葡萄酒废酵母中谷胱甘肽的乙醇提取法工艺优化

《葡萄酒废酵母中谷胱甘肽的乙醇提取法工艺优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、葡萄酒废酵母中谷胱甘肽的乙醇提取法工艺优化李双石，张虎成，王铂伟，兰蓉，李浡（北京电子科技职业学院生物工程学院，北京１０００２９）摘要：酵母泥是葡萄酒酿造的主要副产物之一，废酵母泥中富含谷胱甘肽等生物活性物质。通过单因素试验和正交试验，对葡萄酒废酵母中的谷胱甘肽进行乙醇提取法工艺优化，确定最佳提取工艺条件为料液比１∶１０.0（m∶V）、乙醇体积分数３５％、浸提时间４５ｍｉｎ和浸提温度５０℃，在此条件下谷胱甘肽的得率可高达２２．１％。.jyqk∶V，下同），于５０℃水浴搅拌９０ｍｉｎ，冷却至室温，离心，取上清

2、，检测ＧＳＨ浓度，计算ＧＳＨ提取率。酵母谷胱甘肽提取率＝ＣＶｎ／ｍ×１００％式中，Ｃ为粗提液中谷胱甘肽浓度，Ｖ为粗提液体积，ｎ为粗提液稀释倍数，ｍ为葡萄酒废酵母干粉质量。２）乙醇体积分数对ＧＳＨ提取率的影响。称取１．００００　ｇ酵母５份，分别加入１０ｍＬ２０％、３０％、４０％、５０％、６０％乙醇溶液，于５０℃水浴搅拌９０ｍｉｎ，冷却至室温，离心，取上清液，检测ＧＳＨ含量，并计算ＧＳＨ提取率。３）浸提时间对ＧＳＨ提取率的影响。称取１．００００ｇ酵母５份，分别添加４０％乙醇溶液１０ｍＬ，于５０℃水浴搅拌３０、５

3、０、７０、９０和１１０ｍｉｎ，冷却至室温，离心后检测上清液中ＧＳＨ含量，计算ＧＳＨ提取率。４）浸提温度对ＧＳＨ提取率的影响。称取１．００００ｇ酵母５份，分别添加４０％乙醇溶液１０ｍＬ，于３０、４０、５０、６０、７０℃下水浴搅拌５ｈ，冷却至室温，离心，检测上清液中ＧＳＨ含量，计算ＧＳＨ提取率。１．２．４正交试验条件优化根据单因素试验结果确定葡萄酒废酵母多糖提取正交试验的因素和水平，如表１所示。采用４因素３水平的正交试验设计，对葡萄酒废酵母多糖提取工艺进行优化。２结果与分析２．１ＧＳＨ含量标准曲线的制作采用ＤＴ

4、ＮＢ法测定浸提液中ＧＳＨ含量，得到ＧＳＨ浓度Ｃ与吸光度Ａ的回归方程为Ａ＝０．００３５Ｃ－０．００４１（Ｒ２＝０．９９６５），标准曲线如图１所示。２．２单因素试验结果２．２．１料液比对葡萄酒废酵母ＧＳＨ提取率的影响由图２可知，随着料液比的增加，葡萄酒废酵母ＧＳＨ浸提液中谷胱甘肽含量先缓慢增加，当料液比为１∶１０时谷胱甘肽提取率达到最大值，随后又略有降低。这主要是由于当乙醇溶液用量不足时，酵母细胞壁没有充分破碎，导致ＧＳＨ抽提不完全；但过量的乙醇溶液又容易造成ＧＳＨ氧化，导致ＧＳＨ提取率下降。因而，料液比初步确

5、定采用１∶１０。２．２．２乙醇体积分数对葡萄酒废酵母ＧＳＨ提取率的影响乙醇能增强酵母细胞膜类脂的流动性，可提高细胞的通透性，促进胞内物质释放。由图３可知，当乙醇体积分数小于３０％时，葡萄酒废酵母ＧＳＨ提取率随乙醇体积分数增加明显升高。但当乙醇体积分数大于３０％时，ＧＳＨ提取率随乙醇体积分数增加略有下降，这是由于ＧＳＨ是一种易溶于水和稀醇，微溶于醇的活性肽［７］，乙醇的体积分数较大时反而不利于ＧＳＨ的提取。因此乙醇体积分数初步确定为３０％。２．２．３浸提时间对葡萄酒废酵母ＧＳＨ提取率的影响由图４可知，浸提时间

6、在５０ｍｉｎ时，葡萄酒废酵母ＧＳＨ提取率最大；超过５０ｍｉｎ后，葡萄酒废酵母ＧＳＨ提取率呈缓慢的下降趋势，这可能是由于ＧＳＨ在空气中受到氧化不稳定，从而导致含量下降。因此，可初步确定谷胱甘肽浸提时间为５０ｍｉｎ。２．２．４浸提温度对葡萄酒废酵母ＧＳＨ提取率的影响由图５可知，随着浸提温度的升高，葡萄酒废酵母ＧＳＨ提取率呈先升后降的趋势，在５０℃时达到最大值。这是由于浸提温度对ＧＳＨ稳定性有较大影响，ＧＳＨ的氧化速度与温度呈负相关［７］，高温可破坏ＧＳＨ的活性；但浸提温度如果过低，也将阻碍乙醇与酵母细胞壁和细胞

7、膜的相互作用，不利于ＧＳＨ溶出。因此，初步确定５０℃为葡萄酒废酵母ＧＳＨ的浸提温度。２．３正交试验优化结果在单因素试验结果的基础上，采用正交试验设计对葡萄酒废酵母多糖提取工艺条件进行优化，试验结果如表２所示。由表２可知，用乙醇提取法制备葡萄酒废酵母中谷胱甘肽的最佳工艺条件为料液比１∶１０.0、乙醇体积分数３５％、浸提时间４５ｍｉｎ、浸提温度５０℃，此条件下谷胱甘肽的提取率为２２．１％。从表２的极差分析可知，各因素对谷胱甘肽提取的影响程度依次为Ｃ、Ａ、Ｄ、Ｂ，即浸提时间对谷胱甘肽提取率的影响最大，其次为浸提温

8、度和料液比，而乙醇体积分数的影响最小。３结论葡萄酒废酵母中含有丰富的活性物质，谷胱甘肽为其中的一种活性多肽。本试验通过单因素和正交试验对葡萄酒废酵母谷胱甘肽的提取工艺进行优化，确定最佳提取工艺条件为料液比１∶１０.0、乙醇体积分数３５％、浸提时间４５ｍｉｎ、浸提温度５０℃，在此条件下谷胱甘肽的提取率可达２２．１％。邵伟等［3］、凌秀梅等［5］从啤酒废酵母中提取ＧＳＨ，ＧＳＨ提取率较高，分别为２３．３７％和２９％以