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糖蜜酒精廢液色素中酚類(lèi)提取及其抗氧化活性研究

采用乙醇法提取糖蜜酒精廢液色素中的酚類(lèi)，并研究了其抗氧化活性。探討了乙醇濃度、固液比、溫度、時(shí)間對(duì)提取效果的影響，得到最佳工藝條件為乙醇濃度95%、固液比1：1.5、浸提溫度50℃、提取時(shí)間1h。該酚類(lèi)對(duì)DPPH·自由基的抑制率略低于Vc，強(qiáng)于原廢液色素。
關(guān)鍵詞：酒精廢液色素；酚類(lèi)；提�。豢寡趸钚�

　　甘蔗糖蜜酒精廢液是一種高濃度有機(jī)廢水，它含有較多的色素，這種色素顏色深、難于降解，是造成廢液中COD、BOD 含量高的主要原因。然而糖蜜酒精廢液色素是一種天然色素，是甘蔗生長(zhǎng)和制糖加工過(guò)程中逐步產(chǎn)生的一種混合色素，主要包括酚類(lèi)色素、焦糖色素和美拉德色素等。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)酒精廢液色素的研究主要集中在降解或者分離上，以降低對(duì)環(huán)境的污染，而對(duì)其中具有抗氧化活性等功效的酚類(lèi)物質(zhì)研究較少。本文初步探討了酒精廢液色素中酚類(lèi)的提取工藝及其抗氧化活性，以期為酒精廢液色素的開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。

　　1 材料與方法
　　1.1 材料與儀器
　　酒精廢液經(jīng)預(yù)處理后得到色素濃漿，然后干燥制成粉末狀樣品。無(wú)水乙醇、DPPH•(Sigma 公司)、鎢酸鈉、磷鉬酸、磷酸、無(wú)水碳酸鈉、沒(méi)食子酸、Vc 等：分析純。UV-1601 紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)：日本島津公司；TDL-80-2B 臺(tái)式離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮儀器設(shè)備廠；精密分析天平：上海第二天平儀器廠；真空冷凍干燥系統(tǒng)：鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)方法
　　1.2.1 酚類(lèi)的提取稱取
　　1 g 色素粉末，加入乙醇，在一定的溫度下浸提，并不斷進(jìn)行攪拌。離心分離，取上清液，過(guò)濾，減壓蒸餾回收乙醇，將濃縮物冷凍干燥即得到酚類(lèi)物。影響酚類(lèi)物浸提效果的主要因素有：乙醇濃度、料液比、浸提溫度、浸提時(shí)間、浸提次數(shù)等，分別做單因素實(shí)驗(yàn)，確定每個(gè)因素對(duì)浸提效果的影響。以乙醇濃度、料液比、浸提溫度、浸提時(shí)間為因素，選擇L9(34)正交表進(jìn)行4 因素3 水平實(shí)驗(yàn)，確定最佳浸提條件。

　　1.2.2 樣品酚類(lèi)物質(zhì)含量的測(cè)定
Folin-Denis 比色法稍作改進(jìn)。（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作：分別吸取0.2mg/mL 沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 mL 于100 mL 容量瓶中，加入3 mLFolin-Denis 試劑，搖勻，放置3 min 后加入3 mL飽和Na2CO3，搖勻，在室溫下放置反應(yīng)1 h 后，用蒸餾水定容至刻度，在760 nm 處測(cè)定吸光度，得到溶液的吸光度Y 與沒(méi)食子酸含量X(mg/L)間的回歸方程：Y=0.0449X+0.0043(R2=0.9992)。(2)樣品中酚類(lèi)物質(zhì)的測(cè)定吸取1 mL 被測(cè)樣品稀釋液于100 mL 容量瓶中，按標(biāo)準(zhǔn)曲線制作中的操作方法測(cè)定樣品稀釋液的吸光度，利用回歸方程計(jì)算樣品稀釋液的酚類(lèi)物質(zhì)含量，按下式計(jì)算酚類(lèi)物質(zhì)的提取率：　　
酚類(lèi)物質(zhì)的提取率(%)=（C_提×V_提））/（C_原×V_原））×100

式中：C _提為提取物中酚類(lèi)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)， mg/mL；
V _提為提取物的稀釋體積，mL；
C _原為原料中酚類(lèi)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/mL；
V _原為原料的稀釋體積，mL。

　　1.2.3 樣品抗氧化活性的檢測(cè)
DPPH•法[3-5] ：用乙醇配制2×10-4 mol/L 的DPPH•標(biāo)準(zhǔn)溶液，避光保存?zhèn)溆谩７謩e取2 mL 試樣于試管中，加入2 mL所配制的DPPH•標(biāo)準(zhǔn)溶液，混合均勻，30 min 后倒入光徑為1 cm 的比色皿中，在517 nm 處測(cè)定其吸光度值，同時(shí)測(cè)定樣品空白以及不加樣品的空白樣的吸光度。按下式計(jì)算其對(duì)DPPH•的抑制率：
　　抑制率(%)=(1-(Ai-Aj)/Ao)×100
　　式中：Ai 為2 mL DPPH•溶液+2 mL 樣品液的吸光度；
　　Aj 為2 mL 樣品液+2 mL 乙醇的吸光度；
　　Ao 為2 mL DPPH•溶液+2 mL 蒸餾水的吸光度。

