清香型酒糟多酚提取工藝的研究*

朱俊玲 柳青山 （山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，山西功能食品研究院，山西太谷03080）（山西農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所，山西榆次030600）

酒糟是酒醅經(jīng)過發(fā)酵、蒸餾出白酒后剩下的混合渣料，作為一種二級(jí)資源還有更多的利用價(jià)值。我國白酒年產(chǎn)量500萬噸左右，白酒酒糟有2 000萬噸之巨，使得酒糟的再次利用成為亟待解決的問題。合理利用酒糟這一副產(chǎn)物將會(huì)促進(jìn)白酒企業(yè)更健康、更綠色、可持續(xù)的發(fā)展。目前對(duì)酒糟的利用主要停留在飼料方面，為了使酒糟資源得到更好的利用，對(duì)其進(jìn)一步精深加工已迫在眉睫。酒糟的特點(diǎn)是水分高、含酸高，這極易導(dǎo)致其腐爛變質(zhì)，滋生微生物。酒糟中有較高的多酚類物質(zhì)，多酚類物質(zhì)具有抗氧化、強(qiáng)化血管壁與增加身體抵抗力的作用，具有較高的醫(yī)學(xué)價(jià)值。此前，對(duì)酒糟中多酚的研究并不多見，因此開展這方面的研究對(duì)于合理開發(fā)利用酒糟這一資源具有重要的意義。

1 試劑和設(shè)備

1.1 原料

新鮮酒糟，取自于汾酒集團(tuán)公司，在日光下曬至恒重，去除里邊的雜質(zhì)，并用粉碎機(jī)將其粉碎為酒糟粉末，裝入干燥器中室溫保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 試劑

碳酸鈉、沒食子酸、福林酚試劑、無水乙醇，均為分析純；蒸餾水。

1.3 主要儀器和設(shè)備

V-1200型可見分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)公司；HHS型電熱恒溫水浴鍋，上海博訊實(shí)業(yè)公司；LD5-2A離心機(jī)，北京雷勃爾公司；BS224S型電子天平，德國賽多利斯集團(tuán)。

2 試驗(yàn)方法

2.1 樣品提取液的制備

2.1.1 樣品的提取

精確稱取0.2 g干燥的酒糟粉末，在單因素試驗(yàn)條件下粗提，再用離心機(jī)離心分離，吸取上清液備用。

2.1.2 提取工藝設(shè)計(jì)

2.1.2.1 乙醇體積濃度對(duì)多酚得率的影響

配制體積濃度40%、50%、60%、70%、80%、90%的乙醇溶液作為提取溶劑。稱取0.2 g酒糟粉于20mL試管中，加3mL（料液比1 g∶15mL） 上述提取溶劑，在50℃恒溫水浴鍋中避光保溫2 h，每隔0.5 h充分震搖1次，冷卻后取上清液。

2.1.2.2 料液比對(duì)多酚得率的影響

稱取0.2 g酒糟粉末于20mL試管中，分別加入體積濃度50%的乙醇溶液2 mL、3 mL、4 mL、5 mL、6mL、7mL，在50℃恒溫水鍋中避光保溫2 h，每隔0.5 h充分震搖1次，冷卻后取上清液。

2.1.2.3 提取溫度對(duì)多酚得率的影響

分別稱取0.2 g酒糟粉末于20mL試管中，各加入體積濃度50%的乙醇溶液5 mL分別放在30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的恒溫水浴鍋中避光保溫2 h，每隔0.5 h充分震搖1次，冷卻后取上清液。

2.1.2.4 提取時(shí)間對(duì)多酚得率的作用

分別稱取0.2 g酒糟粉末于20mL試管中，各加入體積濃度50%乙醇溶液5mL放在60℃的恒溫水浴鍋中，分別避光保溫0.5 h、1 h、1.5 h、2 h、2.5 h，每隔0.5 h充分震搖1次，冷卻后取上清液。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

