吸附劑對豆漿中嘌呤物質的吸附

毛玉濤 王明力 張 洪 和 岳

（1.貴州大學化學與化工學院，貴州 貴陽 550003；2.貴州省發酵工程與生物制藥重點實驗室，貴州 貴陽 550003；3.貴州大學喀斯特山地果樹研究所，貴州 貴陽 550003）

豆漿中含有豐富的植物蛋白，磷脂，維生素B1、B2，煙酸和鐵、鈣等礦物質［1］，長期以來備受國人青睞，被譽為21世紀“餐桌明星”，在歐美享有“植物奶”的美譽［2］。盡管豆漿和豆制品屬于高營養低價位的食物，但患有消化性潰瘍和痛風病的患者［3］卻因大豆中嘌呤含量較高（180mg／100g左右）而不宜長期食用［4，5］，因為嘌呤有促進胃液分泌的作用，且在人體內最終代謝為尿酸，若嘌呤代謝紊亂使得過多尿酸沉積在體內就會引起痛風及其并發癥。因此去除豆漿中的嘌呤類物質，使其適合特殊人群食用，具有重要的研究意義。

嘌呤是一類帶堿性有兩個相鄰碳氮環的含氮有機大分子物質，含有極性基團，可被某些吸附劑作用［6］。食品工業中常見的吸附劑有硅藻土、活性炭、沸石、殼聚糖和分子篩等。前人［7－9］曾分別成功應用活性炭和殼聚糖吸附飼料和啤酒中的嘌呤類物質，取得了較為顯著的成果。但是對于豆漿中嘌呤物質脫除的研究卻未見報道。本試驗比較了不同的吸附劑對嘌呤物質的吸附性能，篩選出效果最佳的吸附劑，并深入研究其對豆漿中嘌呤類物質的吸附效果。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黃豆：產地安徽蚌埠；

腺嘌呤標樣、鳥嘌呤標樣、黃嘌呤標樣、次黃嘌呤標樣：色譜純，鼎國生化試劑有限公司；

食品級硅膠、硅藻土、尼龍66（聚己二酰己二胺）、PVPP（交聯聚維酮）、活性炭、殼聚糖、分子篩及人造沸石：天津市科密歐化學試劑開發中心；

甲酸、三氟乙酸、氫氧化鉀、磷酸：分析純，天津市光復精細化工研究所；

甲醇、異丙醇：色譜純，天津市登科化學試劑有限公司；

高效液相色譜儀：Agilent 1100，美國 Applied Biosystems公司；

超聲波清洗器：SG2200HPT，上海冠特超聲儀器有限公司；

豆漿機：JYL－B050，九陽豆漿機有限公司；

恒溫磁力攪拌器：CJJ－781，江蘇省金壇市恒豐儀器廠；

電子精密天平：AL204，奧豪斯儀器有限公司；

精密酸度計：PHS－25B，上海大普儀器有限公司；

數顯恒溫水浴鍋：DF－101S，金壇市正基儀器有限公司；

離心機：TDL－40B型，上海安亭科學儀器廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 吸附劑的篩選 分別精確稱量50mg腺嘌呤、鳥嘌呤、黃嘌呤和次黃嘌呤標準品溶于溶于1 000mL 0.1mol／L的鹽酸溶液中，取上述各溶液100mL，加入100mg吸附劑，振蕩均勻，靜置一定時間，過濾，比較不同吸附劑對4種嘌呤物質的吸附效果。選出效果最佳的吸附劑對豆漿進行嘌呤吸附的研究。

1.2.2 豆漿中嘌呤物質的脫除工藝 取50mL研磨好的豆漿于100mL燒瓶中，加入一定量的吸附劑，攪拌均勻，在一定的pH下吸附一段時間，冷卻后離心（2 500r／min），過濾，待分析。

分別考察吸附劑添加量、吸附時間、吸附溫度及反應pH值對豆漿嘌呤物質吸附率的影響，并通過正交試驗優化工藝條件。

1.2.3 分析方法 利用高效液相色譜［10，11］對豆漿中嘌呤的含量進行測定。色譜分離條件：Zorbax C18反相柱（4.6mm×250mm，5.0μm）色譜柱，以0.02mol／L磷酸二氫鉀緩沖液（pH 3.6）作為流動相，流速0.8mL／min，柱溫25℃，進樣量10μL，檢測波長 （λ1）為254nm［11，12］。

