)；h為普朗克常數(shù)(6.626 2×10-34J/s);ΚΒ為玻爾茲曼常數(shù)(1.380 6×10-23J/K)。

1.3.3 光照對紅色素穩(wěn)定的影響

將不同pH紅色素溶液分別進行室溫避光、紫外和可見光(15 W，20 cm)處理，連續(xù)7 d，每隔1 d進行400～800 nm的光譜掃描，讀取其最大吸收峰處OD值。按照1.3.2計算色素保留率和降解動力學參數(shù)。

1.3.4 抗氧化劑對紅色素穩(wěn)定的影響

配制終質(zhì)量濃度Vc分別為0、0.01、0.045及0.09 g/L的紅色素溶液，室溫避光連續(xù)振蕩處理 6 d， 并每隔2 d取出，進行光譜掃描和OD值讀取。按照公式(1)計算色素保留率。

1.3.5 氧化劑對紅色素穩(wěn)定的影響

配制H2O2終體積分數(shù)為0、0.03%、0.3%和3%紅色素溶液，室溫避光連續(xù)振蕩處理6 h，并每隔1.0 h取出，測定和色素保留率計算同1.3.2。

1.3.6 甜味劑對紅色素穩(wěn)定的影響

配制甜味劑終質(zhì)量濃度分別為0、2.5、5.0 和10.0 g/L的紅色素溶液，室溫下避光振蕩處理1.0 h后，測定和色素保留率計算同1.3.2。

1.3.7 防腐劑對紅色素穩(wěn)定的影響

配制苯甲酸鈉和山梨酸鉀終濃度分別為0.05、0.15及0.3 g/L和0.1、0.2及0.3 g/L的紅色素溶液。室溫下避光振蕩處理6 h，每隔2.0 h取樣測試。測定方法及計算色素保留率同1.3.2。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

實驗重復3次，利用Excel 2013數(shù)據(jù)包進行統(tǒng)計分析，采用Origin 8.0進行作圖和曲線擬合。

2 結果與分析

2.1 pH對藍狀菌紅色素熱穩(wěn)定性的影響

由圖1可知，藍狀菌紅色素保留率隨時間延長和溫度升高而降低，而隨著pH升高而增加。在pH 4.0、40和80 ℃處理1.0 h后，二者色素保留率分別為96.02%和79.33%；處理6 h后，二者色素保留率分別為90.75%和41.34%。在pH 5.0、40和80 ℃處理1.0 h后，二者色素保留率分別97.06%和81.22%；處理6 h后，二者色素保留率分別91.88%和44.26%。在pH 6.0、40和80 ℃處理1.0 h后，二者色素保留率分別97.10%和82.42%；處理6.0 h后，二者色素保留率分別92.61%和51.35%。在pH 7.0、40和80 ℃ 處理1.0 h后，二者色素保留率分別為97.11%和82.22%；處理6 h后，二者色素保留率分別為93.01% 和51.79%?？梢姡诘蜏睾?或較高pH條件下，藍狀菌紅色素降解緩慢，較為穩(wěn)定。

a-pH 4.0；b-pH 5.0；c-pH 6.0；d-pH 7.0圖1 不同pH和溫度下的藍狀菌紅色素降解情況Fig.1 Degradation of red pigment from T. abobiverticillius at different pH and temperature

為了更好地理解pH對藍狀菌紅色素熱降解過程，利用第一動力學模型對熱解時間和色素保留率進行了線性回歸分析，確定了不同溫度和pH下的Dc和決定系數(shù)R2，利用文獻[16]及公式(2)計算出了不同溫度和pH下的t1/2、Z值及D等動力學參數(shù)。不同pH下各溫度線性擬合方程決定系數(shù)在0.957 29～0.997 31， 說明第一動力學模型能夠很好地描述藍狀菌紅色素熱降解行為(圖2)。由表1可知，在相同pH下，Dc隨溫度升高而增加，t1/2、D和Ζ隨溫度升高而降低，且它們各自都達到了顯著水平(P<0.05)； 在相同溫度下，降解速率Dc隨pH升高而降低，t1/2、D和Ζ隨pH升高而增加。

表1 不同pH下藍狀菌紅色素熱降解動力學和熱力學參數(shù)Table 1 Kinetic and thermodynamic parameters of red pigment from T. abobiverticillius at different pH

