植物乳桿菌CHU-R中蝦青素提取工藝及產(chǎn)業(yè)化研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-15 11:44
蝦青素是一種含氧的類胡蘿卜素,是目前自然界中發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)的抗氧化劑,具有抗腫瘤、抗衰老、預(yù)防心腦血管疾病等功能,在化妝品、保健品、藥品等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。由于其生物來(lái)源有限和提取困難等原因,市場(chǎng)價(jià)格昂貴。乳桿菌是益生菌家族的一員,經(jīng)誘導(dǎo)培育的植物乳桿菌CHU-R可以產(chǎn)生蝦青素等類胡蘿卜素,安全性高,具有很高的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。本文將L.plantarum CHU-R作為一種新的蝦青素生物來(lái)源,在乙醇體系下發(fā)明了球磨破壁和超臨界(SCCO2)提取工藝,優(yōu)化了工藝參數(shù),并進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化放大。(1)探究了轉(zhuǎn)速(Rs)、菌珠比(A)、醇菌比(B)、時(shí)間(C)、球磨珠(D)對(duì)破壁的影響,結(jié)果表明:在Rs=650 r/min、A=0.5、B=0.8、C=4 h、D為五種球磨珠混合的條件下,D50=100nm,破壁率Cd>98%,OD值達(dá)1.096。(2)采用單因素實(shí)驗(yàn)考察了壓力(P)、溫度(T)、時(shí)間(t)、制粒比(R)、固容比(L)、含水量(H)對(duì)SCCO2提取的影響,并設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)對(duì)提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化,影響SCCO2...
【文章來(lái)源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
蝦青素市場(chǎng)趨勢(shì)[19]
第一章緒論15設(shè)計(jì)技術(shù)路線、利用多種表征手段對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,研究思路見(jiàn)圖1-4,具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)菌體破壁工藝優(yōu)化。利用立式行星球磨機(jī)對(duì)植物乳桿菌進(jìn)行濕法破壁,乙醇作為破壁助劑,以粒度分布、細(xì)胞破壁率和總類蘿卜素OD值作為主要討論指標(biāo),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究球磨機(jī)轉(zhuǎn)速、球磨時(shí)間、醇菌比、菌珠比等因素對(duì)破壁的影響。(2)SCCO2提取和蝦青素酯皂化工藝研究。利用超臨界CO2提取裝置對(duì)破壁乳桿菌進(jìn)行提取,以總提取率、總類胡蘿卜素含量、蝦青素純度為主要討論指標(biāo),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究提取時(shí)間、壓力、溫度、固容率等對(duì)提取的影響,并與傳統(tǒng)溶劑法進(jìn)行比較;建立Uv-vis檢測(cè)總類胡蘿卜素和HPLC檢測(cè)游離蝦青素的方法,探究時(shí)間、溫度、堿濃度對(duì)皂化的影響。(3)蝦青素粗提物的純化鑒定及穩(wěn)定性研究。利用TLC篩選展開(kāi)劑,經(jīng)柱層析進(jìn)行梯度洗脫純化,收集主要色帶經(jīng)多種手段進(jìn)行純度檢測(cè),利用元素分析、Uv-vis、FT-IR、HPLC、HRMS、GC-MS等表征手段進(jìn)行主要成分的鑒定;以總類胡蘿卜素OD值為主要討論指標(biāo),探究溫度、光照、溶劑、添加劑等對(duì)總類胡蘿卜素穩(wěn)定性的影響。(4)破壁提取放大試驗(yàn)及產(chǎn)業(yè)化分析;趯(shí)驗(yàn)室結(jié)果指導(dǎo)放大試驗(yàn),設(shè)計(jì)、優(yōu)化生產(chǎn)方案,并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化分析。圖1-4研究思路圖Fig.1-4Schematicofthisresearch
華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文20充分接觸。10min后,進(jìn)行動(dòng)態(tài)提齲重新打開(kāi)高壓泵、閥V3,微微打開(kāi)閥V5保持萃取釜壓力,當(dāng)分離釜壓力到達(dá)6.5MPa時(shí),打開(kāi)閥V7,關(guān)閉閥V1,使CO2在管道內(nèi)循環(huán)提取,完成動(dòng)態(tài)提取操作。動(dòng)態(tài)提取過(guò)程中若出現(xiàn)參數(shù)偏離實(shí)驗(yàn)設(shè)定值,需及時(shí)進(jìn)行微調(diào)。若萃取釜和分離釜壓力都比設(shè)定值低,則關(guān)閉閥V7打開(kāi)閥V1進(jìn)行補(bǔ)氣,完成后進(jìn)行CO2循環(huán)操作即可。一段時(shí)間后,打開(kāi)分離釜閥門(mén),收集提取物,充氮后密封置于-20oC冰箱保存。實(shí)驗(yàn)結(jié)束,待萃取釜泄壓完全方可開(kāi)釜,全程注意實(shí)驗(yàn)安全。