微生物法提取玉米黃素的方法
【專利摘要】微生物法提取玉米黃素的方法。首先作為天然食用色素，類胡蘿卜素已經(jīng)得到了認(rèn)可和廣泛的關(guān)注。一種微生物法提取玉米黃素的方法，本方法的第一步選取玉米糟渣，第二步進(jìn)行發(fā)酵處理，第三步用95%酒精進(jìn)行浸提，第四步濃縮，第五步將第四步所得分二步進(jìn)行，一部分進(jìn)行膠囊化包埋、進(jìn)行均質(zhì)、霧化干燥制得的玉米黃色素粗提物，另一部分大孔樹脂純化、膠囊化包埋、均質(zhì)、噴霧干燥、玉米黃色素精提物。本發(fā)明用于微生物法提取玉米黃素。
【專利說(shuō)明】微生物法提取玉米黃素的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微生物法提取玉米黃素的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]合成色素色澤鮮艷，著色力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，配色方便，價(jià)格便宜，所以易被食品、藥品、化妝品等生產(chǎn)廠家接受。但是由于合成色素來(lái)源于煤焦油，故又稱煤焦油色素或苯胺色素，對(duì)人體有毒害作用，甚至致瀉和致癌作用。
[0003]農(nóng)產(chǎn)品中天然類胡蘿卜素的提取及其應(yīng)用已經(jīng)成為了焦點(diǎn)。這類天然物質(zhì)不但可以作為功能性天然食用色素，還可以作為保健食品用來(lái)改善人體相關(guān)機(jī)能。
[0004]首先作為天然食用色素，類胡蘿卜素已經(jīng)得到了認(rèn)可和廣泛的關(guān)注。色、香、味俱全是人們對(duì)食品的一貫要求，由此可見(jiàn)食用色素在食品中的重要作用。長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì)食用色素的研究一直沒(méi)有停止過(guò)。食用色素的發(fā)展經(jīng)歷了天然食用色素——合成食用色素——合成食用色素與天然食用色素并舉的過(guò)程。隨著人們對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)和安全的要求越來(lái)越高，使用天然食用色素已成為食用色素發(fā)展的必然趨勢(shì)。
[0005]玉米黃色素作為一種天然色素，其主要成分為玉米黃素(3，3’ - 二羥基-β -胡蘿卜素)、隱黃素(3-羥基-β-胡蘿卜素)和葉黃素(3，3’ - 二羥基-α-胡蘿卜素)。它們以
天然脂的形式存在于玉米胚乳中，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，易于開(kāi)發(fā)利用，我國(guó)及世界其他各國(guó)以玉米黃色素作為食品添加劑，用于人造奶油、黃油、糕點(diǎn)和糖果之中，具有很大的市場(chǎng)前景。
[0006]玉米黃色素廣泛存在于植物、藻類和微生物中.但從生物體中提取并商業(yè)化的玉米黃色素產(chǎn)品仍然有限。早期，玉米黃色素制品的主要用途是作為食品、飼料等的著色劑，而隨著玉米黃色素在人體保健、醫(yī)療方面的重要性逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，開(kāi)發(fā)利用天然玉米黃色素資源已成為一個(gè)引人注目的發(fā)展趨勢(shì)。
[0007]我國(guó)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB2760-1986規(guī)定，允許玉米黃色素作為食品添加劑，國(guó)外已將其用于人造奶油、黃油、糕點(diǎn)和糖果之中。類胡蘿卜素具有高效泯滅線態(tài)氧和清除自由基的作用，可保護(hù)人體免受單氧和自由基的作用而帶來(lái)的損害。