本試驗(yàn)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)曲線是參照卜彥花等對(duì)冬棗中多酚含量的研究中的標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。

2.3 Folin Ciocalteu試劑法測定多酚得率

準(zhǔn)確吸取1mL多酚粗提液于10mL的比色管中，水定容至5mL刻度線處。然后精確吸取0.3mL稀釋后的提取液到試管中，加3mL的0.1moL/L福林酚溶液混勻，5min后加3mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%的Na2CO3溶液，放于75℃定溫水浴鍋中保溫10min，流水迅速冷卻，離心機(jī)離心（5 000 r/min，4℃，5min）。在725 nm的波長下測吸光度，重復(fù)3組。

2.4 多酚得率的計(jì)算

在得到各個(gè)試驗(yàn)組的吸光值后，參照標(biāo)準(zhǔn)曲線可以得出對(duì)應(yīng)的多酚得率，其公式為：

3 結(jié)果與分析

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示。

圖1 沒食子酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線

得到標(biāo)準(zhǔn)曲線y=0.004 8x+0.022 6，相關(guān)系數(shù)r=0.996 4，r2=0.992 9，其中，x為沒食子酸溶液的質(zhì)量濃度，y為吸光值。

3.2 單因素試驗(yàn)

3.2.1 不同因素對(duì)酒糟多酚得率的影響

對(duì)乙醇體積濃度、料液比、提取溫度和提取時(shí)間分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)，結(jié)果見下頁圖2～圖5。

圖2表明，隨著乙醇溶液體積濃度的升高，酒糟多酚得率先緩慢上升后到達(dá)最高點(diǎn)后又逐步下降。最終確定最適乙醇體積濃度為50%。圖3表明，酒糟中多酚的得率隨著料液比的增大顯示出先升高到一定值后趨于穩(wěn)定的走向，并且在料液比為1 g∶25mL之后隨著料液比的加大，多酚得率增幅不大，因此試驗(yàn)最適的料液比為1 g∶25mL。圖4表明，酒糟中多酚得率隨著提取溫度升高呈現(xiàn)出先加大后減小的走向，并且多酚得率在60℃時(shí)取得最大值，故提取溫度選定為60℃。圖5表明，多酚得率隨著提取時(shí)間的延長呈現(xiàn)出先增加后穩(wěn)定的趨勢，并且在提取1 h后多酚得率增幅不大，因此選擇1 h為最適提取時(shí)間。

圖2 乙醇體積濃度對(duì)多酚得率的影響

圖3 料液比對(duì)多酚得率的影響

圖4 提取溫度對(duì)多酚得率的影響

圖5 提取時(shí)間對(duì)多酚得率的影響

3.3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析

3.3.1 響應(yīng)面試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

用響應(yīng)面分析進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以提取溫度、提取時(shí)間、液料比、乙醇體積濃度為自變量，酒糟粉末中多酚得率為響應(yīng)值，進(jìn)行響應(yīng)面分析。因素水平見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平

3.3.2 響應(yīng)面結(jié)果

響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

3.3.3 響應(yīng)面模型的建立與顯著性檢驗(yàn)

對(duì)于響應(yīng)面模型的試驗(yàn)，單個(gè)因素作用及他們之間的交互作用下的方差分析結(jié)果見表3。經(jīng)擬合后，得到4個(gè)因素與酒糟粉末多酚提取得率Y之間的回歸方程為：

該回歸模型為極顯著（P＜0.01）。失擬項(xiàng)在α＝0.05水平上為不顯著，說明該擬合方程效果較好。其中乙醇體積濃度、提取溫度和料液比的交互作用呈極顯著（P＜0.01）；提取溫度、提取溫度和乙醇體積濃度的交互作用、乙醇體積濃度和料液比的交互作用呈顯著 （P＜0.05）。

從單因素水平觀察，可以得出其對(duì)酒糟粉末多酚提取得率的影響強(qiáng)度大小為：D＞A＞C＞B。在有交互作用存在下，對(duì)酒糟粉末多酚提取得率的影響順序?yàn)椋篈C＞AD＞CD＞BD＞AB＞BC。響應(yīng)面試驗(yàn)方差分析見表3。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)方差分析