取10mL樣品于50mL燒瓶中，加入10mL三氟乙酸與甲酸1∶1的混合液，在98～101℃油浴鍋中水解1h，然后冰浴冷卻，并用15mol／L KOH溶液中和，直至pH調至7，再用H3PO4調pH至3，定容至50mL，用0.22μm濾膜過濾，在254nm波長處測定，根據標準曲線求出嘌呤的含量［13－16］。

根據 GB 5009.5——2010《食品中蛋白質測定方法》，利用半微量凱氏定氮法分別對吸附處理前后的豆漿進行蛋白質含量的測定，并與QB／T 2132——2008《植物蛋白飲料 豆奶（豆漿）和豆奶飲料》標準進行對照。

1.2.4 嘌呤吸附率的計算 據報道［3］大豆中含腺嘌呤0.732 3mg／g，鳥嘌呤0.821 2mg／g，黃嘌呤0.020 2mg／g，次黃嘌呤0.031 8mg／g。由此可見大豆中的嘌呤物質主要以腺嘌呤和鳥嘌呤為主，黃嘌呤和次黃嘌呤的含量微乎極微，因此本試驗主要考察處理前后腺嘌呤和鳥嘌呤的含量變化。

吸附處理前后腺嘌呤和鳥嘌呤含量總和的變化量稱為嘌呤吸附率。根據樣品中腺嘌呤和鳥嘌呤的峰面積，從標準曲線上查出其濃度，豆漿中嘌呤物質的吸附率按式（1）計算：

式中：

X——豆漿中嘌呤物質的吸附率，%；

C0—— 處理前豆漿中嘌呤的濃度，mg／mL；

C——處理后豆漿中嘌呤的濃度，mg／mL。

2 結果與討論

2.1 不同吸附劑對4種嘌呤的吸附結果

8種吸附劑對4種嘌呤的吸附效果見表1。

表1 不同吸附劑對4種嘌呤的吸附效果Table 1 Different types of sorbments on the removal of purine ／%

由表2可知，8種吸附劑對4種嘌呤都具有一定的吸附效果，活性炭的吸附效果尤其顯著，特別是對黃嘌呤和次黃嘌呤的吸附效果更加明顯，吸附效果次于活性炭的是殼聚糖。其它6種吸附劑對4種嘌呤物質的吸附效果都不理想。故選擇活性炭作為豆漿嘌呤物質的吸附劑，進行深入研究。

2.2 活性炭添加量對豆漿嘌呤吸附率的影響

活性炭的添加量對豆漿中嘌呤吸附率的影響見圖1。

圖1 活性炭的添加量對豆漿中嘌呤脫除率的影響Figure 1 Effect of removal yield of purine in Soya bean milk on the addition of activated carbon

由圖1可知，隨著活性炭加入量的不斷增大，嘌呤的去除率逐漸增大，當活性炭濃度達到1.5g／L時，去除效果達到最大。

2.3 反應溫度對豆漿嘌呤吸附率的影響

反應溫度對豆漿中嘌呤吸附率的影響見圖2。

圖2 反應溫度對豆漿中嘌呤吸附率的影響Figure 2 Effect of removal yield of purine in Soya bean milk on temperature

由圖2可知，隨著溫度的不斷升高，豆漿中嘌呤的去除率呈現先增加后減少的狀態，在70℃時達到最高，繼續升高溫度，吸附率反而下降。這是由于活性炭吸附為物理吸附，吸附過程是放熱過程，溫度過高反而不利于吸附，因此，70℃時吸附效果最好。

2.4 反應pH對豆漿嘌呤吸附率的影響

反應pH對豆漿中嘌呤吸附率的影響見圖3。

圖3 反應pH對豆漿中嘌呤吸附率的影響Figure 3 Effect of removal yield of purine in Soya bean milk on pH

由圖3可知，隨著pH的逐漸增大，嘌呤的吸附率先增大后減小，在pH為8時達到最大，但趨勢并不是很明顯，考慮到豆漿本身的pH為6.8左右，與最大值間差距不大，因此在深入活性炭對豆漿嘌呤進行去除的探索中，可維持反應pH值在豆漿本身pH值（6.8）左右來進行研究。

2.5 反應時間豆漿嘌呤吸附率的影響

反應時間對豆漿中嘌呤吸附率的影響見圖4。

由圖4可知，隨著反應時間的增加，嘌呤吸附率呈現先上升后下降的趨勢，在50min時達到最大。

2.6 正交試驗結果

選擇活性炭作為豆漿嘌呤物質的吸附劑，分別考察活性炭的添加量、反應溫度、pH值和反應時間4個因素對豆漿中嘌呤物質吸附率的影響。根據單因素試驗結果，確定各因素對應水平見表2。

