Page 137 - 《精细化工》2022年第10期

第 10 期 张秀娟，等: 超声波辅助酶法提取蓝莓果渣花色苷的工艺优化及降解动力学 ·2071·

加入适量的水和果胶酶在 40 ℃下酶解 60 min，再 温度、光照处理下的稳定性变化规律。花色苷保留
加一定量的乙醇，调节 pH 为 3.0，于 400 W、50 ℃ 率的计算公式如下所示。
下超声提取 30 min，离心（10000 r/min，10 min） 
保留率 /% t  100 （2）
后收集上清液放入 4 ℃冰箱备用。  0
酶提法：采用上述同样的方法利用超声辅助酶 式中：ρ t 为 t 时刻蓝莓花色苷的质量浓度（g/L）；
提法过程中优化的参数提取蓝莓花色苷，但不进行 ρ 0 为蓝莓花色苷的初始质量浓度（g/L）。
超声波处理。 1.2.5.1 蓝莓花色苷的光照处理
1.2.2 花色苷得率的测定 分别取提取液 5 mL 放入 10 mL 离心管中，然
参考文献[15]的方法并略加修改，以蒸馏水为 后将其放置于 365 nm 紫外光下、室内避光处、室内
空白对照，用 pH 示差法 [16] 分别测定溶液在 510 和 日光灯（30 W）下 7.5 d，每隔 1.5 d 测定花色苷的
700 nm 下的吸光度。用公式（1）计算花色苷的得率。 保留率，每组实验重复 3 次，取平均值。
A M  DF V 1.2.5.2 蓝莓花色苷的热处理
花色苷得率 /(mg /g)  w （1）

ε Lm 分别取提取液 5 mL 放入 EP 管中，后依次置于
式中：吸光度差（A）表示 pH 1.0 与 pH 4.5 条件下 40、50、60、70、80 ℃的恒温水浴锅中避光加热 5 h，
的花色苷在 510 nm 和 700 nm 处吸光值的差值， 每隔 1 h 测定花色苷的保留率，每组实验重复 3 次，
A=(A 510 –A 700 ) pH1.0 –(A 510 –A 700 ) pH4.5 ；ε 为摩尔消光系 取平均值。
热降解动力学模型：采用试错法构建温度为
数，为 26900 L/(mol·cm)；L 为光程，为 1 cm；M w
为主要花色苷的摩尔质量，为 449.2 g/mol；DF 为稀 40~80 ℃，单次间隔为 10 ℃，处理时间为 0~5 h，
释因子；V 为提取液体积，mL；m 为样品质量，g。 每次间隔 1 h 的降解动力学模型。其原理如下：假
1.2.3 单因素实验设计 设反应级数为零级、一级、二级，则花色苷质量浓
准确称取 1 g 蓝莓果渣粉末，分别探究果胶酶 度 ρ t 与时间 t、花色苷质量浓度的对数 ln(ρ t /ρ 0 )与时
添加量（5、10、15、20、25 mg）、酶解时间（20、 间 t、花色苷浓度的倒数 1/ρ t 与时间 t 均呈线性关系，
40、60、80、100 min）、酶解温度（20、30、40、 花色苷的热降解动力学模型由相应线性回归系数的
50、60 ℃）、超声功率（200、300、400、500、600 W）、 最高值决定，其模型如公式（3）~（5）所示。
超声时间（20、30、40、50、60 min）、超声温度（20、     kt （3）
0
0
t
30、40、50、60 ℃）、乙醇体积分数（40%、50%、 
ln t   kt （4）
60%、70%、80%）、液料比〔20∶1、30∶1、40∶1、  0 1
50∶1、60∶1（mL∶g）〕8 个因素对蓝莓花色苷提 1  1  kt （5）
取得率的影响。每个水平重复 3 次取平均值。  t  0 2
1.2.4 Box-Behnken 实验设计 式中：k 0、k 1、k 2 分别为零级、一级和二级降解速率
–1
用 SPSS 26.0 软件分析单因素实验结果，根据 常数（min ）；t 加热时间（h）。
影响花色苷提取得率的程度大小选取酶解时间 t 1/2 为花色苷半衰期（h），t 1/2 根据式（6）计算。
（X 1 ）、乙醇体积分数（X 2 ）、液料比（X 3 ）为 Box- 0.5
t  ln （6）
Behnken 实验设计的 3 个自变量，建立响应值与自 1/2 k
变量之间的函数关系。Box-Behnken 实验设计因素 活化能利用 Arrhenius 方程计算，其方程如式
与水平见表 1。 （7）所示。
ln AE
ln k  a T  （7）
表 1 Box-Behnken 实验设计因素与水平 R
Table 1 Factors and levels of Box-Behnken design 式中：E a 为活化能，kJ/mol；R 为摩尔气体常数，
因素 8.314 J/（mol·K）；T 为绝对温度，K；A 为频率因子，
水平 –1 –1
X 1/min X 2/% X 3/(mL∶g) h ；k 为反应速率常数，min 。
–1 40 40 40∶1 花色苷温度系数 Q 10 由式（8）计算。
0 60 50 50∶1 10
 k  1 TT
+1 80 60 60∶1 Q   1  2 （8）
10
 k 2 
1.2.5 稳定性实验 式中：Q 10 为温度系数；T 1 、T 2 均为绝对温度，K；
–1
以花色苷的保留率为指标，研究花色苷在不同 k′ 1 、k′ 2 为 T 1 、T 2 温度下的反应速率常数，min 。