左勇，江鹏，叶碧霞，傅彬，杨小龙，张晶
四川理工学院生物工程学院(自贡643000)
摘要主要讨论了温度、光照和酸碱度等8种理化因素对细菌T2013所产蓝色素稳定性的影响。结果表明，该温度(≤800C), pH 3.3～10.1,低强度光照，低浓度的食品添加剂和有机酸等对细菌蓝色素的稳定性影响较大，大多数低浓度的金属离子对蓝色素稳定性的影响较小，而Cu2+和Fe3+对蓝色素的破坏性影响较大。
关键词 细菌；蓝色素；稳定性
近年来，各类食品安全事件频繁发生，使得食品安全已成为人们关注的焦点。从 “孔雀石绿”到“红心鸭蛋”事件，再到“染色馒头”和“毒豆芽”等事件，无不与“食品”添加剂有关，其中不少是由合成色素引起的。随着现代毒理学及生物学技术的发展，研究结果表明，大多数合成色素对人体有致癌及其它潜在危害。目前，合成色素不仅已用于食品行业，而且它还涉及到饲料、医药和化妆品等行业的应用，因此，开发无毒、低毒以及对人体有益（有营养、保健等功能）的色素必将成为食品科技工作者的一项重要任务。
天然色素不但具有无毒（它们大多来自可以食用的植物）、对人体有益等优点，而且部分天然色素还具有一定的药用价值和保健功能，因此天然色素比合成色素具有更高的认可度、市场前景更好。目前，由于天然色素中蓝色素的种类和产量均相对较少，还不能满足市场的需求，进一步研究与开发天然蓝色素，具有重要意义。
试验以杜擀氏菌T2013代谢产生的蓝色素为研究对象，分别以蓝色素溶液的吸光度和溶液颜色的变化情况作为指标，从温度、光照、酸碱度、有机酸、食品添加剂和金属离子等方面，研究各因素对细菌T2013所产蓝色素的稳定性的影响。
1 材料与方法
1.1菌种与培养基
菌种：杜擀氏菌T2013，保藏号为杜擀氏菌CCTCC M2014643。
斜面培养基：高氏I号培养基，种子培养基和发酵培养基：均采用液体高氏I号培养基。
1.2主要仪器与设备
UV759S紫外可见光分光光度计：上海宜有电子科技有限公司；FD-1-80冷冻干燥机：北京博医康实验仪器有限公司；RE52CS-1旋转蒸发器：上海荣亚生物仪器厂。
1.3 种子制备和发酵的方法
挑取2环斜面活化24 h的菌株，接种于盛有100 m L种子培养液的250 m L的摇瓶中，30 ℃，200 r/min条件下，培养24 h，然后吸取1 m L种子发酵液接种于盛有100 m L种子培养基的250 m L的摇瓶中，于30℃，200r/min条件下，培养48 h。
1.4蓝色素初提物的制备
细菌T2013胞内蓝色素的提取方法采用乙醇溶液浸提，然后用旋转蒸发仪浓缩蓝色素的乙醇溶液，当圆底烧瓶瓶壁上出现一丝蓝紫色圈痕时立即停止浓缩操作，然后取20 m L浓缩液冷冻干燥1 d，得到干燥的蓝色素初提物。
2结果与分析
2.1蓝色素的溶解性
分别称取0.01 g的蓝色素粉末溶于10 m L乙醇、甲醇、乙酸乙酯、正丁醇、氯仿、吡啶、乙醚、丙酮、石油醚、苯和蒸馏水等11种溶剂中，在室温下避光震荡溶解1h，静置，直观观察细菌蓝色素在各试剂中的溶解情况及溶液颜色。蓝色素在不同溶剂中的颜色不同，见表1。
结果表明，蓝色素可溶于乙醇、甲醇、乙酸乙酯、正丁醇、氯仿、吡啶等溶剂，难溶或微溶于石油醚、苯、蒸馏水等溶剂。
2.2常见金属离子对蓝色素稳定性的影响
用OD581=0.305的蓝色素乙醇溶液，分别配置浓度为0.1，0.2，0.3，0.4和0.5 g/L的氯化物金属盐溶液（氯化钾、氯化铜、氯化铁、氯化锌、氯化钡、氯化镁、氯化钴和氯化铝），然后室温黑暗密闭放置2h后，常温5 000 r/min条件下离心3 min，测定OD581，并观察蓝色素乙醇溶液的颜色变化。常见金属离子对蓝色素稳定性的影响试验结果见表2和图1。
结合表2和图1可知，当金属离子浓度为0.1 g/L时，大多数金属离子对蓝色素的稳定性无显著影响。但随着离子浓度的增加，Fe3+和Cu2+对蓝色素的吸光度的影响逐渐增大，而Fe3+的加入使蓝色素吸光度的变化最大，可能是蓝色素对Fe3+更敏感，蓝色素结构发生改变。由此可知，一般常见的金属离子对蓝色素的稳定性影响不大。
2.3温度对蓝色素稳定性的影响
分别移取10 m L蓝色素的乙醇溶液(OD581=0.305)到18支试管里，按每组（3支）试管放人到不同温度的水浴锅里避光水浴2h，冷却至室温后测定其OD581，并观察溶液颜色的变化，结果见表3和图2。
