植物乳杆菌CHU-R中虾青素提取工艺及产业化研究
发布时间：2021-04-15 11:44
虾青素是一种含氧的类胡萝卜素,是目前自然界中发现最强的抗氧化剂,具有抗肿瘤、抗衰老、预防心脑血管疾病等功能,在化妆品、保健品、药品等行业具有广阔的应用前景。由于其生物来源有限和提取困难等原因,市场价格昂贵。乳杆菌是益生菌家族的一员,经诱导培育的植物乳杆菌CHU-R可以产生虾青素等类胡萝卜素,安全性高,具有很高的开发利用价值。本文将L.plantarum CHU-R作为一种新的虾青素生物来源,在乙醇体系下发明了球磨破壁和超临界（SCCO2）提取工艺,优化了工艺参数,并进行了产业化放大。（1）探究了转速（Rs）、菌珠比（A）、醇菌比（B）、时间（C）、球磨珠（D）对破壁的影响,结果表明:在Rs=650 r/min、A=0.5、B=0.8、C=4 h、D为五种球磨珠混合的条件下,D50=100nm,破壁率Cd>98%,OD值达1.096。（2）采用单因素实验考察了压力（P）、温度（T）、时间（t）、制粒比（R）、固容比（L）、含水量（H）对SCCO2提取的影响,并设计正交实验对提取工艺进行了优化,影响SCCO2...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
虾青素市场趋势[19]
第一章绪论15设计技术路线、利用多种表征手段对实验结果进行分析，研究思路见图1-4，具体研究内容如下：（1）菌体破壁工艺优化。利用立式行星球磨机对植物乳杆菌进行湿法破壁，乙醇作为破壁助剂，以粒度分布、细胞破壁率和总类萝卜素OD值作为主要讨论指标，设计实验探究球磨机转速、球磨时间、醇菌比、菌珠比等因素对破壁的影响。（2）SCCO2提取和虾青素酯皂化工艺研究。利用超临界CO2提取装置对破壁乳杆菌进行提取，以总提取率、总类胡萝卜素含量、虾青素纯度为主要讨论指标，设计实验探究提取时间、压力、温度、固容率等对提取的影响，并与传统溶剂法进行比较；建立Uv-vis检测总类胡萝卜素和HPLC检测游离虾青素的方法，探究时间、温度、碱浓度对皂化的影响。（3）虾青素粗提物的纯化鉴定及稳定性研究。利用TLC筛选展开剂，经柱层析进行梯度洗脱纯化，收集主要色带经多种手段进行纯度检测，利用元素分析、Uv-vis、FT-IR、HPLC、HRMS、GC-MS等表征手段进行主要成分的鉴定；以总类胡萝卜素OD值为主要讨论指标，探究温度、光照、溶剂、添加剂等对总类胡萝卜素稳定性的影响。（4）破壁提取放大试验及产业化分析。基于实验室结果指导放大试验，设计、优化生产方案，并进行产业化分析。图1-4研究思路图Fig.1-4Schematicofthisresearch
华南理工大学硕士学位论文20充分接触。10min后，进行动态提龋重新打开高压泵、阀V3，微微打开阀V5保持萃取釜压力，当分离釜压力到达6.5MPa时，打开阀V7，关闭阀V1，使CO2在管道内循环提取，完成动态提取操作。动态提取过程中若出现参数偏离实验设定值，需及时进行微调。若萃取釜和分离釜压力都比设定值低，则关闭阀V7打开阀V1进行补气，完成后进行CO2循环操作即可。一段时间后，打开分离釜阀门，收集提取物，充氮后密封置于-20oC冰箱保存。实验结束，待萃取釜泄压完全方可开釜，全程注意实验安全。