超声波辅助废啤酒酵母吸附蓝莓渣中花色苷的研究(2)
3．4 吸附前后各物质变化 9
致谢 10
参考文献： 11
超声波辅助废啤酒酵母吸附蓝莓渣中花色苷的研究
引言：
蓝莓学名越橘，又名蓝浆果，在植物学分类上属杜鹃花科(Ericaceae)越橘属(Vaccinium spp.)。蓝莓极富营养价值[1]，除含有常规的文生素、矿物质元素外，还富含花色苷、酚酸、黄酮等多种活性物质。国内外已有大量文献报道花色苷在人体内的生理功能，如抗动脉硬化[2]、抗衰老[3]、提高夜视力和改善光诱导的视网膜病变[4]。近十年来，我国蓝莓产业发展迅速，目前栽种面积超过3023 hm2，年产量达1459 t[5]。蓝莓资源虽然日趋丰富，但其综合利用程度却较低，大量蓝莓被加工成便于储藏和运输的产品，在加工过程中产生的皮渣被当成废物丢弃，其中的活性成分也随之浪费[6]。有研究表明蓝莓皮渣中花色苷、酚酸、黄酮等生物活性物质均高于果肉[7]，因此从蓝莓渣中提取花色苷具有很大的可行性与实用性。
废啤酒酵母泥是啤酒酵母( Saccharomyces cerevisiae)在啤酒生产中以麦芽汁为生长介质，经主发酵和后发酵酿造工艺后而产生的副产物，其主要成分是啤酒酵母，还含有少量的麦芽壳、酒花和大米碎片[8]。废啤酒酵母干物质量约占啤酒总产量的0.15%，据此推算，每生产1000 t 啤酒可附带产生1～1.5 吨 废弃酵母。2012年，我国啤酒总产量为4900万千升，则产生的啤酒废酵母干物质总量约为7.35万t[9]，因此，如何利用酿酒业和蓝莓加工业产生的主要废弃物，并且合理有效的从蓝莓渣中分离纯化花色苷成为目前研究的一个热门方向。
近年来，国内外研究表明酵母细胞表面具有较强的吸附能力，能吸附红酒和白酒中一系列化合物，如酚类化合物[10]、硫代化合物[11]、芳香族化合物[12]等，进而改善酒的风及口感，并提高其非生物稳定性。Aksu[13]研究表明酵母细胞的吸附作用是由于其细胞壁中含有多糖、蛋白质和脂质，它们中的羟基、羧基、氨基或酰胺基等化学基团是离子交换作用的基础，还可能会与被吸附物质发生络合或静电作用，因此能作为功能性组分引起触发性交换。因此，酿酒工业产生的酵母残渣可以作为生物吸附剂来吸附蓝莓渣中的酚类物质。Stafussa[14]的研究表明，Temkin和D-R模型充分描述了酵母对花青素的吸附过程并且揭示了酵母细胞生物吸附花青素是一个化学吸附过程，而且通过红外光谱检测出了许多不同的功能性组分，羧基、氨基、羟基、酰胺等组分是这一吸附过程中的主要参与成分。
超声技术在食品中的应用主要体现在两个方面：检测超声和功率超声[15]。用于加工方面的超声波是频率高于 20 kHz ，并且不引起听觉的弹性波。 现普遍认为其空化效应、热效应和机械作用是超声技术应用的三大理论依据[16]。空化作用指液体中的部分小气泡在超声波的作用下湮灭，在湮灭过程中小泡内部产生高温高压的现象；热效应指超声波产生的振动能量被媒质吸收转变成热能的现象；机械作用指超声波产生的机械振动能量在液体中形成有效的搅动与流动的现象。基于以上原理，功率超声在食品中的应用非常广泛，如肉品的嫩化[17]、食品解冻[18]以及活性成分的辅助提取[19]，超声在花色苷的辅助提取上已有研究[20]，在辅助吸附方面的研究虽然还很少，但是根据功率超声的作用原理推测超声可提高吸附效率。
传统的蓝莓渣处理并没有充分发掘其潜在的价值（如抗氧化活性、抗癌活性等），应用新型绿色的提取方法可有效提取蓝莓渣中的花色苷，尤其是酵母残渣吸附提取法，既能减少对环境的污染，降低提取成本，又能将两种废弃物变为新产品的原料，实现变废为宝，发展绿色经济。相关文献[14]显示，酵母吸附分离花色苷受温度，时间，溶剂等多种因素的影响，因此，本文选择啤酒厂的废弃酵母作为吸附剂，采用超声技术作为辅助吸附手段，考察了吸附温度、超声功率对废啤酒酵母吸附蓝莓渣花色苷的影响，在此基础上对吸附动力学和吸附机制进行了初步分析，旨在为利用废啤酒酵母菌吸附蓝莓渣花色苷的工艺研究提供理论依据。
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