孫強(qiáng)偉，胡春芹，齊應(yīng)才，王玲玲，翟思遠(yuǎn)，畢淑峰

(黃山學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，安徽黃山245041)

啤酒糟是啤酒釀造生產(chǎn)的主要副產(chǎn)物，是以大麥為原料經(jīng)發(fā)酵提取籽實(shí)中可溶性碳水化合物后的殘?jiān)?。啤酒糟含有粗蛋白、粗脂肪、粗纖維等成分［1－2］，可應(yīng)用于酶制劑、食品、飼料、能源、醫(yī)藥等方面［3－7］。我國(guó)是最大啤酒生產(chǎn)國(guó)，啤酒糟資源豐富。長(zhǎng)期以來，大多數(shù)廠家主要是將濕糟作為粗飼料直接低價(jià)出售，有少數(shù)廠家則是將啤酒糟直接排放，不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，還導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。啤酒糟揮發(fā)油的化學(xué)成分及活性研究未見報(bào)道，本文對(duì)啤酒糟揮發(fā)油的化學(xué)成分及其對(duì)DPPH自由基的清除作用進(jìn)行研究，為啤酒糟的深加工和開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

啤酒糟 黃山學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院食品專業(yè);1，1－二苯基苦基苯肼(DPPH)梯希愛(上海)化成工業(yè)發(fā)展有限公司;無水硫酸鈉、無水乙醚、乙醇等 分析純。

HP7890－5975C型氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Agilent公司;PL203型電子天平 梅特勒－托利多儀器(上海)有限公司;揮發(fā)油提取器。

1.2 啤酒糟揮發(fā)油的提取

參照文獻(xiàn)［8］的方法提取揮發(fā)油。將干燥、粉碎的啤酒糟30g裝入揮發(fā)油提取器的燒瓶中，加350mL水，采用水蒸氣蒸餾法提取6h。無水乙醚層用無水硫酸鈉干燥，低溫?fù)]發(fā)無水乙醚，得到無色透明油狀液體，稱重，計(jì)算揮發(fā)油的得率。揮發(fā)油得率(%)=［揮發(fā)油質(zhì)量(g)/啤酒糟質(zhì)量(g)］×100，揮發(fā)油的得率為0.11%。取部分揮發(fā)油用丙酮稀釋成體積分?jǐn)?shù)為25.00%，用于測(cè)定揮發(fā)油對(duì)DPPH自由基清除作用。

1.3 氣相色譜－質(zhì)譜分析條件

1.3.1 氣相色譜條件 選用HP－5 MS彈性石英毛細(xì)管柱(0.25μm×30m×0.25mm);高純氦氣為載氣，體積流量為1.0mL/min，分流比為20∶1;進(jìn)樣口溫度為280℃;進(jìn)樣量為0.5μL，色譜柱初始溫度為60℃，以5℃/min升至290℃，保持5min。

1.3.2 質(zhì)譜條件 電子轟擊(EI)離子源，離子源溫度230℃，電子能量70eV，掃描質(zhì)量數(shù)范圍m/z 35～450，質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)為NIST08。

1.4 啤酒糟揮發(fā)油對(duì)DPPH自由基清除作用的測(cè)定

綜合文獻(xiàn)［9－10］的方法進(jìn)行測(cè)定。取 20～100μL 25%揮發(fā)油置于5只試管，樣品體積少于100μL的實(shí)驗(yàn)管，以丙酮補(bǔ)至100μL。分別加4mL 24mg/L的DPPH乙醇(95%)溶液混合，避光2h，在波長(zhǎng)517nm處測(cè)吸光度(Ai)，以不加樣品的DPPH乙醇液為對(duì)照，測(cè)定對(duì)照組吸光度(A0)。

清除率(%)=(1－Ai/A0)×100

1.5 數(shù)據(jù)處理方法

測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行回歸方程分析，半數(shù)抑制率(IC50)指清除率為50%時(shí)所需樣品的體積，根據(jù)回歸方程求出，采用EXCLE表格作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 啤酒糟揮發(fā)油化學(xué)成分的GC－MS分析