續(xù)表1

pHT/KDc×103/ht1/2/hD/hΖ/℃Ea/(kJ·mol-1)ΔΗ#/(kJ·mol-1)ΔG#/(kJ·mol-1)ΔS#/(J·mol-1)7.03139.27±0.76e74.77±6.21a248.39±20.64a32320.43±1.96d33.93±3.29b112.71±10.91b33341.30±4.32c16.78±1.77c55.75±5.88c34369.59±4.44b9.96±0.72d33.03±2.40d35388.87±3.52a7.80±0.31e25.91±1.02e44.75±0.46a53.10±1.01c50.5088.96-122.9050.4189.77-121.8450.3390.68-121.1850.2592.00-121.7450.1794.05-124.33

注：同列右上角不同小寫字母表示有顯著性差異(P<0.05)。

a-pH 4.0;b-pH 5.0;c-pH 6.0;d-pH 7.0圖2 不同pH和溫度條件下白二輪藍狀菌DWL-C010紅色素降解動力學曲線Fig.2 Degradation kinetic curve of red pigment from T. abobiverticillius DWL-C010

在pH 4.0時，5個溫度下的Dc依次為0.010 26、0.024 50、0.057 52、0.093 82和0.130 04/h，t1/2為67.49、 28.25、12.05、7.39和5.33 h，D為224.20、93.83、 40.03、24.54和17.71 h；在pH 7.0時，5個溫度下的Dc依次為9.27、20.43、41.30、69.59、88.87/h，t1/2為74.77、33.39、16.78、9.96和7.80 h，D為248.39、112.71、55.75、33.03和25.91 h。Z在pH 7.0的值為44.75 ℃，與pH 6.0的38.67 ℃沒有顯著差異(P>0.05)，但與pH 5.0的37.54 ℃和pH 4.0的34.56 ℃ 均達到了顯著差異水平(P<0.05)。VENDRUSCOLO等[1]利用響應面模型描述了M.ruberCCT3802紅色素降解行為，發(fā)現(xiàn)溫度和pH對M.ruber紅色素降解速率在線性水平都有極顯著影響，而pH在二次方水平上也有極顯著的影響，并且pH和溫度交互作用也極顯著；M.ruberTieghem IOC 2225利用蔗渣水解液能夠生產(chǎn)熱穩(wěn)定性較好的紅色素，其熱解動力學參數(shù)隨溫度和pH變化的趨勢與本實驗一致[17]；M.purpureus以蔗渣為碳源進行液體發(fā)酵產(chǎn)紅色素，其熱降解也符合第一動力學模型，且在30～50 ℃、近中性pH 6.0～8.0時穩(wěn)定性較好[6]?？梢姡弁惣t色素具有相似的熱降解行為。

活化能Ea是判斷物質(zhì)穩(wěn)定性的重要指標，可以由lnDc對1/T線性擬合的斜率求得。由圖3可知，藍狀菌紅色素熱降解的Arrhenius擬合曲線決定系數(shù)在0.966 92～0.991 69，說明可信度較高。由表1可知，紅色素pH 7.0的Ea為53.10 kJ/mol，與其pH 6.0的Ea(53.62 kJ/mol)沒有顯著差異(P>0.05)，但與其pH 4.0和pH 5.0的Ea有顯著差異(P<0.05)，表明藍狀菌DWL-C010紅色素在近中性條件下其熱敏性變?nèi)?，穩(wěn)定性增加，這可能與酸性環(huán)境中紅曲紅胺和紅斑胺素中酯鍵斷裂有關[18]。植物中，胭脂蘿卜紅色素在pH 3.0檸檬酸緩沖液中的Ea為108.52 kJ/mol；藍莓花色苷在pH 1.0～7.0時的Ea分別為46.38～ 83.73 kJ/mol，甜菜紅色素在高壓與CO2熱聯(lián)合處理的Ea為94.01 kJ/mol[8,19-20]；絲狀真菌中，產(chǎn)紫青霉紅色素在檸檬酸-磷酸鹽緩沖液(pH 6.0)中的Ea為61.878 kJ/mol[2]，紫紅曲霉紅色素檸檬酸-磷酸鹽緩沖液(pH 6.0)中Ea為40.18 kJ/mol[6]，紅曲霉菌在pH 4.5、5.5及6.5的Ea分別為12.66、12.04和10.53 kcal/mol[17]。可見，藍狀菌紅色素不是最穩(wěn)定，但今后可以通過改變發(fā)酵培養(yǎng)基組分來進一步提高其穩(wěn)定性[21]。

