李明富　萬(wàn)廣聰　賈轉(zhuǎn)　郭晨艷　運(yùn)曉靜　覃程榮　王雙飛　閔斗勇

摘 要：利用堿水解法處理蔗渣原料，分別采用氣相色譜（GC）和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）定量分析堿水解液中的阿魏酸和對(duì)香豆酸得率，以確定分析檢測(cè)方法的優(yōu)異性。同時(shí)，采用先堿水解再酸水解法提取蔗渣中的阿魏酸和對(duì)香豆酸，探究萃取溶劑和水解溫度對(duì)阿魏酸和對(duì)香豆酸提取率的影響。結(jié)果表明，采用GC-MS定量分析堿水解液中阿魏酸和對(duì)香豆酸的效果優(yōu)于GC。與蔗渣的堿水解法相比，先堿水解再酸水解的方法具有更高的分離效率，阿魏酸和對(duì)香豆酸得率分別從0.06%和2.00%提高到0.33%和4.04%。與三氯甲烷相比，乙酸乙酯作為萃取溶劑時(shí)，阿魏酸得率提高了23.53%，對(duì)香豆酸得率提高了6.1倍。蔗渣中阿魏酸酯和對(duì)香豆酸酯的水解效率隨著水解溫度的升高而提高，當(dāng)溫度從25℃升高到60℃，阿魏酸和對(duì)香豆酸的得率分別提高5.88%和1.78%。分析結(jié)果還表明，蔗渣原料中酯鍵和醚鍵分別占對(duì)香豆酸總鍵連的97.27%和2.73%，酯鍵和醚鍵分別占阿魏酸總鍵連的51.51%和48.49%。由此表明，蔗渣原料中對(duì)香豆酸主要以酯鍵與木素/碳水化合物連接，阿魏酸則以酯鍵和醚鍵與木素/碳水化合物連接。

關(guān)鍵詞：蔗渣;阿魏酸;對(duì)香豆酸;水解萃取;GC-MS

中圖分類號(hào)：TS721

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.11981/j.issn.1000-6842.2019.02.01

阿魏酸（4-羥基-3-甲氧基肉桂酸，F(xiàn)erulic acid，F(xiàn)A）和對(duì)香豆酸（對(duì)羥基肉桂酸， p-Coumaric acid，p-CA）是植物細(xì)胞壁中主要的羥基肉桂酸[1]。在非木材原料細(xì)胞壁形成過(guò)程中，羥基肉桂酸在與木素單體發(fā)生反應(yīng)的同時(shí)，也與聚糖發(fā)生酯化反應(yīng)形成阿魏酸酯和對(duì)香豆酸酯等結(jié)構(gòu)[2]。因此，在細(xì)胞壁木質(zhì)化過(guò)程中，羥基肉桂酸通過(guò)酯鍵和醚鍵與木素和多糖連接，形成木素-羥基肉桂酸酯-多糖復(fù)合結(jié)構(gòu)[3]。這些交聯(lián)結(jié)構(gòu)對(duì)植物細(xì)胞壁的生長(zhǎng)起著重要作用，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞壁的機(jī)械性能和生物降解性能[4-5]。阿魏酸通過(guò)醚鍵和酯鍵與木素/碳水化合物連接，對(duì)香豆酸則主要通過(guò)酯鍵方式與木素/碳水化合物連接，在細(xì)胞壁形成初期，少量對(duì)香豆酸與阿拉伯糖基聚木糖發(fā)生酯化反應(yīng)，大量對(duì)香豆酸則與木素發(fā)生酯化反應(yīng)[5-6]。

阿魏酸和對(duì)香豆酸廣泛存在于農(nóng)林廢棄物玉米芯、蔗渣、秸稈等木質(zhì)纖維生物質(zhì)細(xì)胞壁中。阿魏酸和對(duì)香豆酸具有抗氧化、清除自由基的作用[7]，可以用于食品添加劑和食品保鮮劑，也可用于醫(yī)藥防治疾病和化妝品添加劑以抑制黑色素的形成，抵抗紫外線輻射[8-11]。利用化學(xué)方法合成阿魏酸、對(duì)香豆酸存在反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、溶劑用量大、轉(zhuǎn)化率低、成本高等缺點(diǎn)，限制了阿魏酸和對(duì)香豆酸的廣泛應(yīng)用。因此，利用農(nóng)林生物質(zhì)作原料分離阿魏酸和對(duì)香豆酸，不僅能大量獲取阿魏酸和對(duì)香豆酸，還能促進(jìn)其在食品、醫(yī)藥等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。