结合表3和图2可知，蓝色素在4C～80 ℃内，蓝色素乙醇溶液的吸光度变化不大。当温度为80℃时，蓝色素吸光度最高，可能是由于乙醇溶液挥发所致或80 ℃对蓝色素有一定的增色素作用，当温度在80℃～100℃ 内，蓝色素乙醇溶液的吸光度随温度的升高而减小，这是由于高温对色素的结构有破坏作用；在80℃以下具有较好的稳定性，热敏性不高。
2.4 pH对蓝色素稳定性的影响
用OD581为0.305的蓝色素乙醇溶液，分别与2 mol/L的Na OH溶液和2 mol/L HC1溶液的配置pH不同的蓝色素乙醇溶液。将其常温避光放置2h后，测定其OD581，观察蓝色素溶液的颜色变化，结果见表4。
由表4可知，蓝色素在pH 3.3～6.9内蓝色素的吸光度随着pH的增加而增大，且溶液的颜色逐渐变深，当pH 6.9～10.1范围内，蓝色素的吸光度逐渐减小，但保持相对稳定，颜色变化不大，当pH 12.5时，吸光度为0.123，蓝色素结构可能被破坏。由此可知，该蓝色素pH 3.3～10.1内稳定性较高。
2.5有机酸对蓝色素稳定性的影响
用OD581为0.305的蓝色素的乙醇溶液，分别与机酸溶液（柠檬酸和苹果酸）配制浓度为0.1，0.2，0.3，0.4和0.5 g/L的有机酸溶液。然后室温避光放置2h后于常温5 000 r/min离心3 min后，测定蓝色素乙醇溶液的OD581。
从图3可知，两种有机酸对蓝色素的稳定性都有一定的影响，苹果酸对蓝色素的影响稍大一些。该蓝色素可以和低浓度有机酸一起使用。
2.6常见食品添加剂对蓝色素稳定性的影响
用OD581为0.305的蓝色素乙醇溶液，分别与食品添加剂糖精二钠、Na Cl以及三梨酸钾配制成浓度为0.1，0.2, 0.3，0.4和0.5 g/L的食品添加剂溶液。然后室温避光放置2h后于常温5 000 r/min离心3 min后，测OD581，结果见图4。
从图4中可知，食品添加剂的浓度在0.2 g/L以下时，3种食品添加剂对蓝色素稳定性的影响较小。当浓度高于0.2 g/L时，山梨酸钾对蓝色素稳定性的影响最大，其他食品添加剂对该蓝色素的影响不大。低浓度的食品添加剂对蓝色素稳定性的影响较小。
2.7氧化剂H2O2对蓝色素稳定性的影响
用OD581为0.305的蓝色素的乙醇溶液，与H202分别配制成H2O2含量分别为1%，2%，3%，4%和5%的H2O2溶液。室温避光放置2h后测定其OD581，并观察蓝色素乙醇溶液的颜色变化，结果见表5。
由表5可知，随着H2O2浓度的增加，蓝色素的吸光度不断下降，颜色变化较大，H2O2对色素的破坏性较大；浓度在2%以下的H2O2对蓝色素稳定性的影响较小。由此可知，低浓度的H2O2对蓝色素稳定性的影响较小。
2.8抗坏血酸对蓝色素稳定性的影响
用OD581为0.305的蓝色素乙醇溶液与抗坏血酸配制成浓度为0.1，0.2，0.3，0.4和0.5 g/L的抗坏血酸溶液。然后室温避光放置2h后，于常温5 000 r/min离心3 min后，再测定其OD581，蓝色素乙醇溶液的颜色变化情况见表6。
由表6可知，随着抗坏血酸的浓度的增加，蓝色素的吸光度逐渐降低；当抗坏血酸浓度高于0.2 g/L后，吸光度下降速度加快，超过该浓度后，抗坏血酸对蓝色素稳定性的影响增大。由此可知，低浓度的抗坏血酸对蓝色素稳定性的影响较小。
2.9光照对蓝色素稳定性的影响
将吸光度为0.305的蓝色素乙醇溶液，分别置于500 1x的白炽灯下和2 000 1x的日光灯下以及30 W的紫外光下照射。测定不同时间蓝色素溶液的OD581，并观察蓝色素乙醇溶液的颜色变化情况见表7。
在500 1x的光照强度下该细菌蓝色素乙醇溶液具有较好的稳定性，4d以内该蓝色素乙醇溶液的吸光度的变化不大，且溶液都呈蓝色。在2 000 1x的光照强度下，蓝色素的吸光度变化较大，蓝色素乙醇溶液的颜色变化也较大，3.5 d后几乎无色，其吸光度降为0.053，蓝色素的保存率仅为17.4%，所以使用该色素时应该避免强光照射。在短时间的紫外光照射下，其吸光度略有下降，蓝色素乙醇溶液的颜色变化也不大，这表明该蓝色素对短时间的紫外线照射的稳定性较好。
3结论
细菌T2013所产蓝色素可溶于甲醇、乙醇、乙酸、乙酯等多种溶剂，难溶于水，具有一定的耐热性、耐光性以及对其它食品添加剂的稳定性；蓝色素在pH3.3～10.1条件下稳定性好；除Cu2+、Fe3+离子外，多数低浓度金属离子对蓝色素稳定性的影响不大；低浓度的氧化剂(H2O2)、抗坏血酸和有机酸对蓝色素稳定性的影响较小。因此，该细菌蓝色素的稳定性较好，可以作为潜在的食品添加剂来开发和应用。