[0008]維生素A缺乏時(shí)，會(huì)引起角膜上皮的脫落，增厚和角質(zhì)化，使原來(lái)透明的膜變成不透明，造成角膜潰瘍，晶體脫落以致失明，輕者會(huì)發(fā)生夜盲；還會(huì)損害上皮組織細(xì)胞的生長(zhǎng)與分化，使人的皮膚變厚、干燥或發(fā)生皺紋。大量缺乏維生素A也會(huì)喪失生殖能力。缺乏維生素A的嬰幼兒易引起肺炎，麻疹以及腹瀉等傳染病，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成死亡。
[0009]缺乏維生素A的嬰幼兒易引起肺炎，麻疹以及腹瀉等傳染病，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成死亡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種維生素A含量豐富、保健功能好的真空灌注方法。
[0011]上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種微生物法提取玉米黃素的方法，本方法的第一步選取玉米糟渣，第二步進(jìn)行發(fā)酵處理，第三步用95%酒精進(jìn)行浸提，第四步濃縮，第五步將第四步所得分二步進(jìn)行，一部分進(jìn)行膠囊化包埋、進(jìn)行均質(zhì)、霧化干燥制得的玉米黃色素粗提物，另一部分大孔樹脂純化、膠囊化包埋、均質(zhì)、噴霧干燥、玉米黃色素精提物。
[0012]所述的微生物法提取玉米黃素的方法，所述的第一步選取玉米糟渣是選取不霉、不爛、不變色的玉米糟渣；所述的第二步進(jìn)行發(fā)酵處理，將挑選好的玉米糟渣碎后過(guò)100目篩，配制玉米糟渣濃度為30%的培養(yǎng)基，分別接入菌株LS-01，LS-02, LS-03, LS-04, LS-05，接種量為10%，35°C靜止培養(yǎng)，適量通風(fēng)，發(fā)酵培養(yǎng)68小時(shí)后，測(cè)蛋白酶酶活。
[0013]所述的微生物法提取玉米黃素的方法，所述的第三步用95%酒精進(jìn)行浸提，用天平稱取10.0Og干燥后的發(fā)酵糟渣，用95%的乙醇IOOmL,在室溫下浸提2h后，過(guò)濾得浸提液。
[0014]所述的微生物法提取玉米黃素的方法，第四步濃縮，將浸提液加熱進(jìn)行濃縮，使玉米黃素的含量達(dá)到質(zhì)量濃度為40mg/ml。
[0015]所述的微生物法提取玉米黃素的方法，所述的首先將色素與95%酒精混合成溶液，再與麥芽糊精混合均勻、最后將均質(zhì)后的懸濁液噴霧干燥，得到玉米黃色素粗提物；
所述的大孔樹脂純化、膠囊化包埋、均質(zhì)、噴霧干燥是用X-5大孔樹脂純化，膠囊化后均質(zhì)、噴粉干燥制的玉米黃色素精提物。
[0016]有益效果:
1.本發(fā)明的玉米中除了含有大量的玉米淀粉，還含有蛋白質(zhì)、脂肪、纖維等物質(zhì)；玉米糟渣是玉米加工淀粉過(guò)程中的副產(chǎn)物經(jīng)濃縮脫水干燥制得，其中含有豐富的類胡蘿卜素，包括玉米黃素、黃體素、隱黃素、α-胡蘿卜素、胡蘿卜素等成分；玉米糟渣中類胡蘿卜素的含量隨蛋白質(zhì)含量的不同而不同，在蛋白質(zhì)含量為60%左右的玉米糟渣中，類胡蘿卜素含量200_400ug/g (玉米糟渣)。
[0017]本發(fā)明將玉米糟渣中的優(yōu)良的天然營(yíng)養(yǎng)色素分離出來(lái)，使其成為一種商品色素，能夠用于食品加工，會(huì)產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0018]本發(fā)明采用的玉米糟渣中的維生素A和胡蘿卜素，胡蘿卜素能夠在哺乳動(dòng)物的小腸中水解生成維生素Α，進(jìn)而參與視覺(jué)生理代謝；β-胡蘿卜素缺乏時(shí)也會(huì)造成維生素A缺乏癥，β-胡蘿卜素又被稱為維生素A源；除了 β-胡蘿卜素以外，還有大量的類胡蘿卜素也有維生素A源活性，α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素，Y-胡蘿卜素、隱黃素等。
[0019]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:
一種微生物法提取玉米黃素的方法，本方法的第一步選取玉米糟渣，第二步進(jìn)行發(fā)酵處理，第三步用95%酒精進(jìn)行浸提，第四步濃縮，第五步將第四步所得分二步進(jìn)行，一部分進(jìn)行膠囊化包埋、進(jìn)行均質(zhì)、霧化干燥制得的玉米黃色素粗提物，另一部分大孔樹脂純化、膠囊化包埋、均質(zhì)、噴霧干燥、玉米黃色素精提物。
[0020]實(shí)施例2:
實(shí)施例1所述的微生物法提取玉米黃素的方法，所述的第一步選取玉米糟渣是選取不霉、不爛、不變色的玉米糟渣；所述的第二步進(jìn)行發(fā)酵處理，將挑選好的玉米糟渣碎后過(guò)100目篩，配制玉米糟渣濃度為30%的培養(yǎng)基，分別接入菌株LS-01，LS-02, LS-03, LS-04，LS-05，接種量為10%，35°C靜止培養(yǎng)，適量通風(fēng)，發(fā)酵培養(yǎng)68小時(shí)后，測(cè)蛋白酶酶活。
[0021]實(shí)施例3:實(shí)施例1所述的微生物法提取玉米黃素的方法，所述的第三步用95%酒精進(jìn)行浸提，用天平稱取10.0Og干燥后的發(fā)酵糟渣，用95%的乙醇IOOmL,在室溫下浸提2h后，過(guò)濾得浸提液。
[0022]實(shí)施例4:
實(shí)施例1所述的微生物法提取玉米黃素的方法，第四步濃縮，將浸提液加熱進(jìn)行濃縮，使玉米黃素的含量達(dá)到質(zhì)量濃度為40mg/ml。
[0023]實(shí)施例5:
實(shí)施例1所述的微生物法提取玉米黃素的方法，所述的首先將色素與95%酒精混合成溶液，再與麥芽糊精混合均勻、最后將均質(zhì)后的懸濁液噴霧干燥，得到玉米黃色素粗提物；所述的大孔樹脂純化、膠囊化包埋、均質(zhì)、噴霧干燥是用X-5大孔樹脂純化，膠囊化后均質(zhì)、噴粉干燥制的玉米黃色素精提物。
[0024]實(shí)施例6:
上述實(shí)施例所述的微生物法提取玉米黃素的方法，將色素與95%酒精混合成溶液，再與變性淀粉混合均勻做芯材，再與麥芽糊精水溶液混合均質(zhì)，要求芯壁材比例為1:1，色素含量10%，總固形物含量30%。
[0025]將均質(zhì)后的懸濁液進(jìn)行噴霧干燥，條件為進(jìn)風(fēng)溫度140°C，出風(fēng)溫度80°C噴霧干燥，得到成品。
[0026]將原料玉米糟渣碎后過(guò)100目篩，配制玉米糟渣濃度為30%的培養(yǎng)基，分別接入菌株LS-Ol，LS-02，LS-03，LS-04，LS-05，接種量為10%，35°C靜止培養(yǎng)，適量通風(fēng)，發(fā)酵培養(yǎng)68小時(shí)后，測(cè)蛋白酶酶活，選酶活較高的菌種做以后的試驗(yàn)。
[0027]實(shí)施例7:
上述實(shí)施例所述的微生物法提取玉米黃素的方法，將玉米糟渣粉碎，分別制成40目、60目、80目、100目不同規(guī)格的原料。以上原料分別配制成底物濃度30%的發(fā)酵液，121°C，滅菌20min。按接種量10%于40°C恒溫培養(yǎng)68 h。
[0028]采用大孔樹脂X-5對(duì)玉米黃色素進(jìn)行純化。將萃取所得玉米黃色素液以一定流速流經(jīng)樹脂柱，流出液中的色素含量極少，大部分的色素被吸附在樹脂上，用95%乙醇從樹脂上將玉米黃色素洗脫，測(cè)其吸光度，計(jì)算得到玉米黃色素的提取率和純度。
[0029]將玉米糟渣經(jīng)發(fā)酵后，與傳統(tǒng)溶劑提取相比色素提取含量有一定提高。因?yàn)榭莶菅挎邨U菌發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)蛋白酶將蛋白分解，蛋白鏈解開(kāi)，色素得到更好地釋放，從而提高色素提取率。
[0030]通過(guò)試驗(yàn)選育了枯草芽孢桿菌Bas-06作為本實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用菌種。
[0031]通過(guò)試驗(yàn)確定了 Bas-06發(fā)酵及溶劑浸提的最佳條件。