圖3 藍狀菌紅色素熱降解的阿倫尼烏斯圖Fig.3 Thermo-degradation Arrhenius curves of red pigment from T. abobiverticillius

2.2 pH對藍狀菌紅色素光穩(wěn)定性的影響

由表2可知，藍狀菌紅色素光解過程中，其保留率均隨時間延長而降低，隨pH的升高而增加。pH和處理時間相同條件下，避光、紫外光和可見光3種光處理條件下的色素保留率依次降低，表明其對可見光敏感，紫外光次之。在pH 7.0，避光、紫外光和可見光3種光處理第7天時，其色素保留率依次為79.81%、 69.40%和63.99%，顯著高于相應其他pH的色素保留率(P<0.05)。通過對時間與ln(An/A0)進行擬合分析，發(fā)現(xiàn)藍狀菌紅色素光降解符合第一動力學模型，且決定系數(shù)在0.991 8～0.998 01(圖4)。由表3可知，避光、紫外光和可見光處理下，紅色素各自Dc隨pH升高而降低，t1/2和D隨pH升高而增加；pH 7.0時，在3種光處理下的紅色素Dc依次增加，分別為0.031 05、0.051 47、0.063 21/d，而t1/2和D依次減小，分別為22.32、13.47、10.97 d和74.16、44.74、 36.43 d。顯著性分析顯示，3種光處理各自pH為7.0時的Dc、t1/2及D均與各自pH 6.0的差異不顯著，但與各自pH 5.0和pH 4.0的有顯著性差異(P<0.05)。 可見，藍狀菌紅色素在避光和近中性條件下的穩(wěn)定性較好。ASKAR等[22]發(fā)現(xiàn)玫瑰花青素光降解符合第一動力學模型，且太陽光處理的降解速率較高；但與本實驗不同的是，其高pH的花色苷降解速率較高，這可能和色素的化學結構有關。由青霉和紅曲霉菌產(chǎn)的聚酮類色素光降解也符合第一動力學模型，并且也在近中性pH時的降解速率較低[4,23-24]。ZHANG等[24]通過改變培養(yǎng)基氮源，有效提高了紅曲色素的光穩(wěn)定性；而JUNG等[23]通過在培養(yǎng)基中添加不同氨基酸也提高了紅曲色素光穩(wěn)定性[23-24]。LIU等[25]認為聚酮類紅色素和橙色素的褪色是由發(fā)色官能團上的共價大π鍵斷裂誘導的，但JUNG等[23]發(fā)現(xiàn)聚酮類紅色素降解成其他物質(zhì)，溶液呈棕色，而其Phe衍生物降解后沒有新的發(fā)色官能團產(chǎn)生，仍然呈弱紅色，表明二者降解機理可能不同。另外，MAPARI等[4]發(fā)現(xiàn)棘孢青霉橙紅色素降解成了聚酮類色素的同系物?？梢?，不同聚酮類色素光催化降解可能存在多種路徑。

表2 不同pH和光處理下的藍狀菌紅色素保留率

注：同行右上角不同小寫字母表示有顯著性差異(P<0.05)。

2.3 抗氧化劑Vc對藍狀菌紅色素穩(wěn)定性的影響

Vc作為一種抗氧化劑，對藍狀菌DWL-C010紅色素的影響如圖5所示。

由圖5可知，添加不同量Vc的紅色素溶液在第0天時，其色素保留率均高于對照ddH2O，且在Vc質(zhì)量濃度0.015和0.09 g/L時達到了顯著水平(P<0.05)，說明Vc具有增色效應。第2天的3個質(zhì)量濃度Vc處理的紅色素保留率依次為93.68%、94.94%和95.92%，高于對照的92.46%；第4天的不同質(zhì)量濃度Vc處理的紅色素保留率分別為89.79%、89.97%和92.50%；均顯著高于對照的86.32%(P<0.05)；第6天Vc處理的紅色素保留分別為84.31%、84.81%和87.43%，也均高于對照的81.39%?？梢?，Vc對藍狀菌紅色素具有一定的護色作用。

a-避光；b-紫外光；c-可見光圖4 不同光處理和pH條件下白二輪藍狀菌DW-C010紅色素降解動力學曲線Fig.4 Degradation kinetic curve of red pigment from T. abobiverticillius DWL-C010 under different light treatment and pH