圖2-1裝置實(shí)物及流程示意圖1CO2鋼瓶;2流量計(jì);3儲(chǔ)罐;4柱塞式壓縮泵;5熱油泵1;6萃取釜;7熱油泵2;8分離釜;9接收罐;10干燥室Fig.2-1Flowdiagramoftheprocess1CO2cylinder;2flowmeter;3storagetank;4pump;5hotoilpump1;6extractor;7hotoilpump2;8separationchamber;9collector;10dryingchamber2.3.5傳統(tǒng)有機(jī)溶劑提取方法取0.5g處理好的乳桿菌于10mL離心管,加入2mLDMSO在65oC下水浴90min,水浴完成后加入5mL丙酮,靜置提取20min后置于離心機(jī)以4000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min,用注射器吸取上層清液并過(guò)0.22μm濾膜后注于1cm加蓋石英比色皿中,并以丙酮作為參比,用Uv-vis測(cè)在波長(zhǎng)480nm下的OD值。設(shè)置三組平行。2.3.6蝦青素酯皂化和HPLC檢測(cè)方法2.3.6.1蝦青素酯皂化方法因蝦青素酯沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)品,需進(jìn)行皂化處理使之變成游離蝦青素。參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T31520-2015中雨生紅球藻蝦青素皂化和檢測(cè)方法,優(yōu)化流程見(jiàn)圖2-2。收集的SCCO2提取物有液相和油相,將兩相分離。向液相中加入石油醚(petroleumether,PE)富集有色
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物乳桿菌生理特性及益生功能研究進(jìn)展[J]. 武萬(wàn)強(qiáng),王琳琳,趙建新,張灝,陳衛(wèi). 食品與發(fā)酵工業(yè). 2019(01)
[2]植物乳桿菌的生理功能和組學(xué)研究進(jìn)展[J]. 曹承旭,郭晶晶,烏日娜,岳喜慶. 乳業(yè)科學(xué)與技術(shù). 2018(01)
[3]植物乳桿菌的研究進(jìn)展[J]. 洪青,劉振民,吳正鈞,杭鋒. 乳業(yè)科學(xué)與技術(shù). 2017(06)
[4]雨生紅球藻規(guī)模化培養(yǎng)技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展[J]. 蔡明剛,李峰. 廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(05)
[5]發(fā)酵法生產(chǎn)蝦青素的研究進(jìn)展[J]. 蔡俊,游智能. 食品科學(xué). 2015(23)
[6]乳桿菌CHU-R蝦青素提純工藝研究[J]. 蹇華麗,宋光均,陳敏純,廖美德. 食品工業(yè). 2014(05)
[7]CHU-R菌株蝦青素穩(wěn)定性及抗氧化活性研究[J]. 蹇華麗,宋光均,陳敏純,廖美德. 中國(guó)食品添加劑. 2014(02)
[8]產(chǎn)蝦青素菌株CHU-R的鑒定及其培養(yǎng)條件優(yōu)化[J]. 陳敏純,廖美德. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(06)
[9]CHU-R菌株產(chǎn)蝦青素的發(fā)酵工藝研究[J]. 譚穎嫦,廖美德,秦鵬,夏楓耿. 現(xiàn)代食品科技. 2012(03)
[10]植物乳桿菌在人體腸道的益生特性[J]. 靳志強(qiáng),王延樣. 中國(guó)乳品工業(yè). 2007(09)
本文編號(hào):3139271
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【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
蝦青素市場(chǎng)趨勢(shì)[19]
第一章緒論15設(shè)計(jì)技術(shù)路線、利用多種表征手段對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,研究思路見(jiàn)圖1-4,具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)菌體破壁工藝優(yōu)化。利用立式行星球磨機(jī)對(duì)植物乳桿菌進(jìn)行濕法破壁,乙醇作為破壁助劑,以粒度分布、細(xì)胞破壁率和總類蘿卜素OD值作為主要討論指標(biāo),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究球磨機(jī)轉(zhuǎn)速、球磨時(shí)間、醇菌比、菌珠比等因素對(duì)破壁的影響。(2)SCCO2提取和蝦青素酯皂化工藝研究。利用超臨界CO2提取裝置對(duì)破壁乳桿菌進(jìn)行提取,以總提取率、總類胡蘿卜素含量、蝦青素純度為主要討論指標(biāo),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究提取時(shí)間、壓力、溫度、固容率等對(duì)提取的影響,并與傳統(tǒng)溶劑法進(jìn)行比較;建立Uv-vis檢測(cè)總類胡蘿卜素和HPLC檢測(cè)游離蝦青素的方法,探究時(shí)間、溫度、堿濃度對(duì)皂化的影響。(3)蝦青素粗提物的純化鑒定及穩(wěn)定性研究。利用TLC篩選展開(kāi)劑,經(jīng)柱層析進(jìn)行梯度洗脫純化,收集主要色帶經(jīng)多種手段進(jìn)行純度檢測(cè),利用元素分析、Uv-vis、FT-IR、HPLC、HRMS、GC-MS等表征手段進(jìn)行主要成分的鑒定;以總類胡蘿卜素OD值為主要討論指標(biāo),探究溫度、光照、溶劑、添加劑等對(duì)總類胡蘿卜素穩(wěn)定性的影響。(4)破壁提取放大試驗(yàn)及產(chǎn)業(yè)化分析;趯(shí)驗(yàn)室結(jié)果指導(dǎo)放大試驗(yàn),設(shè)計(jì)、優(yōu)化生產(chǎn)方案,并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化分析。圖1-4研究思路圖Fig.1-4Schematicofthisresearch
