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随着人们生活水平的提高,虾青素以其超强的抗氧化和着色性能及抗肿瘤和增强免疫的生理功能逐渐成为食品和医药领域的研究开发热点。该文对红发夫酵母中虾青素的提取及提取液中脂肪的去除方法进行了优化研究,并采用环糊精包合技术对虾青素皂化液进行包合以提高其稳定性和利用率,对环糊精包合条件进行了正交优化研究。
首先研究了红发夫酵母中虾青素的提取方法,比较了酸热法、超声波法、研磨法和二甲基亚砜法四种破壁方法对酵母的破壁效果,同时对正己烷和丙酮以及正己烷和乙醇的不同配比的混合溶剂对类胡萝卜素的提取效果进行了研究。通过实验,确定了虾青素提取适宜的破壁方法为酸热法,提取溶剂为正己烷:丙酮(v:v)=1:1的混合溶剂。
皂化由于除去了色素提取液中大部分的酵母油脂,能提高虾青素-β-环糊精包合物的包合率,但皂化时虾青素受热和碱的作用被破坏的程度随皂化条件加剧而增加。通过对皂化条件进行优化研究,得出优化的皂化条件为:温度20℃;NaOH浓度0.021mol/L;每克干酵母提取液中加入25mLNaOH溶液;反应时间20min,在此条件下,虾青素保留率为86.54%。经过皂化后,包合率明显提高,由未皂化前的26.67%提高到80.27%。
对虾青素-β-环糊精包合物的制备工艺条件进行正交优化试验,结果表明:在该实验范围内影响虾青素包合率的各因素中转速为显著影响因素,各因素的重要性排列依次为:转速>时间>温度>环糊精用量。获得虾青素包合率最高的反应条件为:每40mg皂化浓缩后的虾青素样品加入β-环糊精7g;温度40℃;转速600r/min;搅拌包合时间5h。在此条件下制备虾青素-β-环糊精包合物,其包合率高达85.77%。
对虾青素样品进行了光和热稳定性的研究,结果表明:随着温度和光强的升高,虾青素—石油醚溶液和虾青素-β-环糊精包合物样品稳定性都呈下降趋势,但采用环糊精包合技术后,虾青素对光和热稳定性与未包合前相比有了很大的提高。
采用X射线衍射分析法和红外光谱法对虾青素-β-环糊精包合物、β-环糊精、虾青素样品及两者物理混合物的结构进行了检测。X射线衍射分析检测结果表明:包合物结构与混合物相比发生了显著变化,在衍射峰的位置和强度上均有显著不同,而且产生了新的峰;另外,红外光谱检测结果表明:虾青素-β-环糊精包合物的红外吸收峰相对于主客体吸收峰有多个发生位移和消失,且峰形和峰强度亦有改变。X射线衍射和红外光谱测定结果均表明虾青素与β-环糊精产生了包合作用,形成了包结物。
委托中国广州分析测试中心对虾青素-β-环糊精包合物中残存丙酮、乙酸乙酯、砷、铅的含量进行了检测,结果显示,所得包合物中残存的丙酮、乙酸乙酯、砷和铅的含量均达到了FAO/WHO质量指标的要求,可安全用作食品添加剂。