[0032]發(fā)酵條件為:底物濃度30%，培養(yǎng)溫度40°C，初始pH值8.0，時(shí)間68h ；
通過(guò)響應(yīng)面中心組合分析方法并應(yīng)用超聲波輔助，確定最佳小試提取條件為提取劑采用95%乙醇，料液比1: 8，，超聲功率60W，超聲時(shí)間30 min，溫度60°C、提取3h.。
[0033]采用大孔吸附樹脂X-5進(jìn)行黃色素的純化試驗(yàn)，小試結(jié)果表明:選擇吸附流速為
1.6ml/min,原樣液質(zhì)量濃度為40mg/ml，解吸流速為1.5ml/min,乙醇解吸體積為4BV時(shí)，黃色素的提取純化效果最好，純化后玉米黃色素純度達(dá)98%以上。
[0034]中試采用斷續(xù)式超聲波處理，即每間隔40min超聲IOmin ;純化時(shí)，采用四柱串聯(lián)，吸附流速12.5L/min,解析乙醇體積4BV,解吸流速15L/min。
[0035]色素微膠囊的芯材為玉米黃色素和變性淀粉，壁材為麥芽糊精，芯材與壁材比為1:1，色素含量10%，總固形物含量30%，噴霧干燥的最佳工藝為:進(jìn)風(fēng)溫度140°C，出風(fēng)溫度80℃。
[0036]黃色素的半衰期是衡量黃色素?zé)岱€(wěn)定性的一個(gè)重要參數(shù)，試驗(yàn)結(jié)果得到:黃色素在4°C、15°C、20°C下的半衰期分別為550.2天、470.6天和208.7天，這對(duì)預(yù)測(cè)含玉米黃色素食品在貯藏過(guò)程中顏色變化情況具有重要實(shí)際的意義。
【權(quán)利要求】
1.一種微生物法提取玉米黃素的方法，其特征是:本方法的第一步選取玉米糟渣，第二步進(jìn)行發(fā)酵處理，第三步用95%酒精進(jìn)行浸提，第四步濃縮，第五步將第四步所得分二步進(jìn)行，一部分進(jìn)行膠囊化包埋、進(jìn)行均質(zhì)、霧化干燥制得的玉米黃色素粗提物，另一部分大孔樹脂純化、膠囊化包埋、均質(zhì)、噴霧干燥、玉米黃色素精提物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物法提取玉米黃素的方法，其特征是:所述的第一步選取玉米糟渣是選取不霉、不爛、不變色的玉米糟渣；所述的第二步進(jìn)行發(fā)酵處理，將挑選好的玉米糟渣碎后過(guò)100目篩，配制玉米糟渣濃度為30%的培養(yǎng)基，分別接入菌株LS-Ol，LS-02, LS-03, LS-04, LS-05，接種量為10%，35°C靜止培養(yǎng)，適量通風(fēng)，發(fā)酵培養(yǎng)68小時(shí)后，測(cè)蛋白酶酶活。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物法提取玉米黃素的方法，其特征是:所述的第三步用95%酒精進(jìn)行浸提，用天平稱取10.0Og干燥后的發(fā)酵糟渣，用95%的乙醇IOOmL,在室溫下浸提2h后，過(guò)濾得浸提液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物法提取玉米黃素的方法，其特征是:第四步濃縮，將浸提液加熱進(jìn)行濃縮，使玉米黃素的含量達(dá)到質(zhì)量濃度為40mg/ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物法提取玉米黃素的方法，其特征是:所述的首先將色素與95%酒精混合成溶液，再與麥芽糊精混合均勻、最后將均質(zhì)后的懸濁液噴霧干燥，得到玉米黃色素粗提物；所述的大孔樹脂純化、膠囊化包埋、均質(zhì)、噴霧干燥是用X-5大孔樹脂純化，膠囊化后均質(zhì)、噴粉干燥制的玉米黃色素精提物。
【文檔編號(hào)】C09B67/54GK104017851SQ201410280786
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】李玉霞, 張智, 張軍濤 申請(qǐng)人:黑龍江佰益食品發(fā)展有限公司