目前，主要采用堿水解法[12-13]或先堿水解再酸水解法從植物原料中分離對(duì)香豆酸和阿魏酸[5，14]。由于酯鍵和醚鍵的化學(xué)穩(wěn)定性不同，它們對(duì)酸堿的穩(wěn)定性亦不同。堿水解主要破壞阿魏酸和對(duì)香豆酸與木素/碳水化合物間的酯鍵來(lái)分離阿魏酸和對(duì)香豆酸，同時(shí)伴隨著木素和半纖維素溶出。酸水解則主要通過(guò)破壞阿魏酸和對(duì)香豆酸與木素/碳水化合物間的醚鍵來(lái)分離阿魏酸和對(duì)香豆酸[5， 14]。目前，主要采用光譜法或色譜法定量分析羥基肉桂酸類化合物，其中光譜法可以直接進(jìn)行測(cè)定，色譜法則需要先分離羥基肉桂酸化合物再進(jìn)行測(cè)定。Torre等[15]采用稀堿水解玉米穗后，利用高效液相色譜法（HPLC）檢測(cè)出水解液中阿魏酸和對(duì)香豆酸的濃度分別為1171 mg/L和2156 mg/L。HPLC樣品制備簡(jiǎn)單，無(wú)需特殊處理，但分離能力較弱，難以分離并檢測(cè)堿水解過(guò)程中產(chǎn)生的羥基肉桂酸二聚體[16-18]。Lao等[19]發(fā)現(xiàn)，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）能快速地定量分析當(dāng)歸萃取液中的阿魏酸、川芎內(nèi)酯和其他四氯苯酞等13個(gè)組分的含量。

本研究采用堿水解法處理蔗渣原料，對(duì)比分析氣相色譜（GC）和GC-MS定量分析一步堿水解液中的阿魏酸和對(duì)香豆酸的差異性。其次，采用先堿水解再酸水解法處理蔗渣，探究萃取溶劑和水解溫度對(duì)阿魏酸和對(duì)香豆酸得率的影響，最后分別計(jì)算阿魏酸和對(duì)香豆酸與木素/碳水化合物連接的醚鍵及酯鍵比例，建立蔗渣原料中阿魏酸和對(duì)香豆酸的高效分離和檢測(cè)方法。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 原料與試劑

蔗渣，由廣西某造紙廠提供。蔗渣粉碎后收集40～60目組分作原料。原料經(jīng)苯-醇（體積比為2∶1）抽提8 h以除去有機(jī)抽提物。抽提原料先風(fēng)干再真空干燥24 h后，利用行星球磨儀球磨24 h，球磨樣品用作實(shí)驗(yàn)起始原料。

化學(xué)試劑：NaOH、HCl、無(wú)水MgSO4、苯、乙醇、乙酸乙酯、吡啶、三氯甲烷、二氧六環(huán)，均為分析純。阿魏酸、對(duì)香豆酸、2-羥基肉桂酸標(biāo)準(zhǔn)樣品為色譜純。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 蔗渣一步堿水解法

稱取1 g球磨蔗渣樣品置于250 mL錐形瓶中，加入50 mL 1 mol/L的NaOH，常溫下避光攪拌24 h后，離心分離得到水解液和殘?jiān)?。用蒸餾水洗滌殘?jiān)?次，洗滌液與水解液混合、待測(cè)。殘?jiān)壤鋬龈稍?8 h，再真空干燥24 h，計(jì)算堿抽提殘?jiān)寐?。? mol/L的HCl調(diào)節(jié)混合液pH值為2后[5]，利用乙酸乙酯萃取3次，離心分離收集有機(jī)相，加入無(wú)水MgSO4干燥，過(guò)濾、減壓旋蒸，得到固體水解產(chǎn)物。固體水解產(chǎn)物先冷凍干燥48 h，再真空干燥24 h后，加入內(nèi)標(biāo)物2-羥基肉桂酸，溶解在200 μL吡啶中，經(jīng)0.45 μm有機(jī)濾膜過(guò)濾，轉(zhuǎn)移100 μL溶液至1.5 mL氣相色譜樣品瓶中，加入100 μL NO-雙（三甲基硅烷）三氟乙酰胺硅烷化試劑（TMCS），水浴70℃反應(yīng)1 h后，分別采用GC和GC-MS測(cè)定。本實(shí)驗(yàn)中對(duì)照樣采用如下方法，將對(duì)香豆酸、阿魏酸的標(biāo)準(zhǔn)樣品和內(nèi)標(biāo)物2-羥基肉桂酸溶解于1 mol/L NaOH中反應(yīng)24 h后，調(diào)節(jié)pH值為2，經(jīng)乙酸乙酯萃取，旋蒸干燥后，溶解于吡啶中進(jìn)行衍生化后，分別采用GC和GC-MS測(cè)定。一步堿水解提取對(duì)香豆酸和阿魏酸的流程圖見圖1。