華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文20充分接觸。10min后,進(jìn)行動(dòng)態(tài)提齲重新打開(kāi)高壓泵、閥V3,微微打開(kāi)閥V5保持萃取釜壓力,當(dāng)分離釜壓力到達(dá)6.5MPa時(shí),打開(kāi)閥V7,關(guān)閉閥V1,使CO2在管道內(nèi)循環(huán)提取,完成動(dòng)態(tài)提取操作。動(dòng)態(tài)提取過(guò)程中若出現(xiàn)參數(shù)偏離實(shí)驗(yàn)設(shè)定值,需及時(shí)進(jìn)行微調(diào)。若萃取釜和分離釜壓力都比設(shè)定值低,則關(guān)閉閥V7打開(kāi)閥V1進(jìn)行補(bǔ)氣,完成后進(jìn)行CO2循環(huán)操作即可。一段時(shí)間后,打開(kāi)分離釜閥門(mén),收集提取物,充氮后密封置于-20oC冰箱保存。實(shí)驗(yàn)結(jié)束,待萃取釜泄壓完全方可開(kāi)釜,全程注意實(shí)驗(yàn)安全。圖2-1裝置實(shí)物及流程示意圖1CO2鋼瓶;2流量計(jì);3儲(chǔ)罐;4柱塞式壓縮泵;5熱油泵1;6萃取釜;7熱油泵2;8分離釜;9接收罐;10干燥室Fig.2-1Flowdiagramoftheprocess1CO2cylinder;2flowmeter;3storagetank;4pump;5hotoilpump1;6extractor;7hotoilpump2;8separationchamber;9collector;10dryingchamber2.3.5傳統(tǒng)有機(jī)溶劑提取方法取0.5g處理好的乳桿菌于10mL離心管,加入2mLDMSO在65oC下水浴90min,水浴完成后加入5mL丙酮,靜置提取20min后置于離心機(jī)以4000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min,用注射器吸取上層清液并過(guò)0.22μm濾膜后注于1cm加蓋石英比色皿中,并以丙酮作為參比,用Uv-vis測(cè)在波長(zhǎng)480nm下的OD值。設(shè)置三組平行。2.3.6蝦青素酯皂化和HPLC檢測(cè)方法2.3.6.1蝦青素酯皂化方法因蝦青素酯沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)品,需進(jìn)行皂化處理使之變成游離蝦青素。參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T31520-2015中雨生紅球藻蝦青素皂化和檢測(cè)方法,優(yōu)化流程見(jiàn)圖2-2。收集的SCCO2提取物有液相和油相,將兩相分離。向液相中加入石油醚(petroleumether,PE)富集有色
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]植物乳桿菌生理特性及益生功能研究進(jìn)展[J]. 武萬(wàn)強(qiáng),王琳琳,趙建新,張灝,陳衛(wèi). 食品與發(fā)酵工業(yè). 2019(01)
[2]植物乳桿菌的生理功能和組學(xué)研究進(jìn)展[J]. 曹承旭,郭晶晶,烏日娜,岳喜慶. 乳業(yè)科學(xué)與技術(shù). 2018(01)
[3]植物乳桿菌的研究進(jìn)展[J]. 洪青,劉振民,吳正鈞,杭鋒. 乳業(yè)科學(xué)與技術(shù). 2017(06)
[4]雨生紅球藻規(guī)模化培養(yǎng)技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展[J]. 蔡明剛,李峰. 廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(05)
[5]發(fā)酵法生產(chǎn)蝦青素的研究進(jìn)展[J]. 蔡俊,游智能. 食品科學(xué). 2015(23)
[6]乳桿菌CHU-R蝦青素提純工藝研究[J]. 蹇華麗,宋光均,陳敏純,廖美德. 食品工業(yè). 2014(05)
[7]CHU-R菌株蝦青素穩(wěn)定性及抗氧化活性研究[J]. 蹇華麗,宋光均,陳敏純,廖美德. 中國(guó)食品添加劑. 2014(02)
[8]產(chǎn)蝦青素菌株CHU-R的鑒定及其培養(yǎng)條件優(yōu)化[J]. 陳敏純,廖美德. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(06)
[9]CHU-R菌株產(chǎn)蝦青素的發(fā)酵工藝研究[J]. 譚穎嫦,廖美德,秦鵬,夏楓耿. 現(xiàn)代食品科技. 2012(03)
[10]植物乳桿菌在人體腸道的益生特性[J]. 靳志強(qiáng),王延樣. 中國(guó)乳品工業(yè). 2007(09)
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