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 趙興秀，何義國，趙長青*，張靜，鄒偉，方春玉

 四川理工學(xué)院（自貢643000）

摘要采用熱水浸提法提取白酒丟糟中的低聚木糖，利用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定了最優(yōu)提取工藝條件為：溫度-100 0C、料液比1：20 (g/m L)、提取時間120 min;乙醇萃取試驗(yàn)表明95%乙醇效果最好，提取率達(dá)91.57%；質(zhì)譜結(jié)果表明低聚木糖中主要含木五糖、木七糖和木三糖。

關(guān)鍵詞  白酒丟糟；低聚木糖；正交試驗(yàn)：質(zhì)譜

  低聚木糖是由2～7個木糖分子以聲-1，4糖苷鍵連接而成的聚合物的總稱，甜度比蔗糖和葡萄糖均低，與麥芽糖差不多，約為蔗糖的40%。低聚木糖對pH及熱的穩(wěn)定性較好，即使在酸性條件( pH 2.5)下加熱也基本不分解，在腸道內(nèi)殘存率高，是“性能最穩(wěn)定、增殖雙歧桿菌效價比最高”的益菌因子，被稱為“超強(qiáng)雙歧因子”。因此，低聚木糖作為功能性食

品添加劑廣泛應(yīng)用在食品工業(yè)中，不僅在國外備受青睞，也是國內(nèi)近年來的研究熱點(diǎn)之一。當(dāng)前，低聚木糖主要從玉米芯、花生殼、甘蔗渣和稻殼等纖維性原料中提取，主要方法是采用微波和高壓消解等削弱木聚糖與其他成分的結(jié)合力，然后經(jīng)水解后制得。我國是一個釀酒大國，每年因生產(chǎn)白酒而產(chǎn)生的丟糟就達(dá)到數(shù)千萬t，這些丟糟中含有大量的低聚木糖，可目前我國的丟糟基本都是作為燃料或低營養(yǎng)的飼料使用，未能充分發(fā)揮其功能價值。

 試驗(yàn)以白酒丟糟為原料，通過單因素及正交試驗(yàn)研究白酒丟糟中功能性低聚木糖的提取工藝，并通過質(zhì)譜檢測，得出所提取低聚木糖為木五糖、木七糖和木三糖，為白酒丟糟的價值再利用提供了新的方法和依據(jù)。

1試驗(yàn)材料

1.1材料

 白酒丟糟取自瀘州老窖酒廠。

1.2試劑

 DNS試劑：酒石酸鉀鈉91 g溶于250 m L蒸餾水中，于40 0C水浴，再依勵Ⅱ3,5-二石肖基水楊酸0.15 g、Na OH 10.5 g、苯酚2.5 g，攪拌至溶，冷卻后轉(zhuǎn)入500m L容量瓶中，用蒸餾水定容。

  Sevage試劑：氯仿與正丁醇按5:1比例混合，于干燥暗處放置，待用。

 中性醋酸鉛溶液（澄清劑）：取50 g中性醋酸鉛于100 ℃沸水浴中，緩慢加入250 m L去離子水，攪拌2h，靜置，吸取飽和上清液放置備用。

2試驗(yàn)方法

2.1提取流程

2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

 配制1mg/m L的D-木糖標(biāo)準(zhǔn)液，再用標(biāo)準(zhǔn)液配制成0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8和0.9 mg/m L的D-木糖梯度液，向各梯度液中加入2.0m L DNS試劑，搖勻，全部置于100℃沸水浴中保持5 min，測各內(nèi)標(biāo)液OD520值，每組設(shè)3個重復(fù)，利用Excel繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.3粗品中糖含量的測定

 將干燥的低聚木糖粗品均配制成0.7 mg/m L的溶液，測樣品液的OD520值，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線得出樣品中低聚木糖的含量。

2.4各單因素對低聚木糖提取率的影響

  分別設(shè)定不同的浸提時間、提取溫度、料液比、乙醇體積分?jǐn)?shù)和pH，測定不同提取條件下低聚木糖含量。其中提取時間設(shè)為30，60，90，120，150，180和210 nun，提取溫度設(shè)為60℃，70℃，80℃，90℃和100℃，料液比設(shè)為1：5，1：10，1：15，1：20和1：25( g/m L)，乙醇體積分?jǐn)?shù)設(shè)為55%，65%，75%, 85%, 95%和100%, pH為3,4,5,6,7,8,9，10和11。

2.5正交試驗(yàn)測定不同條件對低聚木糖提取率的影響

  根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，選取其中時間、溫度和料液比3個因素進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，測定不同正交水平對低聚木糖提取率的影響。

2.6驗(yàn)正正交試驗(yàn)

  按照正交試驗(yàn)的最佳條件，測定低聚木糖的提取率。

2.7質(zhì)譜檢測

  對處理后的低聚木糖提取液進(jìn)行液質(zhì)聯(lián)用檢測，分析低聚木糖的種類。

2.7.1  HPLC條件

 色譜柱：LBondapack NH2，孔徑：12.5 nm，粒度：10ILm．3.9 mm i.d.×300 mm；柱溫：30℃；流動相：乙腈-水（70：30，體積比）溶液；流速：1 m L/min；進(jìn)樣量：10μL。