1.2.2 蔗渣先堿水解再酸水解

兩步水解提取蔗渣中的對(duì)香豆酸和阿魏酸技術(shù)路線圖見圖2。

1.2.2.1 原料堿水解

取5 g球磨蔗渣原料置于500 mL錐形瓶中，加入250 mL 1 mol/L的NaOH，在常溫或60℃下避光攪拌反應(yīng)24 h。反應(yīng)結(jié)束后，離心分離得到水解液和殘?jiān)?。用蒸餾水洗滌殘?jiān)?次，收集洗滌液與水解液混合，用于提取阿魏酸和對(duì)香豆酸。殘?jiān)壤鋬龈稍?，再真空干?8 h后，存放于干燥器中備用，部分殘?jiān)米魉崴庠?。? mol/L的HCl調(diào)節(jié)洗滌液與水解液的混合液pH值為6，加入等體積95%乙醇以沉淀除去半纖維素后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇，再次調(diào)節(jié)溶液pH值為2，沉淀出木素，懸浮液離心分離得到水解液和木素，木素真空干燥，備用[5]。分別利用乙酸乙酯和三氯甲烷萃取水解液3次，分液收集有機(jī)相，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑，得到堿水解產(chǎn)物。堿水解產(chǎn)物先冷凍干燥48 h，再真空干燥24 h后，加入內(nèi)標(biāo)物2-羥基肉桂酸，溶解在200 μL吡啶中，經(jīng)0.45 μm有機(jī)濾膜過(guò)濾，轉(zhuǎn)移100 μL溶液至1.5 mL棕色色譜瓶中，加入100 μL TMCS，在70℃條件下反應(yīng)1 h 后，采用GC-MS測(cè)定。

1.2.2.2堿水解殘?jiān)乃崴?/p>

取1 g堿水解殘?jiān)?，與100 mL二氧六環(huán)/HCl混合液（體積比9∶1，HCl濃度2 mol/L）混合后[5]，在80℃油浴中回流反應(yīng)3 h，冷卻后，離心分離得到離心液和沉淀。用二氧六環(huán)/水（體積比1∶1）洗滌沉淀3次，將洗滌液與離心液混合，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去二氧六環(huán)，調(diào)節(jié)pH值為6，離心分離得到沉淀和水解液。用等體積乙酸乙酯萃取水解液3次，分液收集有機(jī)相，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙酸乙酯，得到酸水解產(chǎn)物。酸水解產(chǎn)物冷凍干燥48 h再真空干燥24 h后，加入內(nèi)標(biāo)物2-羥基肉桂酸，溶解在200 μL吡啶中，經(jīng)0.45 μm有機(jī)濾膜過(guò)濾，轉(zhuǎn)移100 μL溶液至1.5 mL棕色色譜瓶中，加入100 μL TMCS，在70℃條件下反應(yīng)1 h后，采用GC-MS測(cè)定。

1.3 分析方法

1.3.1 原料化學(xué)組分分析

蔗渣原料中的碳水化合物、木素等化學(xué)組分和灰分均采用美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）的方法測(cè)定[20-21]。取0.3 g原料放入10 mL坩堝中，加入1.5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)72%的H2SO4潤(rùn)脹2 h后，加入56 mL蒸餾水將H2SO4濃度稀釋至3%，再在121℃條件下反應(yīng)4 h，過(guò)濾得到固體和濾液，固體為酸不溶木素（Klason木素）。利用紫外可見分光光度計(jì)（SPECORD 50 PLUS，Analytik Jena，德國(guó)）在205 nm處分析濾液中酸溶木素含量。利用離子色譜（HPIC，Thermo Dionex5000+ DC，美國(guó)）分析濾液中碳水化合物含量。稱取2 g樣品置于馬弗爐中，在575℃下灼燒6 h，殘留物即為原料灰分。

