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玉米蛋白粉黄色素提取应用范围
来源:山东瑞丰淀粉糖业有限公司    发布时间: 2015-9-24 17:19:17    次浏览   大小:  16px  14px  12px
玉米是世界上分布最广泛的粮食作物之一,中国是世界第二大玉米生产国,据国家统计局日前发布的统计数字表明,2015年全国玉米产量为20865万吨,超过稻谷产量,是我国第一大粮食作物品种。以玉米为原料生产的淀粉,是玉…
玉米是世界上分布最广泛的粮食作物之一,中国是世界第二大玉米生产国,据国家统计局日前发布的统计数字表明,2015年全国玉米产量为20865 万吨,超过稻谷产量,是我国第一大粮食作物品种。以玉米为原料生产的淀粉,是玉米深加工的主要产品。
玉米蛋白粉又名玉米黄粉 ,是湿法生产玉米淀粉中的主下脚料,是从淀粉乳分离蛋白质时得到黄浆水干燥后得到的,约占原料质量的5%~ 6%,含有丰富的玉米黄色素,是提取玉米黄色素的理想原料。采用玉米蛋白粉提取玉米黄色素不仅实现资源合理利用,而且促进玉米深加工产业链的全面发展。
玉米黄色素概述
玉米黄色素是构成玉米色素的主要成分,属异戊二烯类色素,主要由β-胡萝卜素、玉米黄素(3,3’-二羟基-β-胡萝卜素)、叶黄素(3,3’-二羟基-α-胡萝卜素) 和隐黄素(3-羟基-β-胡萝卜素)为主要成分的类胡萝卜素混合物。在玉米蛋白粉中,玉米黄色素的含量约为0.2~0.37mg/g,即0.02%~0.04%。玉米蛋白粉黄色素纯品是红色油状液体,低于10℃时为橘黄色半凝固膏状物。可溶于乙醇、乙醚、石油醚、丙酮等有机溶剂,不溶于水。稀溶液呈柠檬黄色,耐光性较差,浓度为1% 的溶液在日照下18日可褪色。40℃ 以下性状稳定,100℃下7h褪色。但其耐热性较强,要避免高温受热,在弱酸性、中性、碱性范围内都比较稳定,强氧化剂对其有很强的破坏作用,但是高浓度还原剂能起到保护作用,对食品添加剂及Na+、K+等离子较稳定,对Al3+、Fe3+等离子不稳定。不仅可以作为天然着色剂,而且具有很强的抗氧化作用,具有保护视力、预防心脑血管疾病、抗癌及增强免疫力等生理功效,日益受到国内外的广泛关注,具有巨大的开发潜力。
玉米蛋白粉黄色素的提取工艺
目前天然色素的提取大都采用化学溶剂萃取法,玉米黄色素是脂溶性色素,不溶于水,易溶于有机溶剂,因此其提取原理主要采用传统的溶剂萃取法。目前常用的方法有酶法、微波辅助提取法、超声波辅助提取法、超临界CO2萃取法。这些方法可以有效的提高玉米黄色素的提取率。另外通过柱层析法、膜分离技术、以及高速逆流色谱能得到较高的玉米黄色素纯度。
溶剂萃取法 玉米蛋白粉黄色素易溶于乙醇、乙醚、石油醚等有机溶剂。由于提取所得的色素应用于食品中,因此在提取过程中,必须考虑到溶剂的安全性以及提取的效率,因此,一般采用70%~95%的乙醇及无水乙醇,浓缩后得到玉米黄色素粗制品。研究人员以玉米麸皮为原料,在单因素试验的基础上,采用响应面法对提取工艺参数进行了优化,得到最佳提取工艺条件是温度57℃,提取时间2.6h,料液比1∶15,玉米黄色素的提取量为131. 3μg /g,提取率84%。
酶解辅助提取法 据报道玉米黄色素在玉米蛋白粉中通过糖苷键与糖连接,与脂肪酸形成酯,与蛋白质结合呈类胡萝卜素—蛋白质的状态存在。因此,简单用有机溶剂溶解很难直接提取出来,使用玉米蛋白粉蛋白酶水解可以破坏蛋白质网状结构、切断玉米黄色素与其他组分的连接,使络合的玉米黄色素被释放出来。研究人员采用中性蛋白酶水解处理玉米蛋白粉,使得玉米蛋白粉黄色素得率大幅提高,并确定了最佳工艺条件为底物浓度5%,酶浓度1.2%,温度35℃,pH7.4~8.0,水解时间6h。
微波辅助提取法 微波加热具有穿透力强、加热速度快且均匀,节能高效易控制等优点,可以避免受热不均导致色素降解的情况发生,同时显著缩短萃取时间。研究人员研究了微波法提取玉米黄色素的工艺,通过正交试验确定最佳提取条件。以50%乙醇为提取溶剂,微波功率450W,料液比1∶12,萃取时间80s,萃取两次,在此条件下,玉米蛋白粉黄色素提取率最高。山东瑞丰淀粉糖业有限公司研究人员以玉米蛋白粉为原料,采用微波协同酶法提取玉米黄色素,并对其工艺进行优化。通过单因素试验和正交试验,确定微波协同酶法提取的最佳工艺条件为微波功率400W、微波辐射时间50 s、料液比1∶8(g /mL)、纤维素酶用量1.2%、酶解温度50℃、酶解时间90min、酶解体系pH5.5。
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