　　2 結(jié)果與討論
　　2.1 乙醇濃度對(duì)浸提效果的影響
酚類(lèi)色素及焦糖色素和美拉德色素都可以溶解在較低濃度的乙醇中，故低濃度的乙醇達(dá)不到提取分離酚類(lèi)的目的。本實(shí)驗(yàn)選擇乙醇濃度大于60%。稱取1 g 樣品，按固液比1∶10，分別用60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%的乙醇溶液室溫浸提1.5 h，觀察乙醇濃度對(duì)提取率的影響

　　由圖1 可知，隨著乙醇濃度的增加，提取液中酚類(lèi)的含量逐漸增多，故采用85%~100%的乙醇濃度為宜。

　　2.2 料液比對(duì)浸提效果的影響
稱取1 g 樣品，用95%乙醇，分別以1∶5、1∶10、1∶20、1∶30、1∶40(g∶mL)的料液比室溫浸提1.5 h，選擇最佳固液比。

　　由表1 可知，當(dāng)固液比由1∶5 增加到1∶15 時(shí)，總酚的提取率由16.20%增加到47.56%；隨后繼續(xù)增加固液比，總酚的提取率增加幅度較小。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，選擇1∶15～1∶20 的固液比較佳。
　　2.3 溫度對(duì)浸提效果的影響
稱取1 g 樣品，按料液比為1∶15，在溫度25、30、35、40、45、50、60 ℃條件下用95%乙醇浸提1.5 h，結(jié)果見(jiàn)圖2。

　　結(jié)果表明，隨著浸提溫度的增加，酚類(lèi)的提取率逐漸增大；當(dāng)溫度超過(guò)60 ℃時(shí)乙醇揮發(fā)較快，不利于浸提，且能耗較大。因此，本實(shí)驗(yàn)選擇浸提溫度為40～60 ℃之間。

　　2.4 時(shí)間對(duì)浸提效果的影響
　　稱取1 g 樣品，按料液比為1∶15，在溫度為40 ℃條件下，用95%乙醇進(jìn)行浸提，浸提時(shí)間分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 h。

　　由圖3 分析可知，隨著浸提時(shí)間的延長(zhǎng)，在0.5~1.5 h 內(nèi)提取率增加迅速；浸提時(shí)間超過(guò)1.5 h后提取率略有降低，所以選取1.5 h 為宜。
2.5 浸提次數(shù)的影響
稱取1 g 樣品，按料液比1∶15，用95%乙醇在40 ℃條件下浸提1.5 h，考察浸提次數(shù)對(duì)浸提效果的影響。結(jié)果見(jiàn)表1，隨著浸提次數(shù)的增加，多酚的溶出量增加，3 次浸提后可以提取出90.96%酚類(lèi)，因此，選擇浸提次數(shù)以3 次為宜。

　　2.6 最佳浸提條件的確定
　　為了全面考查各因素對(duì)浸提效果的影響，在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了正交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：影響浸提效果的主次因素依次為乙醇濃度、溫度、料液比、時(shí)間；最佳提取方案為A3B3C3D2，提取的最佳工藝條件是乙醇濃度95%、浸提溫度50 ℃、

　　固液比1∶20、提取時(shí)間1.5 h。經(jīng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)表明，這種提取工藝可使酒精廢液色素中的酚類(lèi)提取率達(dá)到69.92%。

　　2.7 酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)DPPH•自由基的清除能力

　　由圖4 可知，相同濃度(1 mg/mL)的酚類(lèi)、原色素樣品、Vc 標(biāo)準(zhǔn)品3 者對(duì)DPPH•自由基的抑制率大小為：Vc＞酚類(lèi)＞原色素樣品；其中酚類(lèi)的抑制率接近于Vc，遠(yuǎn)高于原色素。

　　3 結(jié)論
　　酒精廢液色素中的酚類(lèi)含量較高，影響乙醇提取法浸提效果的主次因素依次為乙醇濃度、溫度、料液比、時(shí)間；提取的最佳工藝條件是乙醇濃度95%、浸提溫度50 ℃、固液比1∶20、提取時(shí)間1.5 h，這種提取工藝可使酒精廢液色素中的酚類(lèi)提取率達(dá)到69.92%；提取得到的酚類(lèi)對(duì)DPPH•自由基的抑制率略低于Vc，遠(yuǎn)高于原廢液色素。（本文搜集整理于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)之處，請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。）

酒精廢液色素；酚類(lèi)；提取；抗氧化活性