按設(shè)定的GC－MS條件分析揮發(fā)油化學(xué)成分，經(jīng)NIST08譜庫(kù)檢索、質(zhì)譜分析等確定揮發(fā)油的化學(xué)成分，并用面積歸一化法計(jì)算各組分的相對(duì)含量，總離子流圖和具體分析結(jié)果見圖1和表1。

圖1 啤酒糟揮發(fā)油GC－MS的總離子流圖Fig.1 Total ion current chromatogram of volatile oil from brewer＇s spent grain

由表1可知，從啤酒糟揮發(fā)油中共分離、鑒定出38個(gè)化合物，占揮發(fā)油總量的91.09%，其組分包括3種醇(0.28%)、12 種醛(5.62%)、3 種酮(0.19%)、9種酸(81.87%)、1種酯(0.06%)、2種烷烴類(0.18%)、3種雜環(huán)類(1.17%)、1種倍半萜(0.41%)、其他4種(1.31%)，含量較高的化學(xué)成分有棕櫚酸(48.90%)、亞油酸(26.10%)、肉豆蔻酸(3.02%)、硬脂酸(2.74%)、糠醛(1.47%)、苯乙醛(0.94%)，這6種主要成分占揮發(fā)油總量的83.17%。啤酒糟揮發(fā)油中含有多種有應(yīng)用價(jià)值的化學(xué)成分，棕櫚酸為飽和脂肪酸，對(duì)人體具有重要的平衡調(diào)節(jié)作用，是不可缺少的物質(zhì)，在降血脂、抗腫瘤、營(yíng)養(yǎng)和免疫調(diào)節(jié)等方面起重要作用［11］。肉豆蔻酸、橙花叔醇、2－羥基－4－甲基苯甲醛、反－2－辛烯醛等均可用作食用香料;壬醛可用于調(diào)制玫瑰、橙花、香紫羅蘭、香味等香精，癸醛常用作鳶尾、橙花、素馨、香葉、香堇、玫瑰等香精的調(diào)配原料。

表1 啤酒糟揮發(fā)油的化學(xué)成分Table 1 Chemical constituents of volatile oil from brewer＇s spent grain

續(xù)表

2.2 啤酒糟揮發(fā)油對(duì)DPPH自由基的清除作用

DPPH自由基在有機(jī)溶劑中是一種穩(wěn)定的、以氮為中心的質(zhì)子自由基，廣泛用于天然產(chǎn)物抗氧化活性的研究［12］。由圖2可知，25.00%啤酒糟揮發(fā)油對(duì)DPPH自由基有較好的清除作用，清除效果略低于1mg/mL的維生素C;揮發(fā)油樣品體積為100μL時(shí)，清除率為75.83%。隨著樣品體積的增加，清除率逐步增加，但增幅逐漸減小;樣品量與清除率呈明顯的量效關(guān)系，揮發(fā)油的體積(X)與清除率(Y)的回歸方程為Y=0.6436X+17.4761(R=0.9494)，揮發(fā)油和維生素C的IC50(清除率為50%時(shí)的樣品體積)分別為 50.53、35.26μL。

圖2 啤酒糟揮發(fā)油對(duì)DPPH自由基的清除作用Fig.2 Scavenging capacity against DPPH·of volatile oil from brewer＇s spent grain

3 結(jié)論

本文采用水蒸氣蒸餾法提取啤酒糟揮發(fā)油，利用GC－MS技術(shù)分析揮發(fā)油的化學(xué)成分及其含量，從揮發(fā)油中共分離鑒定出38個(gè)化合物，占揮發(fā)油總量的91.09%，以酸和醛類化合物為主，含量最高的成分為棕櫚酸和亞油酸;啤酒糟揮發(fā)油含有多種具有應(yīng)用價(jià)值的化學(xué)成分，在食品、香料香精等行業(yè)有應(yīng)用前景。采用分光光度法測(cè)定啤酒糟揮發(fā)油對(duì)DPPH自由基的清除作用，清除作用明顯，清除效果略低于1mg/mL的維生素C，25%揮發(fā)油IC50為50.53μL。我國(guó)啤酒糟資源豐富，資源利用率低，本研究為啤酒糟的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

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