1.3.2 GC分析測(cè)試

利用GC（Agilent 7890B GC，Agilent，美國(guó)）定量分析水解液中阿魏酸和對(duì)香豆酸。色譜柱為HP-5MS UI（30 mm×0.25 mm×0.25 μm），載氣為高純氦氣，檢測(cè)器為FIRD。測(cè)試條件如下：柱箱起始溫度200℃，保持1 min，以2℃/min速率升溫至250℃后，保持4 min，進(jìn)樣溫度250℃，分流比1∶50，尾氣吹掃4 min，進(jìn)樣體積1 μL。

1.3.3 GC-MS分析測(cè)試

利用GC（Agilent 7890B GC，Agilent，美國(guó)）和MS（5977A MSD，Agilent，美國(guó)）定量分析水解液中阿魏酸和對(duì)香豆酸，色譜柱為HP-5MS UI（30 mm×0.25 mm×0.25 μm），載氣為高純氦氣，檢測(cè)器為MS。GC測(cè)試條件同1.3.2。MS測(cè)試條件：離子源溫度230℃，四級(jí)桿溫度150℃，傳輸線溫度280℃，掃描范圍35～350。

2 結(jié)果與討論

2.1 蔗渣原料主要化學(xué)組分分析

經(jīng)檢測(cè)，蔗渣原料主要化學(xué)組分含量為：纖維素49.50%，半纖維素19.00%，木素20.51%，灰分1.20%，其他9.79%。結(jié)果表明，蔗渣的木素含量低于馬尾松（27.96%）和桉木的木素含量（30.43%），蔗渣綜纖維素含量（68.50%）高于馬尾松（64.38%）和桉木的綜纖維素含量（64.03%）[22]。蔗渣原料中還含有其他組分（9.79%），如果膠、蛋白質(zhì)、脂肪酸等抽出物。

2.2 一步堿水解法提取阿魏酸和對(duì)香豆酸

禾草類植物原料細(xì)胞壁中的羥基肉桂酸包括對(duì)香豆酸、阿魏酸、香草醛。兩種羥基肉桂酸通過(guò)酯鍵/醚鍵與木素/碳水化合物連接形成復(fù)合物，如圖3所示[23-24]。

在室溫條件下，1 g蔗渣經(jīng)1 mol/L NaOH水解24 h后，殘?jiān)寐蕿?9.90%。分別利用GC和GC-MS定量分析堿水解后的阿魏酸和對(duì)香豆酸，分析結(jié)果見表1。從表1可知，堿水解液中含有對(duì)香豆酸及少量的阿魏酸。GC分析結(jié)果顯示，一步堿水解法提取的阿魏酸和對(duì)香豆酸得率分別為0.06%和2.00%;GC-MS結(jié)果顯示，一步堿水解法提取的阿魏酸和對(duì)香豆酸得率分別為0.07%和2.10%。由于堿能破壞酯鍵，因此推斷酯鍵是對(duì)香豆酸與木素/碳水化合物連接的主要方式，而不是阿魏酸與木素/碳水化合物連接的主要方式。相對(duì)于GC檢測(cè)結(jié)果，GC-MS測(cè)定的阿魏酸和對(duì)香豆酸含量分別提高了5.0%和16.7%，表明GC-MS具有更高的測(cè)量精度。而且GC-MS分析結(jié)果還顯示，堿水解液中的阿魏酸和對(duì)香豆酸分別存在順式和反式兩個(gè)同分異構(gòu)體，如圖4所示。

圖5是蔗渣堿水解產(chǎn)物中羥基肉桂酸的總離子流色譜圖。根據(jù)GC-MS譜庫(kù)匹配識(shí)別可知：圖5中保留時(shí)間為3.4 min（d）和4.7 min（c）的峰分別為順式對(duì)香豆酸和對(duì)香豆酸;保留時(shí)間為4.5 min（b）和6.3 min（a）的峰分別是順式和反式阿魏酸;保留時(shí)間為3.6 min的峰是內(nèi)標(biāo)物2-羥基肉桂酸（e）。Newby等[25]采用不同溶劑與羧酸混合抽提紫花苜蓿芽中的羥基肉桂酸，也發(fā)現(xiàn)阿魏酸和對(duì)香豆酸存在順式和反式同分異構(gòu)體。雖然反式對(duì)香豆酸和阿魏酸穩(wěn)定性較高，但是光催化作用能將少量反式對(duì)香豆酸和反式阿魏酸轉(zhuǎn)化為順式對(duì)香豆酸和順式阿魏酸。

