啤酒废酵母中谷胱甘肽的提取模型及最佳提取条件研究.docx

啤酒废酵母中谷胱甘肽的提取模型及最佳提取条件研究摘要：指出了我国啤酒年产量已达到5000万t啤酒废酵母的年产量可达50～75万t。啤酒废酵母主要综合利用方式是将其作为饲料工业的原料但是啤酒废酵母中含有丰富的氨基酸、维生素、谷胱甘肽和矿物质等有用成分将其作为饲料工业原料后这些营养成分的附加值将会严重减少。打破传统的啤酒废酵母利用方式以成都某啤酒生产厂的啤酒废酵母为原料提取谷胱甘肽增加啤酒废酵母的经济附加值。以啤酒废酵母为研究原料利用软件Design-expert6.0中的响应面法分析了热水法提取啤酒废酵母中的谷胱甘肽（glutathione简称GSH）的提取模型和最佳提取条件。通过响应面法分析得出热水法提取GSH的最佳实验条件为：pH值1.6、温度61.8℃、提取时间11.4min、料水比0.39g/mL。在此提取条件下GSH的提取量达7.83mg/g通过实验验证了理论值与实验值的相对误差为0.0008表明响应面法得出的提取模型和最佳实验条件合理有效。关键词：啤酒废酵母;谷胱甘肽;响应面法;最佳中图分类号：TS209文献标识码：A文章编号：1674-9944（2015）04-0330-071引言啤酒在食品工业中具有一定的战略经济地位2011年底世界上啤酒的年产量已达到1927亿L啤酒已成为继茶、碳酸饮料、牛奶和咖啡后的第五大消费饮料[1]。中国是全球啤酒消费量和产量最大的国家2011年我国啤酒总产量为0.5亿t[2]同时啤酒产量以每年6%的百分点不断增长。啤酒废酵母是啤酒生产过程中的主要副产物之一它是由啤酒和酵母细胞组成的泥浆状混合物含有丰富有用成分各种物质的含量如表1所示。啤酒酵母的有用成分和含量相对食用酵母、面包酵母及精牛肉来说具有较高的营养价值。随着啤酒产量的逐年增加啤酒废酵母的产生量也不断增大其中每生产100t啤酒就会产生大约1～1.5t的酵母泥[3]废酵母的含水量在70%～90%之间[4]。2/3的废酵母来源于主发酵沉淀酵母剩余的废酵母主要是后发酵贮酒罐的沉淀酵母这些啤酒废酵母的合理化利用将会带来可观的收益反之将会给环境带来巨大挑战。目前啤酒废酵母提取制药物质的研究中有一个重要的研究方向是啤酒废酵母提取谷胱甘肽谷胱甘肽主要由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成是一种含γ-酰胺键和巯基的三肽。谷胱甘肽是一种具有重要生理功能的活性肽对维持身体正常的免疫系统、抗氧化和整合解毒等发挥重要作用。本文以啤酒废酵母作为原料采用热水法提取废酵母中的GSH同时通过响应面实验设计进行提取条件的优化。2实验2.1实验装置实验装置示意图如图1所示。2.2实验方法2.2.1啤酒废酵母预处理方法实验所用啤酒废酵母取源于成都市某啤酒生产厂将取得的啤酒酵母混合液分装于离心管内以2500r/min速度离心20min去掉上清液加入5倍体积去离子水用玻璃棒搅拌均匀再以2500r/min速度离心20min重复3次去掉上清液用称量袋分装沉淀的湿酵母置于4℃的冰箱内备用。2.2.2含水量测定参照城市污水污泥检验方法（CJ/T221-2005）将均匀的预处理后的啤酒废酵母称量后放入恒重的蒸发皿在水浴上蒸干然后在105℃的烘箱内烘干至恒重减少的重量与原重量的百分比值作为含水量计算公式如下：ω=m-（m1-m2）m*100%（1）式中：m为废酵母取样质量g;m1为烘干恒重后蒸发皿与废酵母的总质量g;m2为蒸发皿的质量g。2.2.3GSH的测定目前测量谷胱甘肽的方法主要有3种：四氧嘧啶法、亚硝基铁氰化钠法、55'二硫代双（2-硝基苯甲酸）法（简称TNB法）。由于四氧嘧啶法灵敏度高（R2可达0.999以上）、准确度高、数据重现性好、显色稳定、能避免半胱氨酸等含巯基化合物的影响因此本文采用四氧嘧啶法对啤酒废酵母提取液中的GSH进行定量分析。在实验条件下GSH与四氧嘧啶反应生成物在305nm有最高吸收峰人们也将该法称为四氧嘧啶305法。（1）试剂配置。①1mg/mLGSH标准溶液。准确称取0.1gGSH标准品用去离子水定容至100mL。②0.02mg/L四氧嘧啶溶液。称取0.08g四氧嘧啶试剂用去离子水定容至25mL。③0.01mol/L甘氨酸溶液。称取0.0752g甘氨酸用去离子水定容至100mL。④磷酸盐缓冲溶液。分别配置0.2mol/l磷酸二氢钠中和0.2mol/L磷酸氢二钠溶液将二者按照10∶1体积混合既得0.2mol/L、pH值7.5的缓冲溶液。（2）标准曲线绘制。分别取GSH标准液（1mg/mL）0、0