根據表2確定的各個因素，進行正交試驗，得到結果見表3。

圖4 反應時間對豆漿中嘌呤吸附率的影響Figure 4 Effect of removal yield of purine in Soya bean milk on time

表2 因素水平表Table 2 Different Levels of Fators

表3 正交試驗結果與分析Table 3 Orthogonal experiment and results analysis

由表3可知，影響豆漿中嘌呤去除率的因素主次為D＞A＞B＞C，最佳配比為A3B1C1D3，但由單因素試驗可知，當活性炭的添加量大于1.5g／L時，嘌呤吸附率的增加趨勢已不明顯，且考慮到活性炭濃度越高，其對豆漿的品質影響也越大，所以確定最佳添加量為1.5g／L，pH值為6.0，60℃恒溫靜置60min。在此條件下進行3次驗證實驗，最終得到豆漿中嘌呤的平均去除率為48.878%。經過凱氏定氮測得未經處理的豆漿蛋白質含量為6.826%，處理過的豆漿蛋白質含量為5.122%，僅降低了1.135%。

3 結論

通過吸附作用的機理，采用不同的吸附劑對4種嘌呤物質進行吸附，活性炭的吸附效果遠遠大于其它吸附劑。選擇活性炭作為吸附劑，對豆漿中的嘌呤類物質進行吸附研究。結果表明，在活性炭添加濃度為1.5g／L，pH值為6.0，60℃恒溫靜置60min時，能有效去除豆漿中的嘌呤物質，吸附率達到48.878%。經過凱氏定氮測得處理過的豆漿蛋白質含量僅降低了1.135%。可考慮采用該方法，為痛風及其并發癥患者研制低嘌呤保健豆漿，并擴大豆制品的消費市場，創造更大的經濟效益。

1 夏光輝，劉振春，陳麗安.菠蘿味豆漿的制作工藝研究［J］.安徽農業科學，2010，38（10）：5 204～5 305.

2 黃敏璋，程裕東，周穎越，等.豆漿飲料的微波殺菌特性初步研究［J］，食品科學，2006，27（12）：152～155.

3 劉少林.大豆中嘌呤含量的測定及分離研究［D］.安徽：安徽農業大學，2009.

4 張春珍，鄭亞麗.低嘌呤飲食對痛風性關節炎療效的影響［J］.浙江預防醫學，2004，16（9）：64～65.

5 盧味，詹玉云，邱秀娉.合理飲食對痛風病人治療作用的觀察［J］.中外健康文摘，2010，7（27）：27～28.

6 林先軍，董建軍，單連菊，等.吸附劑吸附啤酒中嘌呤類物質的初步研究［J］.中國釀造，2006（6）：39～41.

7 Fujino Yokoham S，Ohkochi M.Development of new beers and happou－shu for health conscious consumers［R］.USA：MBAA 116thAnniversary Convention，1999.

8 胡金德，李德超，曹又新.低嘌呤啤酒及其釀酒工藝技術［J］.啤酒科技，2004（11）：10～11.

9 Stewart G G，Martin S A.Wort clarity：effects on fermantation［J］.Mbaa TQ，2004，41（1）：18～26.

10 李景梅，金麗虹，翁占坤.鳥嘌呤，腺嘌呤，胸腺嘧啶和胞嘧啶的紫外吸收譜研究［J］.長春理工大學學報，2008，31（2）：74～76.11 凌云，王新宴，雍煒.高效液相色譜法檢測肉類食品中4種嘌呤堿［J］.分析化學，2008（6）：724～728.

12 劉少林，李梅青，丁之恩.HPLC法測定大豆中嘌呤含量的研究［J］.安徽農業大學學報，2009，36（4）：674～676.

13 劉春鳳，李崎，李永仙，等.固相萃取－反相高效液相色譜法測定小麥中的嘌呤類物質［J］.食品與生物技術學報，2008，27（5）：120～123.

14 尤玉如，張艷萍，劉士旺.HPLC法測定啤酒中嘌呤含量的方法研究［J］.中國釀造，2008（3）：76～78.

15 凌育趙，曾滿枝.HPLC法測定廣東南昆山白毛茶中的嘌呤堿［J］.食品研究與開發，2006，27（7）：155～157.

16 商曰玲，杜金華.啤酒發酵過程中嘌呤含量的變化研究［J］.釀酒，2009，36（5）：43～46.