阿魏酸、對(duì)香豆酸和2-羥基肉桂酸標(biāo)樣的質(zhì)譜圖如圖6所示。由圖5和圖6可知，2-羥基肉桂酸與阿魏酸、對(duì)香豆酸的質(zhì)譜圖不同，總離子流色譜圖中出峰位置也不同，表明2-羥基肉桂酸可以作為內(nèi)標(biāo)物分析樣品中的阿魏酸和對(duì)香豆酸。GC-MS的定量分析結(jié)果如表2所示。表2結(jié)果表明，阿魏酸、對(duì)香豆酸和2-羥基肉桂酸標(biāo)準(zhǔn)樣品的萃取得率分別為99.00%、97.50%和99.00%，誤差小于3%，GC-MS可用于樣品中阿魏酸和對(duì)香豆酸的定量分析。

2.3 先堿水解再酸水解的兩步法分析

2.3.1 堿水解萃取溶劑和水解溫度對(duì)阿魏酸和對(duì)香豆酸得率的影響

蔗渣樣品中阿魏酸和對(duì)香豆酸的含量不同，兩者與木素/碳水化合物連接的酯鍵和醚鍵在酸堿溶液中的穩(wěn)定性也不同。因此，可利用先堿水解再酸水解兩步法分離出蔗渣中的阿魏酸和對(duì)香豆酸，并計(jì)算其中酯鍵和醚鍵的比例。

堿水解能破壞羥基肉桂酸與木素間的酯鍵連接，因此，能分離出酯鍵連接的阿魏酸和對(duì)香豆酸，還能溶出部分木素和半纖維素。堿水解完成后過(guò)濾水解液，用HCl調(diào)節(jié)水解液pH值為6，將水解液加入到95%乙醇溶液中沉淀出半纖維素，再調(diào)節(jié)水解液pH值為2沉淀出堿溶木素。結(jié)果如表3所示，其中半纖維素得率約13.60%，占原料半纖維素的71.57%;木素得率約9.40%，占原料木素的45.85%。通過(guò)醇沉除去溶液中的半纖維素和酸沉除去溶液中的木素，有利于減少半纖維素和木素對(duì)阿魏酸和對(duì)香豆酸的干擾，提高阿魏酸和對(duì)香豆酸的提取得率和純度。此外，堿水解后，半纖維素溶出得率高于木素，可能是由于堿水解有效破壞細(xì)胞壁，使木素和碳水化合物的連接鍵發(fā)生斷裂導(dǎo)致。

2.3.1.1 萃取溶劑對(duì)阿魏酸和對(duì)香豆酸提取的影響

分別采用乙酸乙酯和三氯甲烷為溶劑萃取蔗渣堿水解液中的阿魏酸和對(duì)香豆酸，分別加入內(nèi)標(biāo)物2-羥基肉桂酸后，再利用GC-MS進(jìn)行定量分析，分析結(jié)果見表4。由表4可知，乙酸乙酯作為萃取溶劑時(shí)，堿水解后阿魏酸和對(duì)香豆酸得率分別為0.17%和3.93%;三氯甲烷作為萃取溶劑，阿魏酸和對(duì)香豆酸得率分別為0.13%和0.64%。乙酸乙酯萃取阿魏酸得率比三氯甲烷的高23.53%，乙酸乙酯萃取對(duì)香豆酸得率比三氯甲烷的高6.1倍。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，阿魏酸和對(duì)香豆酸在乙酸乙酯中的溶解性均高于三氯甲烷，主要原因是阿魏酸和對(duì)香豆酸是極性物質(zhì)，而乙酸乙酯極性高于三氯甲烷，因此乙酸乙酯的萃取效率更高。此外，乙酸乙酯不能萃取溶液中的淀粉和糖類物質(zhì)，這也有利于提高對(duì)香豆酸和阿魏酸的萃取效率。Choi等[26]研究也發(fā)現(xiàn)，阿魏酸在乙酸乙酯中的溶解性明顯高于三氯甲烷和乙醚等溶劑。