3.3.4 響應(yīng)面交互作用分析

等高線圖能映出兩個(gè)量的交互作用是否顯著，等高線趨于正圓表明兩因素的交互作用不顯著；而橢圓形越扁越顯著。則表明兩相互影響的因素交互作用顯著，提取溫度和料液比的交互作用結(jié)果見下頁圖6，提取溫度和乙醇體積濃度的交互作用結(jié)果見下頁圖7，料液比和乙醇體積濃度的交互作用結(jié)果見下頁圖8。

由圖6到圖8可知，提取溫度和料液比的交互作用、提取溫度和乙醇體積濃度的交互作用、料液比和乙醇體積濃度的交互作用對(duì)酒糟粉多酚得率的影響顯著。當(dāng)提取溫度不變時(shí)，隨著料液比的加大，酒糟粉多酚得率相應(yīng)增加，增到高點(diǎn)后出現(xiàn)緩慢下降。當(dāng)提取溫度不變時(shí)，隨著乙醇體積濃度的提高，酒糟粉多酚得率相應(yīng)增加，增到高點(diǎn)開始緩慢下降。當(dāng)料液比不變時(shí)，乙醇體積濃度增加，酒糟粉多酚得率也隨之增加，增到最高點(diǎn)開始緩慢下降。

3.3.5 響應(yīng)面分析優(yōu)化提取方案

通過對(duì)響應(yīng)面分析軟件的操作，進(jìn)一步確定酒糟中多酚得率的最佳方案為：A（提取溫度），60.13℃；B（提取時(shí)間），67.05min；C（料液比），1∶24.84；D（乙醇體積濃度），52.08%。在此條件下得出酒糟中多酚提取得率的最佳方案預(yù)測值為17.50%。

3.3.6 優(yōu)化提取方案的驗(yàn)證試驗(yàn)

為了檢驗(yàn)條件優(yōu)化后提取方案的可行度。按上述最適提取條件對(duì)酒糟粉末進(jìn)行提取。考慮到實(shí)際情況，將提取條件校正為：A（提取溫度）60℃、B（提取時(shí)間） 67min、C（料液比） 1∶25、D（乙醇體積濃度）52%。在按此條件進(jìn)行五次平行試驗(yàn)，結(jié)果見表4。

表4 驗(yàn)證試驗(yàn)

驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)提取溫度是60℃、提取時(shí)間是67min、料液比是1g∶25mL，乙醇體積濃度是52%時(shí)，驗(yàn)證試驗(yàn)所測的5組真實(shí)值的平均值為17.27%，與響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)模型的預(yù)測值17.50%相差0.23%，誤差為1.31%，數(shù)據(jù)重現(xiàn)性良好。

圖6 提取溫度和液料比的交互作用

圖7 提取溫度和乙醇體積濃度的交互作用

圖8 液料比和乙醇體積濃度的交互作用

4 結(jié)論

單因素對(duì)酒糟粉多酚得率的影響順序?yàn)椋阂掖俭w積濃度＞提取溫度＞料液比＞提取時(shí)間。其中乙醇體積濃度、提取溫度與液料比的交互作用對(duì)多酚得率的影響極顯著，提取溫度、提取溫度與乙醇體積濃度的交互作用、液料比與乙醇體積濃度的交互作用對(duì)多酚得率的影響顯著。根據(jù)響應(yīng)方程理論預(yù)測的方案，綜合考慮實(shí)際，最佳提取條件為：提取溫度60℃、提取時(shí)間67min、料液比1 g∶25mL、乙醇體積濃度52%，在此條件下酒糟粉多酚得率為17.27%。經(jīng)過驗(yàn)證試驗(yàn)，表明該響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案重現(xiàn)性較好，得到的多酚提取條件可以為實(shí)際應(yīng)用提供參考。