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        淺析產(chǎn)天然色素黑木耳菌株的篩選及其理化性質(zhì)研究

        2021-08-27 06:28:15羅忠國李冬梅張歡曹玉清汪航徐雄
        中國食品 2021年14期
        關(guān)鍵詞:黑木耳

        羅忠國 李冬梅 張歡 曹玉清 汪航 徐雄

        現(xiàn)如今,天然色素絕大部分都是從植物中所提取的,但由于受到提取工藝復(fù)雜等相關(guān)因素的制約,導(dǎo)致提取數(shù)量較少。通過微生物資源生產(chǎn)天然色素,能夠有效克服上述不足之處,同時(shí)也易于工業(yè)化。本實(shí)驗(yàn)通過對92個(gè)黑木耳菌株進(jìn)行培養(yǎng),成功獲得1株菌株(紅褐色),將其中的色素進(jìn)行提取,并通過一系列的實(shí)驗(yàn)來研究對色素穩(wěn)定性造成的影響。結(jié)果顯示,這一色素的最大吸收峰為304nm,且不溶于乙醚;光對色素穩(wěn)定性也沒有造成較大影響,具有相對較高的耐高溫性能,抗氧化還原性相對較強(qiáng)。

        一、材料與方法

        1.供試菌株。選取不同地區(qū)的92個(gè)黑木耳菌株。

        2.培養(yǎng)基。(1)PDA固體培養(yǎng)基(g/L):馬鈴薯200,葡萄糖20,瓊脂20,pH自然。(2)PDA液體培養(yǎng)基(g/L):馬鈴薯200,葡萄糖20,pH自然。

        3.產(chǎn)天然色素黑木耳菌株的篩選。將100mL的PDA液體培養(yǎng)基置于容量為250mL的三角瓶當(dāng)中,再將所有菌株分批接種到三角瓶中,在30℃、200r/min的條件下進(jìn)行搖瓶發(fā)酵培養(yǎng),對發(fā)酵液當(dāng)中的顏色變化進(jìn)行記錄與觀察,篩選出能夠產(chǎn)生天然色素的菌株。

        4.提取與純化。(1)提取。將100mL的PDA培養(yǎng)基加入容量為250mL的三角瓶中,再在三角瓶中接入四個(gè)單位菌塊,然后在30℃、200r/min的條件下?lián)u晃培養(yǎng)8日。發(fā)酵液以10000r/min離心15分鐘,將菌體完全去除,取上清液,采用7mol/L的HCL將pH調(diào)整到2.0,搖晃均勻,靜置2小時(shí)。將上述液體以10000r/min離心15分鐘,棄上清液進(jìn)行烘干,所得到的即為色素粗提物。(2)純化。在色素粗提物中加入5mL濃度為7mol/L的HCL,充分搖晃均勻,沸水浴2小時(shí),沉淀采用1mol/L的KOH進(jìn)行溶解,之后采用7mol/L的HCL將pH值調(diào)整到2.0。將上述液體以10000r/min離心15分鐘,沉淀采用0.01mol/L的HCL和蒸餾水依次進(jìn)行洗滌,再以10000r/min離心20分鐘,在冷凍干燥機(jī)中干燥24小時(shí)以后,置于-20℃的條件下進(jìn)行保存。

        5.色素的溶解性。(1)有機(jī)溶劑的溶解性。稱取4份色素提取物樣品,每份5mg,分別加入裝有丙酮、乙醇、乙醚、甲醇的試管中,輕輕搖晃,30分鐘以后對溶解情況進(jìn)行觀察。(2)水溶液的溶解性。稱取3份色素提取物樣品,每份5mg,分別加入裝有蒸餾水、0.1mol/L的HCL、0.1mol/L的KOH溶液的試管當(dāng)中,充分搖晃均勻,30分鐘以后對溶解情況進(jìn)行觀察;然后將試管放置在80℃當(dāng)中水浴20分鐘,對溶解情況進(jìn)行密切觀察。

        二、結(jié)果與分析

        1.產(chǎn)天然色素黑木耳菌株的篩選結(jié)果。在92株黑木耳中,一共篩選出2株可以產(chǎn)生色素的菌株,其發(fā)酵液當(dāng)中的顏色發(fā)生一系列變化。其中2株所形成的色素會讓發(fā)酵液呈現(xiàn)為紅褐色,分別為Aua7以及Aua09;其余菌株的發(fā)酵液隨著營養(yǎng)物質(zhì)被充分吸收與利用,其色澤逐漸變得清透,但顏色沒有任何明顯變化。對比篩選出的2株黑木耳,Aua09所出現(xiàn)的顏色相對較深,其發(fā)酵液的顏色呈紅褐色,色澤光亮,與紅酒的顏色較為相似;所提到的粉末狀色素粗產(chǎn)品的顏色也沒有發(fā)生明顯變化,仍為紅褐色,同時(shí)色素產(chǎn)生相對較快,在4-6天左右。因此,本次實(shí)驗(yàn)主要的研究材料選定為Aua09。