2.7.2質(zhì)譜條件

 電噴霧電離( ESI)；正離子模式[M +Na]+；毛細(xì)管電壓：3.5 kV；脫溶溫度：280℃；源溫：120℃；離子能量：0.5 e V；倍增器電壓：650 V；第一錐孔電壓：45 V；第二錐孔電壓：5V；氮?dú)饬髁浚?.6L/h。

3結(jié)果與討論

3.1  D-木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

  按DNS法測得D-木糖標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1�；貧w方程為：Y=0.996 2X-0.003 1，R2=0.999 6，其中X為D-木糖質(zhì)量濃度( mg/m L)，y為OD520值。

3.2提取時間對低聚木糖提取率的影響

 在初始料液比1：15( g/m L)，溫度80℃，自然pH條件下，研究了不同提取時間對低聚木糖提取率的影響，結(jié)果如圖2所示。

 由圖2可知，120 min以前提取率隨時間的延長而不斷提高，但120 min之后，提取率隨時間的增加而趨于平緩。主要因?yàn)樘崛￠_始時，低聚木糖不斷溶出，隨著時間的增加，丟糟中低聚木糖含量減少，導(dǎo)致低聚木糖溶出速度減慢，使得提取率變緩。

3.3提取溫度對低聚木糖提取率的影響

 在初始料液比1：15( g/m L)，自然pH，提取時間120 min條件下，研究了不同提取溫度對提取率的影響。結(jié)果如圖3所示。

 從圖3可以看出，提取率隨溫度的升高而逐漸增加，可能溫度越高浸提液分子運(yùn)動越快而且提取液的黏度也隨溫度的升高而減小，在90℃時提取率達(dá)7.01%，超過90℃提取率隨溫度升高的變化趨于平緩。

3.4料液比對低聚木糖提取率的影響

 在溫度90℃，自然pH和提取時間120 min條件下，研究了料液比對低聚木糖提取率的影響。結(jié)果如圖4。

 從圖4可知，提取率隨料液比的增加而增大，當(dāng)料液比等于或大于1：25( g/m L)時，提取率增加趨于平緩，因此料液比選取1: 25（g/m L）。

3.5 pH對低聚木糖提取率的影響

 在提取溫度90℃，提取時間120 min，料液比1：25( g/m L)條件下，研究了不同pH水溶劑對提取率的影響。結(jié)果如圖5。

 由圖5可知，提取率隨水溶劑pH的變化呈現(xiàn)鐘罩型曲線，pH在7時，提取率最大，達(dá)到6.84%，當(dāng)pH大于7時，提取率隨pH的增加而減少，并且提取液的顏色隨pH升高而加深。

3.6乙醇體積分?jǐn)?shù)對低聚木糖提取率的影響

 通過加入等體積不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇，探究了不同體積分?jǐn)?shù)乙醇對低聚木糖提取率的影響，結(jié)果如圖6。

  從圖6可知，低聚木糖的提取率隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加而增加，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)超過95%時低聚木糖提取率增加趨于平緩，故乙醇體積分?jǐn)?shù)選擇95%。而且試驗(yàn)中沒現(xiàn)乙醇體積分?jǐn)?shù)太低時不利于從濃縮液中萃取低聚木糖。

3.7正交試驗(yàn)測定不同條件對低聚木糖提取率的影響

  根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，將乙醇體積分?jǐn)?shù)設(shè)定為95%，pH 7，研究了浸提肘間、溫度和料液比三因素在正交水平L9(34)對木聚糖提取率的影響，結(jié)果見表1。

 根據(jù)極差大小，從表1可以看出這3個因素對低聚木糖提取影響的主次因素為：B>C>A；并且A，B，C各因素指標(biāo)的R j值均大于空列的Re值( 1.484，1.037和0.539均大于0.290)，說明A，B，C各因素水平效應(yīng)的差異是存在的。并得出最優(yōu)提取方案為：B3C3A2，即溫度100℃，料液比1：25( g/m L)，時間150 min。

3.8驗(yàn)證正交試驗(yàn)結(jié)果

 由試驗(yàn)得出的最優(yōu)提取組合并沒有在正交試驗(yàn)組合中出現(xiàn)，故進(jìn)行的驗(yàn)證試驗(yàn)，將試驗(yàn)條件設(shè)為浸提時間150 min，提取溫度100℃，料液比為1: 25( g/m L)，pH 7，乙醇體積分?jǐn)?shù)為95%，通過三次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在正交組合條件下產(chǎn)品的平均提取率高達(dá)8.74%，高于正交試驗(yàn)的最大值8.305%，表明正交試驗(yàn)理論分析得出的最佳水平組合是真正的最優(yōu)組合。

3.9質(zhì)譜檢測結(jié)果

 將通過最佳條件提取得到的最終樣品進(jìn)行了質(zhì)譜檢測，結(jié)果如圖7。

經(jīng)過對比和數(shù)據(jù)分析，圖中1、2、3和4號峰依次是木三糖、木五糖、木五糖和木七糖。表明試驗(yàn)提取的低聚木糖主要是木五糖、木三糖和木七糖。

4結(jié)論

  從酒糟中提取低聚木糖的最佳工藝條件為：提取溫度溫度100℃，料液比1：20( g/m L)，提取時間120 min，在此工藝參數(shù)下，酒糟中低聚木糖提取率達(dá)到了8.74%；醇析試驗(yàn)表明95%乙醇效果最好，提取率達(dá)91.57%；質(zhì)譜檢測結(jié)果表明低聚木糖中主要含木五糖、木七糖和木三糖。