图2-1装置实物及流程示意图1CO2钢瓶；2流量计；3储罐；4柱塞式压缩泵；5热油泵1；6萃取釜；7热油泵2；8分离釜；9接收罐；10干燥室Fig.2-1Flowdiagramoftheprocess1CO2cylinder；2flowmeter；3storagetank；4pump；5hotoilpump1；6extractor；7hotoilpump2；8separationchamber；9collector；10dryingchamber2.3.5传统有机溶剂提取方法取0.5g处理好的乳杆菌于10mL离心管，加入2mLDMSO在65oC下水浴90min，水浴完成后加入5mL丙酮，静置提取20min后置于离心机以4000r/min的转速离心10min，用注射器吸取上层清液并过0.22μm滤膜后注于1cm加盖石英比色皿中，并以丙酮作为参比，用Uv-vis测在波长480nm下的OD值。设置三组平行。2.3.6虾青素酯皂化和HPLC检测方法2.3.6.1虾青素酯皂化方法因虾青素酯没有标准品，需进行皂化处理使之变成游离虾青素。参照国家标准GB/T31520-2015中雨生红球藻虾青素皂化和检测方法，优化流程见图2-2。收集的SCCO2提取物有液相和油相，将两相分离。向液相中加入石油醚（petroleumether,PE）富集有色
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物乳杆菌生理特性及益生功能研究进展[J]. 武万强,王琳琳,赵建新,张灏,陈卫. 食品与发酵工业. 2019(01)
[2]植物乳杆菌的生理功能和组学研究进展[J]. 曹承旭,郭晶晶,乌日娜,岳喜庆. 乳业科学与技术. 2018(01)
[3]植物乳杆菌的研究进展[J]. 洪青,刘振民,吴正钧,杭锋. 乳业科学与技术. 2017(06)
[4]雨生红球藻规模化培养技术的研发进展[J]. 蔡明刚,李峰. 厦门大学学报(自然科学版). 2016(05)
[5]发酵法生产虾青素的研究进展[J]. 蔡俊,游智能. 食品科学. 2015(23)
[6]乳杆菌CHU-R虾青素提纯工艺研究[J]. 蹇华丽,宋光均,陈敏纯,廖美德. 食品工业. 2014(05)
[7]CHU-R菌株虾青素稳定性及抗氧化活性研究[J]. 蹇华丽,宋光均,陈敏纯,廖美德. 中国食品添加剂. 2014(02)
[8]产虾青素菌株CHU-R的鉴定及其培养条件优化[J]. 陈敏纯,廖美德. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2012(06)
[9]CHU-R菌株产虾青素的发酵工艺研究[J]. 谭颖嫦,廖美德,秦鹏,夏枫耿. 现代食品科技. 2012(03)
[10]植物乳杆菌在人体肠道的益生特性[J]. 靳志强,王延样. 中国乳品工业. 2007(09)
本文编号：3139271
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
虾青素市场趋势[19]
第一章绪论15设计技术路线、利用多种表征手段对实验结果进行分析，研究思路见图1-4，具体研究内容如下：（1）菌体破壁工艺优化。利用立式行星球磨机对植物乳杆菌进行湿法破壁，乙醇作为破壁助剂，以粒度分布、细胞破壁率和总类萝卜素OD值作为主要讨论指标，设计实验探究球磨机转速、球磨时间、醇菌比、菌珠比等因素对破壁的影响。（2）SCCO2提取和虾青素酯皂化工艺研究。利用超临界CO2提取装置对破壁乳杆菌进行提取，以总提取率、总类胡萝卜素含量、虾青素纯度为主要讨论指标，设计实验探究提取时间、压力、温度、固容率等对提取的影响，并与传统溶剂法进行比较；建立Uv-vis检测总类胡萝卜素和HPLC检测游离虾青素的方法，探究时间、温度、碱浓度对皂化的影响。（3）虾青素粗提物的纯化鉴定及稳定性研究。利用TLC筛选展开剂，经柱层析进行梯度洗脱纯化，收集主要色带经多种手段进行纯度检测，利用元素分析、Uv-vis、FT-IR、HPLC、HRMS、GC-MS等表征手段进行主要成分的鉴定；以总类胡萝卜素OD值为主要讨论指标，探究温度、光照、溶剂、添加剂等对总类胡萝卜素稳定性的影响。（4）破壁提取放大试验及产业化分析。基于实验室结果指导放大试验，设计、优化生产方案，并进行产业化分析。图1-4研究思路图Fig.1-4Schematicofthisresearch