        2.色素的溶解性。此色素易溶于堿性溶液。在酸性條件之下,色素溶解程度隨著pH的降低而不斷減少,當(dāng)pH降至2以下時(shí),色素幾乎完全沉淀。在堿性條件下,隨著pH的不斷升高,其溶液顏色會逐漸變深。色素能夠溶于丙酮、甲醇以及乙醇,但溶解性不明顯;溶解程度最大的是甲醇,其次為乙醇,最后為丙酮,但并不溶于乙醚。

        3.色素的光譜特點(diǎn)。(1)色素的紫外可見吸收光譜。稱取色素5mg,溶解以后加入蒸餾水補(bǔ)足到10mL,采取UV-1800型紫外可見分光光度計(jì)進(jìn)行光譜掃描。參照物為蒸餾水,選取掃描的波長為300-360nm,色素的吸收峰值最高為304nm。(2)色素的紅外吸收光譜。稱取色素2mg,加入200mg的KBr,干燥處理后混合研磨成粉狀,再壓成透明薄片,400-4000cm-1掃描,在3432.68cm-1發(fā)生吸收峰是由于-OH和-NH2的伸展振動(dòng)所致。

        4.色素的穩(wěn)定性。(1)溫度對色素穩(wěn)定性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在同一溫度之下,隨著水浴時(shí)間的進(jìn)一步延長,色素溶液當(dāng)中的吸光度不斷增加;水浴時(shí)間相同,溫度越高,則吸光度就越大。然而在室溫之下放置的色素溶液,在8小時(shí)當(dāng)中的吸光度始終保持不變,這表明色素的熱穩(wěn)定性較好。(2)光對色素穩(wěn)定性的影響。將色素樣品放置在3000Lx的光照強(qiáng)度下分別進(jìn)行照射,結(jié)果顯示,隨著光照時(shí)間的不斷增加,色素溶液的吸光度雖然呈現(xiàn)下降趨勢,但相對較為穩(wěn)定,不過也不宜長時(shí)間在強(qiáng)光之下進(jìn)行照射。(3)pH對色素穩(wěn)定性的影響。隨著pH的進(jìn)一步升高,OD值也呈現(xiàn)明顯升高的趨勢;當(dāng)pH=2時(shí),色素從紅褐色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S棕色,同時(shí)有沉淀析出。這說明酸性越強(qiáng),溶解度越低。

        三、討論

        隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們的生活水平日益提高,對于食品當(dāng)中應(yīng)用的合成色素是否對人體造成危害也提出了質(zhì)疑。另外,根據(jù)相關(guān)報(bào)道表明,絕大部分的合成色素沒有辦法向人類提供所必需的營養(yǎng)物質(zhì),部分合成色素甚至有可能對人體健康造成較大危害。天然色素具有色澤自然、安全以及無毒的優(yōu)勢,所以,對天然食用色素的開發(fā)是未來發(fā)展的趨勢。

        黑木耳是一種營養(yǎng)豐富和藥用價(jià)值相對較高的食用真菌,本實(shí)驗(yàn)利用黑木耳發(fā)酵生產(chǎn)天然色素,并從多個(gè)方面對該色素的穩(wěn)定性進(jìn)行研究。結(jié)果顯示,該色素的熱穩(wěn)定性相對較好,光穩(wěn)定性也較好,然而不宜在強(qiáng)光之下長期暴露,在堿性條件之下色素顏色進(jìn)一步加深,這表明該色素能夠應(yīng)用在熱加工的食品當(dāng)中。另外,黑木耳的原材料容易得到,提取方式簡便,生產(chǎn)周期相對較短,安全且無毒性,值得進(jìn)一步開發(fā)與應(yīng)用。該色素的外觀呈紅褐色,對其化學(xué)結(jié)構(gòu)、藥理作用等也有必要進(jìn)行更加深入的研究。

        作者簡介:羅忠國(1982-),男,工程師;主要研究方向:天然色素的開發(fā)及應(yīng)用、飲料的研發(fā)。

        *通訊作者:李冬梅(1984-),女,工程師;主要研究方向:天然色素的研發(fā)及應(yīng)用。

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