发酵法提取岩藻黄素的研究

论文摘要

岩藻黄素是可食用褐藻中一种主要的类胡萝卜素，并具有很长的共轭双键，且含有丙二烯、乙酰基和环氧烷的特殊分子结构，被认为是海洋藻类主要的活性成分之一。大量研究表明，岩藻黄素具有很强的生理功能，能有效地预防乳腺癌、消化道癌等癌症，能够抗衰老，增强人体免疫力等。本文以海带为材料，主要研究了岩藻黄素的提取工艺、发酵工艺和纯化条件，并对岩藻黄素的稳定性进行了初步研究。首先，以海带干粉为原料，研究了提取岩藻黄素的工艺条件，并对提取过程中的相关影响因素，如提取溶剂、温度、时间、料液比和提取次数等进行了考察。通过单因素试验确定了以60%乙醇为溶剂的最佳提取工艺条件为：提取温度50℃，料液比1﹕10，提取时间1.5h，提取溶剂以5﹕5两次提取。该条件下，岩藻黄素得率为0.823mg/g，提取率为58.8%。其次，以新鲜海带为原料，比较了不同菌种对海带中岩藻黄素提取效果的影响，从而探索出应用微生物固态发酵法提取海带中岩藻黄素的最优菌种，并通过单因素试验对其发酵条件：发酵时间、发酵温度和接种量进行了优化。研究结果表明，纳豆菌对海带的发酵效果最佳，其最佳发酵条件为时间3d、温度37℃、接种量8%，在此条件下海带中岩藻黄素得率为1.18mg/g，提取率为84.3%，较发酵前提取率提高了25.5%。再次，对岩藻黄素的分离纯化进行了研究。根据海带中所含有各种色素的溶解特性，采用不同的有机溶剂对岩藻黄素进行萃取分离，结果表明石油醚萃取效果最佳。经石油醚萃取的得到的岩藻黄素样品经分光光度法测得岩藻黄素浓度为69.5μg/mL，制得的岩藻黄素样品纯度为36.8%。最后，对岩藻黄素稳定性进行了初步研究。考察了光照和温度对岩藻黄素保存稳定性的影响，结果表明，光照、温度和氧气对岩藻黄素的稳定性有较强的影响，会使岩藻黄素遭到破坏。因此在贮存时需要隔氧、避光、低温保藏。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 海带概述
• 1.1.1 海带资源
• 1.1.2 海带营养价值及药理作用
• 1.1.3 海带开发现状
• 1.2 岩藻黄素概述
• 1.2.1 岩藻黄素的结构与性质
• 1.2.2 岩藻黄素的生理活性
• 1.2.2.1 抗癌活性
• 1.2.2.2 减肥作用
• 1.2.2.3 抗炎活性
• 1.2.2.4 神经细胞保护作用
• 1.2.2.5 减少细胞损伤作用
• 1.2.2.6 其他生理活性
• 1.2.3 岩藻黄素开发利用现状
• 1.3 岩藻黄素制备概述
• 1.3.1 溶剂浸提法
• 1.3.2 超临界流体萃取法
• 1.3.2.1 技术原理
• 1.3.2.2 工艺流程
• 1.3.2.3 超临界流体萃取在岩藻黄素提取方面的应用
• 1.4 岩藻黄素的分析检测概述
• 1.4.1 光谱法
• 1.4.2 薄层层析法
• 1.4.3 柱层析法
• 1.4.4 高效液相色谱法
• 1.5 本论文的研究内容、目的及意义
• 1.5.1 研究的目的及意义
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 岩藻黄素提取条件的优化
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 材料与试剂
• 2.2.2 仪器与设备
• 2.2.3 实验方法
• 2.2.3.1 海带原料预处理
• 2.2.3.2 最大吸收波长的确定
• 2.2.3.3 岩藻黄素提取溶剂的选择
• 2.2.3.4 提取温度对岩藻黄素得率的影响
• 2.2.3.5 料液比对岩藻黄素得率的影响
• 2.2.3.6 提取时间对岩藻黄素得率的影响
• 2.2.3.7 提取次数对岩藻黄素得率的影响
• 2.2.3.8 岩藻黄素得率的测定方法
• 2.2.3.9 岩藻黄素提取率测定方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 海带中类胡萝卜素提取液的紫外可见光谱
• 2.3.2 岩藻黄素提取溶剂的选择
• 2.3.3 提取温度对岩藻黄素得率的影响
• 2.3.4 料液比对岩藻黄素得率的影响
• 2.3.5 提取时间对岩藻黄素得率的影响
• 2.3.6 提取次数对岩藻黄素得率的影响
• 2.3.7 岩藻黄素提取率测定
• 2.4 本章小结
• 第三章 从海带中提取岩藻黄素的发酵条件优化
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料与仪器
• 3.2.1.1 菌种
• 3.2.1.2 材料与试剂
• 3.2.1.3 仪器与设备
• 3.2.2 培养基
• 3.2.2.1 斜面培养基
• 3.2.2.2 液体活化培养基
• 3.2.2.3 固态发酵培养基
• 3.2.3 种子液培养
• 3.2.3.1 黑曲霉和米曲霉种子液的培养
• 3.2.3.2 纳豆菌种子液的培养
• 3.2.3.3 纳豆菌菌体浓度的测定
• 3.2.4 固体发酵
• 3.2.4.1 发酵菌种的选择
• 3.2.4.2 发酵时间的优化
• 3.2.4.3 发酵温度的优化
• 3.2.4.4 接种量的优化
• 3.2.5 岩藻黄素提取方法
• 3.2.6 不同处理方法对岩藻黄素得率的影响
• 3.2.7 岩藻黄素薄层层析检测
• 3.2.8 发酵后岩藻黄素得率测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 发酵菌种的选择
• 3.3.2 发酵时间对岩藻黄素得率的影响
• 3.3.3 发酵温度对岩藻黄素得率的影响
• 3.3.4 接种量对岩藻黄素得率的影响
• 3.3.5 不同处理方法对岩藻黄素得率的影响
• 3.3.6 岩藻黄素薄层层析检测
• 3.3.7 发酵后岩藻黄素得率测定
• 3.4 本章小结
• 第四章 岩藻黄素的分离与纯化及其稳定性研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 材料与设备
• 4.2.1.1 材料与试剂
• 4.2.1.2 仪器与设备
• 4.2.2 岩藻黄素样品的制备
• 4.2.2.1 提取物的预处理
• 4.2.2.2 岩藻黄素萃取溶剂的选择
• 4.2.2.3 岩藻黄素萃取溶液的检测
• 4.2.2.4 岩藻黄素样品制备
• 4.2.3 分光光度法测定岩藻黄素含量
• 4.2.3.1 岩藻黄素标准液的制备
• 4.2.3.2 岩藻黄素最大吸光值的确定
• 4.2.3.3 岩藻黄素标准曲线的制备
• 4.2.3.4 岩藻黄素样品含量的测定
• 4.2.4 岩藻黄素稳定性测定
• 4.2.4.1 光稳定性测定
• 4.2.4.2 温度稳定性测定
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 岩藻黄素萃取溶剂的选择
• 4.3.2 岩藻黄素萃取溶液的检测
• 4.3.3 分光光度法测定岩藻黄素含量
• 4.3.3.1 岩藻黄素最大吸光值的确定
• 4.3.3.2 岩藻黄素标准曲线
• 4.3.4 岩藻黄素稳定性测定
• 4.3.4.1 光稳定性测定
• 4.3.4.2 温度稳定性测定
• 4.4 本章小结
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