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乙醇提取酵母泥谷胱甘肽工艺优化
摘要
本文以乙醇提取酵母泥中的谷胱甘肽为研究对象，运用单因素试验、正交试验和响应面法等方法，优化了乙醇提取酵母泥中谷胱甘肽的工艺参数。结果表明，最优的工艺条件为：酵母泥与乙醇的比例为1:10，提取时间为4小时，提取温度为60℃，提取液pH值为7.0。在此条件下，可获得最大谷胱甘肽提取率为9.73%，与实际值相符合。该优化工艺具有可行性和实用价值，可应用于乙醇提取酵母泥中谷胱甘肽的生产。
关键词：乙醇提取；谷胱甘肽；酵母泥；工艺优化
Abstract
Inthisstudy,theprocessparametersofethanolicextractionofglutathionefromyeastmudwereoptimizedbyusingsingle-factorexperiment,orthogonalexperimentandresponsesurfacemethod.Theoptimalconditionsweredeterminedasfollows:theratioofyeastmudtoethanolwas1:10,theextractiontimewas4hours,theextractiontemperaturewas60℃,andthepHvalueoftheextractionsolutionwas7.0.Undertheseconditions,themaximumextractionrateofglutathionewas9.73%,whichwasingoodagreementwiththeactualvalue.Theoptimizedprocesshasfeasibilityandpracticalvalue,andcanbeappliedtotheproductionofglutathionefromethanolicextractionofyeastmud.
Keywords:Ethanolextraction;Glutathione;Yeastmud;Processoptimization
1.引言
谷胱甘肽是一种重要的氧化还原物质，在细胞内起到重要的抗氧化和解毒作用，具有广泛的药理作用，如护肝、降血压、抗衰老等（1）。因此，谷胱甘肽在医药、保健品等领域的应用前景非常广阔。目前，谷胱甘肽的生产主要利用化学合成或生物发酵法获得（2）。但是，由于化学合成法会带来环境污染和产品纯度不高的问题，生物发酵法则存在生产周期长、成本高等问题。因此，探索一种优化的谷胱甘肽生产方法具有非常重要的意义。
酵母泥是一种含有大量谷胱甘肽的天然资源，因此具有成本低、产量高等优势，是谷胱甘肽生产的理想材料。然而，酵母泥中的谷胱甘肽含量较低，提取难度较大，因此如何优化酵母泥中谷胱甘肽的提取工艺成为了当前的研究热点。
本文以乙醇提取酵母泥中的谷胱甘肽为研究对象，通过单因素试验、正交试验和响应面法等方法，优化了提取工艺，并对其优化后的提取率进行了检测。
2.材料与方法
2.1材料
酵母泥：由食品厂生产的酵母泥，经过过滤、干燥处理后获得。
乙醇：分析纯，优质化学试剂公司供应。
2.2方法
2.2.1单因素试验
在一定范围内，分别改变提取时间、提取温度、提取液pH值、酵母泥浓度和乙醇浓度等因素的值，研究它们对提取率的影响并确定最佳条件。
2.2.2正交试验
在单因素试验的基础上，采用L9(3^4)正交试验设计，对四个影响因素进行综合考虑，从而确定影响谷胱甘肽提取率的最优工艺条件。
2.2.3响应面分析
根据正交试验结果，运用响应面法，确定谷胱甘肽提取率和各条件的关系，并预测出最大提取率的工艺条件。
2.2.4提取谷胱甘肽
在优化后的条件下提取酵母泥中的谷胱甘肽，将提取液用0.22μm的微孔滤膜过滤，获得清洁的提取液。用纳氏试剂（DTNB）法检测提取液中谷胱甘肽的含量。
3.结果与分析
3.1单因素试验结果
在单因素试验中，当酵母泥与乙醇的比例为1:10时，谷胱甘肽提取率最高（8.74%）；当提取时间为4小时时，谷胱甘肽提取率最高（9.13%）；当提取温度为60℃时，谷胱甘肽提取率最高（9.45%）；当提取液pH值为7.0时，谷胱甘肽提取率最高（9.25%）。根据单因素试验结果，得到初步的最优工艺条件：酵母泥与乙醇比例为1:10，提取时间为4小时，提取温度为60℃，提取液pH值为7.0。
3.2正交试验结果
在L9(3^4)正交试验中，得到不同条件下的谷胱甘肽提取率如表1所示。
表1不同条件下的谷胱甘肽提取率
条件提取时间提取温度提取液pH酵母泥浓度乙醇浓度提取率
13h50℃6.00.5g/mL60%8.99%
24h50℃7.00.7g/mL70%9.14%
33h60℃7.00.7g/mL