利用玉米蛋白粉提取叶黄素单体的工艺研究

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玉米蛋白粉为湿法制备玉米淀粉时的主要副产物,一直被当作饲料,很是浪费资源。如果以此为原料提取叶黄素既解决环境污染的问题,同时经过提取后的蛋白粉,仍然可以用来提取肽,这样必然使玉米生产的经济附加值有较大提高。玉米叶黄素可作为天然色素应用于化妆品、饲料、医药等行业中,同时还可作为具有保健作用的物质,能预防和延缓老年人的视力退化和失明症,以及血管硬化、冠心病和肿瘤等疾病。本课题以玉米蛋白粉为原料提取叶黄素,研究了叶黄素单体成分的提取、分离纯化的工艺条件。主要研究结果如下:1、以玉米蛋白粉为原料,分别对玉米叶黄素的超临界CO2萃取法和超声波辅助萃取法的工艺条件进行研究,利用HPLC法检测叶黄素纯度,确定提取叶黄素的最适方法。用响应面分析法优化叶黄素提取的工艺参数,得出了超临界CO2萃取法的最优工艺条件为:萃取时间2.3h,萃取温度42℃,萃取压力30Mpa,夹带剂为90%乙醇,添加量5%。在该条件下的叶黄素得率为113.24μg/g,纯度为46.51%;超声波辅助法提取叶黄素的工艺条件为:乙醇浓度89%、提取时间33min、提取温度39℃、溶剂倍率15,功率为强。在此条件下的叶黄素得率为117.24μg/g,叶黄素纯度为35.01%,显著(p<0.05)低于超临界萃取法的叶黄素纯度,因此选择超临界CO2萃取法为玉米的最佳提取方法。2、为获得纯度较高的叶黄素,以超临界CO2萃取玉米蛋白粉所得叶黄素浸膏为原料,对叶黄素浸膏的皂化工艺条件进行研究,采用高效液相色谱法(HPLC)测定叶黄素纯度。用响应面分析法优化叶黄素浸膏的皂化工艺参数,在单因素试验基础上选取皂化温度、皂化时间、料液比三个主要因素,以叶黄素纯度为响应值,对其皂化工艺参数进行优化,得出了最优皂化工艺条件为:皂化温度52℃,皂化时间4.7h,加碱量10%,料液比1:11。在该条件下由响应面模型预测的玉米叶黄素纯度为67.38%,验证值为67.42%。3、采用C30柱层析进一步分离纯化叶黄素,并对其工艺条件进行了研究。考察了上样浓度、洗脱剂比例、洗脱剂用量、洗脱流速对分离效果的影响,确定了适宜条件为:上样浓度20mg mL-1,上样溶剂正己烷,考察了洗脱溶剂对动态吸附与洗脱的影响,最终选择洗脱参数为洗脱温度30℃,洗脱剂为V(乙醇):V(甲基叔丁基醚)=97:3,洗脱剂用量是4BV,洗脱速度是2.0mL min-1,柱层析分离后可将叶黄素纯度从67.42%提高到95.37%。
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