Page 141 - 《精细化工》2022年第10期

第 10 期 张秀娟，等: 超声波辅助酶法提取蓝莓果渣花色苷的工艺优化及降解动力学 ·2075·

2.5.2 不同储存温度对蓝莓花色苷的影响及动力学 要因素，低温更有利于花色苷的保存 [29] 。由表 4 中
2
分析 R 可知，花色苷在不同储存温度下的零级动力学降
2
不同储存温度下花色苷保留率变化见图 4。由 解模型拟合度最好（R ≥0.95），但通过计算半衰期
图 4 可知，花色苷的保留率随放置时间的延长逐渐 以及与图 4 中花色苷降解趋势吻合程度判断可知，
降低。 蓝莓花色苷在不同储存温度下降解反应更符合一级
动力学反应特征。

2.5.3 热处理对蓝莓花色苷的影响及动力学与热力
学参数分析
不同加热温度下花色苷保留率随时间的变化见
图 5。由图 5 可知，花色苷的保留率随加热时间和
加热温度的增加不断降低，5 h 后，蓝莓花色苷分别
在 40~80 ℃损失了 3.81%、5.25%、7.62%、16.34%、
34.72%。花色苷的热稳定性与其自身结构高度相关，
在溶液中花色苷以稳定的二苯基苯并吡喃阳离子的
形式存在，当花色苷结构发生降解时，质子迅速流
失，发生一系列失电子和开环反应且均伴随熵的增
图 4 不同温度下放置花色苷 7.5 d 保留率的变化
Fig. 4 Changes of retention rate of anthocyanins after 大。因此，当温度升高时，平衡会向着无色的查尔
storing for 7.5 d at different temperatures 酮和甲醇假碱的形式转化，其中醌式碱和甲醇假碱
在低温和酸化时可逆转为红色的稳定黄烊盐阳离子
其中，在 4 ℃条件下保存 7.5 d 后的花色苷损 形式，但查尔酮很难再转化 [12] 。因此，高温会破坏
失量仅为 5.5%。说明温度是影响花色苷稳定性的重 花色苷的结构，加速其降解。

表 4 花色苷溶液在不同光照条件及储存温度下的动力学参数
Table 4 Kinetic parameters of anthocyanin degradation at different light conditions and temperatures
零级 一级 二级
t 1/2/d
2
k 0/min –1 R 2 k 1/min –1 R 2 k 2/min –1 R
室温避光 2×10 –6 0.9772 1.5×10 –5 0.9750 4×10 –5 0.9727 32.0901
室内日光灯 3×10 –6 0.9309 1.7×10 –5 0.9298 5×10 –5 0.9290 28.3148
紫外光 365 nm 9×10 –6 0.9716 4×10 –5 0.9758 2×10 –4 0.9758 12.0338
4 ℃ 1×10 –6 0.9500 5×10 –6 0.9470 2×10 –5 0. 9439 96.2704

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应符合零级动力学反应特征（R >0.9）。温度越高，
花色苷降解速率 k 0 增长越快，同时伴随着半衰期 t 1/2
的降低，温度系数 Q 10 的增大（表示温度每升高 10 ℃
花色苷降解速率增加的倍数）。反应活化能 E a 为
53.2960 kJ/mol，符合花色苷降解活化能区间（35~
[30]
125 kJ/mol） ，且该值的大小决定了花色苷发生降
解所需要的能量高低，该值越大，说明花色苷热稳
定性越好。WU 等 [31] 在声光分解混合处理下，矢车
菊素-3-葡萄糖苷（C3G）的降解动力学为零级，而

光解作用下，C3G 的降解动力学为一级，说明花色
图 5 不同温度下加热 5 h 花色苷保留率的变化 苷在不同的处理方式下会呈现不同的降解动力学类
Fig. 5 Changes of retention rate of anthocyanins after
heating for 5 h at different temperatures 型。此外，花色苷溶液中其他化合物的存在可能会
通过分子间和分子内的协同色素沉着作用影响其在
40~80 ℃加热条件下花色苷降解动力学参数见 pH、热和光中的稳定性。SUI 等 [32] 通过热处理已去
表 5。由表 5 可知，随着温度的升高，k 0 、k 1 、k 2 值 除糖、酚酸等物质的花色苷发现，其降解速率的加
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不断增大，蓝莓花色苷的降解速度加快，再由 R 判 快可能是由于花色苷纯度的提高和溶液中共色素作
断反应级数可知，在各温度下蓝莓花色苷的降解反 用 [33] 的降低所致。BI 等 [33] 在桑椹花色苷降解动力学