2.3.1.2 堿水解溫度對(duì)阿魏酸和對(duì)香豆酸提取的影響

水解溫度是影響蔗渣堿水解提取阿魏酸和對(duì)香豆酸的主要因素之一，實(shí)驗(yàn)研究了水解溫度25℃和60℃下對(duì)阿魏酸和對(duì)香豆酸提取的影響。如表4所示，當(dāng)水解溫度為25℃時(shí)，阿魏酸和對(duì)香豆酸的得率分別為0.17%和3.93%;當(dāng)溫度提高到60℃時(shí)，阿魏酸和對(duì)香豆酸得率分別增加到0.18%和4.00%，分別提高了5.88%和1.78%。根據(jù)熱力學(xué)基本原理，提高反應(yīng)溫度有利于化學(xué)鍵的斷裂。Xu等[14]的研究結(jié)果也顯示，當(dāng)水解溫度從20℃提高到40℃，蔗渣中木素溶出率從9.9%增加到13.4%，半纖維素溶出率從18.6%增加到20.8%，對(duì)香豆酸得率從0.60%提高到0.70%。Mussatto等[27]優(yōu)化谷物中阿魏酸和對(duì)香豆酸提取工藝的結(jié)果同樣表明，當(dāng)反應(yīng)溫度從80℃提高到120℃，水解液中阿魏酸和對(duì)香豆酸的濃度分別增加了26.08 mg/L和22.68 mg/L。綜上所述，水解溫度的提高，不僅有利于半纖維素和木素的溶出，而且有利于阿魏酸和對(duì)香豆酸分離效率的提高。

2.3.2 酸水解對(duì)阿魏酸及對(duì)香豆酸提取的影響

由于酸水解能夠破壞醚鍵，因此對(duì)蔗渣原料進(jìn)行酸水解能釋放出以醚鍵連接的阿魏酸或?qū)ο愣顾?。利用二氧六環(huán)/HCl對(duì)堿水解殘?jiān)M(jìn)行酸水解，再利用乙酸乙酯進(jìn)行萃取，加入內(nèi)標(biāo)物2-羥基肉桂酸，最后利用GC-MS進(jìn)行定量分析，結(jié)果如圖7和表5所示。表5結(jié)果可知，酸水解后阿魏酸和對(duì)香豆酸的得率分別為0.16%和0.11%。結(jié)果表明，通過(guò)醚鍵與木素/碳水化合物鍵連的阿魏酸多于對(duì)香豆酸。

對(duì)蔗渣先堿水解再酸水解能先后破壞細(xì)胞壁中的酯鍵和醚鍵，因此能更有效地從蔗渣中分離出阿魏酸和對(duì)香豆酸。比較表4、表5可知，堿水解從蔗渣原料中分離出更多阿魏酸和對(duì)香豆酸，且對(duì)香豆酸的得率高于阿魏酸;而酸水解從殘?jiān)蟹蛛x的阿魏酸和對(duì)香豆酸較少，且阿魏酸和對(duì)香豆酸得率相近。根據(jù)表4和表5中計(jì)算阿魏酸和對(duì)香豆酸的總得率分別為0.33%和4.04%。此外，分別計(jì)算阿魏酸和對(duì)香豆酸各自比例表明，對(duì)香豆酸在蔗渣原料中主要以對(duì)香豆酸酯存在，酯鍵約占總鍵連的97.27%，此外還存在少量醚鍵，約占總鍵連的2.73%。Newby等[25]的研究結(jié)果也表明，堿處理可以釋放大部分酯鍵連接的羥基肉桂酸和少部分酰胺鍵連接的羥基肉桂酸。這也表明，堿水解主要破壞酯鍵連接。與對(duì)香豆酸不同，阿魏酸不但通過(guò)酯鍵與碳水化合物連接，而且通過(guò)醚鍵與木素連接，酯化阿魏酸和醚化阿魏酸分別約占51.51%和48.49%。Lam等[28]研究通過(guò)均相催化劑和三乙基硼氫化鋰進(jìn)行氫化研究稻草節(jié)間細(xì)胞壁中羥基肉桂酸的結(jié)合方式，結(jié)果也表明，分離的阿魏酸中醚化阿魏酸較少，約占40%。Xu等[14]的研究結(jié)果也表明，蔗渣中44.0%～55.0%的阿魏酸通過(guò)酯鍵與半纖維素連接，另一部分則通過(guò)酚羥基與木素發(fā)生醚化。Huang等[29]分別進(jìn)行竹青、竹黃中阿魏酸和對(duì)香豆酸的分離研究;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，竹青、竹黃細(xì)胞壁中醚鍵連接的阿魏酸含量高于對(duì)香豆酸。由此表明，蔗渣原料中酯化阿魏酸和對(duì)香豆酸的比例大于醚化阿魏酸和對(duì)香豆酸，且酯鍵連接的對(duì)香豆酸高于阿魏酸，醚鍵連接的阿魏酸高于對(duì)香豆酸。

