麥芽類黑精提取條件的優(yōu)化及測(cè)定方法的建立

蘭　靜，安家彥，曹　方，王　越，甄兆成

（大連工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，遼寧大連　116034）

麥芽類黑精提取條件的優(yōu)化及測(cè)定方法的建立

蘭靜，安家彥，曹方，王越，甄兆成

（大連工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，遼寧大連116034）

研究了麥芽類黑精的提取和測(cè)定方法，并分析了麥芽類黑精和色度的相關(guān)性。結(jié)果表明，麥芽類黑精的優(yōu)化提取條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)80%、料液比1∶10、攪拌轉(zhuǎn)數(shù)50r／min和浸提時(shí)間3h，回收率為97%。在85和105℃焙焦條件下，類黑精和麥芽色度間呈良好的線性相關(guān)性。

麥芽類黑精；色度；回收率

0　引　言

類黑精是指碳水化合物（一般指糖類）與帶有自由氨基的含氮化合物（如氨基酸、肽、蛋白質(zhì)等）之間發(fā)生美拉德反應(yīng)的后期形成的一種棕褐色物質(zhì)，是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜、聚合度不等的高分子聚合物混合體［1］。制麥過(guò)程中，麥芽中的淀粉和高分子蛋白質(zhì)在其自身酶系作用下不斷降解，淀粉分解為多種小分子糖，蛋白質(zhì)分解為小分子氨基酸，兩者相互作用，故而生成“類黑精”［2］。類黑精是麥芽色度的主要成分之一［3］，麥芽品質(zhì)的好壞由多種因素共同決定，其中色度是重要因素之一。我國(guó)國(guó)標(biāo)對(duì)麥芽色度的有一定要求［4］，色度過(guò)深或過(guò)淺都會(huì)影響麥芽質(zhì)量，因此在制麥過(guò)程中控制合理的類黑精含量對(duì)麥芽品質(zhì)有著重要意義。

類黑精廣泛分布在人們的日常飲食（如咖啡、豆豉、食醋、豆醬等）中，由于類黑精的復(fù)雜性，即使是最先進(jìn)的分離和檢測(cè)手段也不能完全確定類黑精的所有特性。目前，食品類黑精分離分析方法有陰離子交換色譜法和金屬離子親和色譜［5］、毛細(xì)管電泳和反相HPLC法等［6］。食品中類黑精提取主要應(yīng)用水浸提、大孔樹脂吸附［7］、有機(jī)溶劑提?。?］。師成斌等［9］的方法提取類黑精含有的雜質(zhì)（淀粉、糖類）較多，誤差較大。

目前，制麥行業(yè)沒(méi)有直接提取和分析類黑精的含量，而是采用EBC比色法檢測(cè)麥芽汁的色度來(lái)代替類黑精的測(cè)定，結(jié)果不夠直接和準(zhǔn)確。本論文研究了麥芽類黑精的提取和分析方法，并分析麥芽焙焦過(guò)程中類黑精和麥芽色度之間的相關(guān)性，以期直接用類黑精的定量檢測(cè)方法來(lái)評(píng)價(jià)麥芽品質(zhì)。

1　試　驗(yàn)

1.1材料與儀器

澳洲Schooner大麥，大連中糧麥芽有限公司；葡萄糖，甘氨酸。

D－7800型EBC色盤比色計(jì)，德國(guó)賽多利斯公司；V－5000型分光光度計(jì)，上海元析儀器有限公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1制麥

1.2.1.1綠麥芽的制備

采用浸四斷八［10］的浸麥方式，在溫度16℃，相對(duì)濕度90%的條件下進(jìn)行浸麥，浸麥度達(dá)到43%～45%時(shí)開始發(fā)芽，6～8h補(bǔ)一次水并翻麥，待麥芽長(zhǎng)到麥粒的2／3處即為綠麥芽，所得樣品經(jīng)除根后立即制備成麥芽汁。

1.2.1.2麥芽汁的制備

綠麥芽?jī)?nèi)容物浸提［11］：100g綠麥芽與400mL水混合均勻，20℃下浸漬3h，并不斷攪拌，過(guò)濾，如濾液不清需反復(fù)重濾。

1.2.2標(biāo)準(zhǔn)類黑精的制備

測(cè)定綠麥芽中還原糖和α－氨基氮含量，方法參照文獻(xiàn)［4，11］。取一定量的葡萄糖和甘氨酸，按照綠麥芽中還原糖和α－氨基氮的比例混合，按照凋萎工藝40℃（8h）→50℃（8h）→60℃（2h）→70℃（2h），焙焦溫度85℃（2.5h）的焙焦工藝來(lái)制得標(biāo)準(zhǔn)類黑精，稱重，將其配制成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)類黑精溶液。

1.2.3麥芽中類黑精提取方法

采用四因素四水平的正交條件確定類黑精提取方法，利用回收率檢驗(yàn)提取方法的可行性，乙醇體積分?jǐn)?shù)（A）、料液比（B）、攪拌轉(zhuǎn)數(shù)（C）和提取時(shí)間（D）因素水平表見(jiàn)表1。7000r／min離心10min，取上清液，40℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干品，用蒸餾水溶解，3000r／min，離心10min，取上清液，定容到15mL，測(cè)吸光值。