表3 不同pH下的藍狀菌紅色素光解動力學參數(shù)Table 3 Photo-degradation kinetic parameters of red pigment fromT. abobiverticillius under different pH

pH避光紫外光可見光Dc×103/dt1/2/dD/dDc×103/dt1/2/dD/dDc×103/dt1/2/dD/d4.034.61±0.27a20.03±0.16b66.53±0.52b60.73±1.57a11.41±0.28c37.92±0.93c75.29±1.42a9.21±0.17b30.58±0.56b5.034.21±0.08a20.26±0.04ab67.31±0.15ab58.57±1.03b11.83±0.20b39.31±0.67b74.69±0.64a9.28±0.07b30.83±0.25b6.034.52±1.55ab20.08±0.84b66.70±2.8b51.77±2.35c13.39±0.59a44.48±1.98a64.88±1.47b10.68±0.23a35.49±0.77a7.031.05±1.44b22.32±1.04a74.16±3.44a51.47±0.69c13.47±0.18a44.74±0.60a63.21±0.19b10.97±0.03a36.43±0.11a

注：同列右上角不同小寫字母表示有顯著性差異(P<0.05)。

圖5 Vc對藍狀菌紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.5 Effect of Vc on the stability of red pigment from from T. abobiverticillius注：*表示在P<0.05差異顯著。

2.4 氧化劑H2O2對藍狀菌紅色素穩(wěn)定性的影響

氧化反應是食品加工和貯藏過程伴隨的副反應之一。實驗以H2O2為例，考察了氧化劑對藍狀菌紅色素的影響。由圖6-a可知，隨著氧化劑H2O2濃度的增加和處理時間的延長，其消色作用逐漸增強。0.03%、0.3% 和3.0%(體積分數(shù))的H2O2處理1 h時，紅色素的保留率分別為97.89%、85.70%和69.39%； 處理6 h時，其紅色素保留率分別為90.18%，71.85%和39.93%； 而對照ddH2O處理1 h和6 h時，其紅色素保留率分別為99.77%和99.30%，均顯著高于不同體積分數(shù)H2O2的處理組(P<0.05)?？梢?，H2O2對藍狀菌紅色素具有消色作用。此外，由圖6-b可知，不同體積分數(shù)H2O2處理紅色素1 h后，其色譜特征峰發(fā)生了藍移，表明H2O2分解過程中產(chǎn)生的羥自由基破壞紅色素的發(fā)色官能團，進而導致了色素保留率降低。

a-色素保留率; b-為不同體積分數(shù)H2O2處理1h的色素光譜圖圖6 H2O2對藍狀菌紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.6 Effect of H2O2 on the stability of red pigment from from T. abobiverticillius

2.5 還原劑Na2SO3對藍狀菌紅色素穩(wěn)定性的影響

亞硫酸鹽是食品工業(yè)廣泛使用的食品添加劑，具有漂白、防腐和抗氧化等功能。由圖7可知，不同質(zhì)量濃度Na2SO3處理藍狀菌DWL-C010紅色素具有顯著影響(P<0.05)。在第0 h，不同質(zhì)量濃度Na2SO3處理的色素保留率分別為97.44%、91.91%和71.43%，均顯著低于對照(0 g/L)的99.85%(P<0.05)，說明Na2SO3具有消色作用。隨著處理時間的延長，0.09和0.15 g/L的Na2SO3處理的色素保留率逐漸降低。前者在第2、 4和6 h的色素保留率依次為96.23%、95.77%和94.55%，后者依次為88.34%、88.07%和87.04%。然而，Na2SO3質(zhì)量濃度為0.45 g/L時，處理2 h時的色素保留率為73.82%，卻略高于處理0 h時的色素保留率；但在第4和第6 h又逐漸下降，分別為73.40%和72.94%。這可能是由于Na2SO3與紅色素形成的化合物不穩(wěn)定，亞硫酸根的氧化分解使其失去作用，進而色素保留率略有回升。

圖7 Na2SO3對藍狀菌DWL-C010紅色素紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.7 Effect of Na2SO3 on the stability of red pigment from from T. abobiverticillius