3 結(jié) 論

本課題主要對(duì)比分析采用堿水解和先堿水解再酸水解對(duì)提取蔗渣原料中阿魏酸和對(duì)香豆酸得率的影響，通過(guò)改變水解條件和檢測(cè)方法能有效提高阿魏酸和對(duì)香豆酸得率和檢測(cè)準(zhǔn)確性，主要結(jié)論如下。

3.1 比較堿水解一步法和先堿水解再酸水解兩步法分離蔗渣原料中阿魏酸酯和對(duì)香豆酸酯的得率，結(jié)果表明，先堿水解再酸水解兩步法具有更高的分離效率，阿魏酸和對(duì)香豆酸的得率（對(duì)蔗渣原料）分別為0.33%和4.04%;而堿水解一步法分離阿魏酸和對(duì)香豆酸的得率分別為0.06%和2.00%。

3.2 采用GC-MS檢測(cè)水解液中的阿魏酸和對(duì)香豆酸不但具有良好的檢測(cè)精度，還能鑒別出二者的同分異構(gòu)體。與三氯甲烷作為萃取溶劑相比，乙酸乙酯對(duì)蔗渣中阿魏酸和對(duì)香豆酸具有更高的萃取效率。此外，提高水解溫度有利于提高阿魏酸酯和對(duì)香豆酸酯的水解效率。

3.3 蔗渣原料中的對(duì)香豆酸主要以酯鍵方式與木素/碳水化合物連接，約占總鍵連的97.27%，醚鍵則占2.73%;阿魏酸分別以酯鍵和醚鍵方式與木素/碳水化合物連接，其中酯鍵約占總鍵連的51.51%，醚鍵約占48.49%。

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Determination of Ferulic Acid and p-Coumaric Acid in Sugarcane Bagasse

LI Mingfu WAN Guangcong JIA Zhuan GUO Chenyan1，2

YUN Xiaojing QIN Chengrong WANG Shuangfei MIN Douyong1，2，*

（1. College of Light Industry and Food Engineering， Guangxi University， Nanning， Guangxi Zhuang Autonomous Region， 530004;

2. Guangxi Key Laboratory of Clean Pulp & Papermaking and Pollution Control， Nanning， Guangxi Zhuang Autonomous Region， 530004）

（*E-mail： mindouyong@gxu.edu.cn）

Abstract：Sugarcane bagasse was treated with alkaline hydrolysis， and ferulic acid and p-coumaric acid in one-step alkaline hydrolysate were quantitatively analyzed by gas chromatography （GC） and gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）. Mean while， ferulic acid and p-coumaric acid from sugarcane bagasse were extracted by alkaline hydrolysis followed by acid hydrolysis， and the effects of extraction solvent and hydrolysis temperature on the extraction rate of ferulic acid and p-coumaric acid were investigated. The results showed that compared with alkali extraction， combination of alkali extraction and acid extraction hydrolyzed more p-coumarate and ferulate acids. The yields of p-coumaric acid and ferulic acid were increased from 0.06% and 2.00% to 0.33% and 4.04%，respectively. The yields were also improved with the temperature increasing. When temperature increased from 25℃ to 60℃， yields of ferulic acid and p-coumaric acid were increased by 5.88%and 1.78%，respectively. Compared with using chloroform as extraction solvent， ethyl acetate could increase yields of ferulic acid and p-coumaric acid by 23.53% and 6.1 times， respectively. As a result， it was demonstrated that ester bond was the main linkage between p-coumaric acid to lignin and carbohydrate which accounted for 97.27% of total linkages in sugarcane bagasse. While， both of ester bond and ether bond were the linkages of ferulic acid to lignin or carbohydrate which respectively account for 51.51% and 48.49% of total linkages.

Keywords：sugarcane bagasse; ferulic acid; p-coumaric acid; extraction; GC-MS