表1　因素水平表Tab.1　Factors　and　levels　in　orthogonal　experiments

1.2.4樣品加標(biāo)回收率測(cè)定［12］

式中：ρ1為加標(biāo)試樣測(cè)定值，mg／mL；ρ2為試樣測(cè)定值，mg／mL；ρ0為加標(biāo)量，mg／mL。

1.2.5麥芽汁色度的分析

采用EBC色盤比色計(jì)檢測(cè)麥芽汁的色度。

2　結(jié)果與分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)類黑精標(biāo)準(zhǔn)曲線的確定

標(biāo)準(zhǔn)類黑精按照不同濃度配制，在最大吸收波長(zhǎng)420nm下。測(cè)量吸光值A(chǔ)。以類黑精質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，A為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。線性回歸方程為Y＝0.1092X＋0.0141，R2＝0.989，回歸性良好，可以采用比色法檢測(cè)類黑精的質(zhì)量濃度。

2.2樣品加標(biāo)回收率和精密度

向麥芽汁中添加5組不同質(zhì)量濃度的類黑精標(biāo)準(zhǔn)品，每組做3次平行試驗(yàn)，測(cè)定A420，計(jì)算樣品加標(biāo)回收率和精密度（RSD）。從表2可以看出，樣品回收率為106%～113%，RSD均小于7。

表2　樣品加標(biāo)回收率和精密度Tab.2　Recovery　and　precision　of　sample

2.3麥芽類黑精提取方法的優(yōu)化

正文試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可以看出，在選定因素的固定范圍內(nèi)，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)的影響最大，料液比次之，乙醇體積分?jǐn)?shù)和提取時(shí)間的影響較小，最佳的工藝條件是用乙醇體積分?jǐn)?shù)80%、料液比1∶15、攪拌轉(zhuǎn)數(shù)50r／min、提取時(shí)間3h，回收率可達(dá)97%。

表3　正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案及結(jié)果Tab.3　Projects　and　results　of　orthogonal　design

2.4類黑精和麥芽色度的相關(guān)性分析

研究表明，麥芽色度主要是受類黑精的影響，類黑精質(zhì)量濃度的變化直接導(dǎo)致色度的變化［13］。為了分析類黑精和麥芽色度的相關(guān)性，按照凋萎工藝排潮后，分別在焙焦溫度80和105℃測(cè)定麥芽類黑精質(zhì)量濃度和色度，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1　類黑精與色度間的相關(guān)性Fig.1　The　relationship　between　malt　melanoidins and　chromaticity

由圖1的結(jié)果可知，在85和105℃條件下，類黑精質(zhì)量濃度和色度都隨焙焦時(shí)間的延長(zhǎng)而有所增加，表明了麥芽中具有氨基的氨基酸、蛋白質(zhì)和糖類的羰基在加熱的條件下發(fā)生了美拉德反應(yīng)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，高級(jí)美拉德反應(yīng)階段形成的眾多活性中間體，又可以繼續(xù)與氨基酸反應(yīng)，進(jìn)而生成類黑精［14］，故類黑精和色度都會(huì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。

在85和105℃條件下，類黑精和麥芽色度間r分別為0.8939和0.9374，呈良好的線性相關(guān)性。表明在制備淺色和深色麥芽過(guò)程中，都可以通過(guò)檢測(cè)類黑精來(lái)表示麥芽品質(zhì)。

3　結(jié)　論

本試驗(yàn)研究了麥芽類黑精的提取和測(cè)定方法，并分析了類黑精和色度相關(guān)性。

類黑精標(biāo)準(zhǔn)曲線：y＝0.1092x＋0.0141，R2＝0.989，回歸性良好。加標(biāo)量為樣本的1～2倍時(shí)，收率為106%～113%，RSD均小于7，精密度良好。麥芽類黑精的提取方法為乙醇體積分?jǐn)?shù)80%、料液比1∶10、攪拌轉(zhuǎn)數(shù)50r／min、浸提時(shí)間3h，用此方法提取的加標(biāo)回收率為97%。在焙焦溫度85和105℃條件下，類黑精和麥芽色度間r分別為0.8939和0.9374，呈良好的線性相關(guān)性。

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Optimizationofextractionanddeterminationofmelanoidins

LANJing，ANJiayan，CAOFang，WANGYue，ZHENZhaocheng
（SchoolofBiologicalEngineering，DalianPolytechnicUniversity，Dalian116034，China）

Theextractionanddeterminationofmelanoidinsfrommaltwerestudied，anditscorrelation withthechromaticitywasanalyzed.Theoptimalextractionconditionofmaltmelanoidinswasas follows：ethanolconcentration80%，ratioofsolidtoliquid＝1∶10，thestirringrate50r／minand exactingtime3h.Inthatcondition，therecoveryratewas97%.Concentrationsofmaltmelanoidins andchromaticityhadagoodlinearcorrelationundertheroastconditionof85and105℃.

maltmelanoidin；chromaticity；recovery

TS261.2

A

1674－1404（2015）02－0101－03

2014－03－11.

蘭靜（1989－），女，碩士研究生；通信作者：王越（1972－），女，講師.