华南理工大学硕士学位论文20充分接触。10min后，进行动态提龋重新打开高压泵、阀V3，微微打开阀V5保持萃取釜压力，当分离釜压力到达6.5MPa时，打开阀V7，关闭阀V1，使CO2在管道内循环提取，完成动态提取操作。动态提取过程中若出现参数偏离实验设定值，需及时进行微调。若萃取釜和分离釜压力都比设定值低，则关闭阀V7打开阀V1进行补气，完成后进行CO2循环操作即可。一段时间后，打开分离釜阀门，收集提取物，充氮后密封置于-20oC冰箱保存。实验结束，待萃取釜泄压完全方可开釜，全程注意实验安全。图2-1装置实物及流程示意图1CO2钢瓶；2流量计；3储罐；4柱塞式压缩泵；5热油泵1；6萃取釜；7热油泵2；8分离釜；9接收罐；10干燥室Fig.2-1Flowdiagramoftheprocess1CO2cylinder；2flowmeter；3storagetank；4pump；5hotoilpump1；6extractor；7hotoilpump2；8separationchamber；9collector；10dryingchamber2.3.5传统有机溶剂提取方法取0.5g处理好的乳杆菌于10mL离心管，加入2mLDMSO在65oC下水浴90min，水浴完成后加入5mL丙酮，静置提取20min后置于离心机以4000r/min的转速离心10min，用注射器吸取上层清液并过0.22μm滤膜后注于1cm加盖石英比色皿中，并以丙酮作为参比，用Uv-vis测在波长480nm下的OD值。设置三组平行。2.3.6虾青素酯皂化和HPLC检测方法2.3.6.1虾青素酯皂化方法因虾青素酯没有标准品，需进行皂化处理使之变成游离虾青素。参照国家标准GB/T31520-2015中雨生红球藻虾青素皂化和检测方法，优化流程见图2-2。收集的SCCO2提取物有液相和油相，将两相分离。向液相中加入石油醚（petroleumether,PE）富集有色
【参考文献】：
期刊论文
[1]植物乳杆菌生理特性及益生功能研究进展[J]. 武万强,王琳琳,赵建新,张灏,陈卫. 食品与发酵工业. 2019(01)
[2]植物乳杆菌的生理功能和组学研究进展[J]. 曹承旭,郭晶晶,乌日娜,岳喜庆. 乳业科学与技术. 2018(01)
[3]植物乳杆菌的研究进展[J]. 洪青,刘振民,吴正钧,杭锋. 乳业科学与技术. 2017(06)
[4]雨生红球藻规模化培养技术的研发进展[J]. 蔡明刚,李峰. 厦门大学学报(自然科学版). 2016(05)
[5]发酵法生产虾青素的研究进展[J]. 蔡俊,游智能. 食品科学. 2015(23)
[6]乳杆菌CHU-R虾青素提纯工艺研究[J]. 蹇华丽,宋光均,陈敏纯,廖美德. 食品工业. 2014(05)
[7]CHU-R菌株虾青素稳定性及抗氧化活性研究[J]. 蹇华丽,宋光均,陈敏纯,廖美德. 中国食品添加剂. 2014(02)
[8]产虾青素菌株CHU-R的鉴定及其培养条件优化[J]. 陈敏纯,廖美德. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2012(06)
[9]CHU-R菌株产虾青素的发酵工艺研究[J]. 谭颖嫦,廖美德,秦鹏,夏枫耿. 现代食品科技. 2012(03)
[10]植物乳杆菌在人体肠道的益生特性[J]. 靳志强,王延样. 中国乳品工业. 2007(09)
本文编号：3139271
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