2.6 甜味劑對藍狀菌紅色素穩(wěn)定性的影響

以葡萄糖、麥芽糖和蔗糖3種糖為代表，考察了甜味劑對藍狀菌DWL-C010紅色素的影響。由圖8可知，低質(zhì)量濃度葡萄糖(2.5和5.0 g/L)處理的紅色素保留率略高于對照(0 g/L)，而高質(zhì)量濃度葡萄糖(10 g/L) 處理的色素保留率卻略有下降，為98.36%。蔗糖和麥芽糖3個濃度下的紅色素保留率均低于對照。然而，高質(zhì)量濃度蔗糖(10 g/L)處理時色素保留率雖高達98.17%，但較對照有顯著差異(P<0.05)，而3個濃度麥芽糖處理的色素保留率較對照均有顯著差異(P<0.05)，可見，甜味劑葡萄糖和蔗糖對藍狀菌紅色素保留率影響較小，而麥芽糖有一定的影響。

圖8 甜味劑對藍狀菌紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.8 Effect of sweeteners on the stability of red pigment from T. abobiverticillius

2.7 防腐劑對藍狀菌紅色素穩(wěn)定的影響

防腐劑能夠抑制食品霉變，延長食品貨架期。當前，食品加工中主要使用的防腐劑是苯甲酸和山梨酸及其鹽，故本實驗選取苯甲酸鈉和山梨酸鉀作為研究對象，考察二者對藍狀菌紅色素的影響。由圖7可知，紅色素保留率隨防腐劑處理時間延長而降低。其中，0.3 g/L苯甲酸鈉(圖9-a)處理第4和第6 h的色素保留率顯著低于對照組(P<0.05)，但都在96%以上；而不同質(zhì)量濃度山梨酸鉀處理不同時間的色素保留率均與對照沒有顯著差異(圖9-b)?？梢?，防腐劑苯甲酸鈉和山梨酸鉀對藍狀菌紅色素的色素保留率影響不明顯。

a-苯甲酸鈉；b-山梨酸鉀圖9 防腐劑對藍狀菌紅色素穩(wěn)定性的影響Fig.9 Effect of preservatives on the stability of red pigment from T. abobiverticillius

3 結論

本實驗考查了不同pH、光照和食品添加劑對白二輪藍狀菌DWL-C010紅色素的影響，建立了不同pH下光、熱降解動力學模型，并分析了其降解規(guī)律，為其今后在食品加工中的應用提供了理論依據(jù)。其結論有：

白二輪藍狀菌DWL-C010紅色素在近中性(pH 7.0)和低溫(40 ℃)條件下較為穩(wěn)定，其熱降解過程符合第一動力學模型。相同溫度下，Dc隨pH升高而降低，t1/2、D和Ζ隨pH升高而增大；Ea也隨pH升高而降低，pH 7.0的Ea為53.10 kJ/mol，與pH 6.0的(53.62 kJ/mol)沒有顯著差異，但較pH 4.0和pH 5.0的活化能差異顯著(P<0.05)。

白二輪藍狀菌DWL-C010紅色素對紫外光和可見光敏感，但在近中性條件下也較為穩(wěn)定。在pH 7.0，避光、紫外光和可見光3種光處理第7天時，其色素保留率依次為79.81%、69.40%和63.99%，顯著高于相應其他pH的色素保留率(P<0.05)。紅色素保留率與處理時間線性關系良好，決定系數(shù)R2>0.99，表明其光降解也符合第一動力學模型。相同pH下，避光、紫外光和可見光的Dc依次升高，t1/2和D依次減?。幌嗤馓幚項l件下，Dc也隨pH升高而降低，t1/2和D隨pH升高而增大。在pH 7.0時，避光、紫外光和可見光的Dc、t1/2和D較pH 4.0和pH 5.0的差異顯著(P<0.05)。

不同食品添加劑對白二輪藍狀菌DWL-C010紅色素的影響不同?？寡趸瘎￢c具有一定的增色和護色效應，不同濃度Vc處理時，其色素保留率均高于對照；氧化劑H2O2和還原劑Na2SO3具有消色作用，二者不同終質(zhì)量濃度處理的色素保留率均低于對照，且達到了差異顯著水平(P<0.05)；甜味劑葡萄糖和蔗糖對紅色素的影響較小，而添加不同量麥芽糖對色素均有顯著影響。另外，防腐劑山梨酸鉀和苯甲酸鈉對白二輪藍狀菌DWL-C010紅色素的影響不明顯。

今后有必要進一步分析白二輪藍狀菌DWL-C010紅色素在食品體系中的穩(wěn)定性，并通過優(yōu)化其發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵條件，改進其色素的穩(wěn)定性，提高其色素產(chǎn)量，降低其色素生產(chǎn)成本，提高市場競爭力。