酶輔助超臨界萃取番茄紅素及其穩(wěn)定性研究.pdf

1、番茄紅素是一種非常重要的類胡蘿卜素，具有多種生理功能，是一種很有應(yīng)用前景的功能性天然色素。 1875年，Millardet最早從番茄中獲得番茄紅素的粗提物，當(dāng)時(shí)命名為solanorubin。1903年Schunck研究發(fā)現(xiàn)番茄中的紅色素的吸收光譜與胡蘿卜素不同，將這種紅色素命名為Lycopene。作為脂肪烴，番茄紅素不溶于水，難溶于甲醇等有機(jī)溶劑，可溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮，易溶于氯仿、二硫化碳、苯、油脂等，色澤為紅色，熔點(diǎn)

2、174℃。它主要存在于番茄、西瓜、南瓜、李、柿、胡椒果、桃、木瓜、芒果、番石榴、葡萄、葡萄柚、紅莓、云莓、柑桔等的果實(shí)和茶的葉片及蘿卜、胡蘿卜、蕪菁、甘藍(lán)等的根部。其中在番茄中含量最高，且成熟度越高，番茄紅素的含量越高。凡能導(dǎo)致類胡蘿卜素氧化的因素如光、溫度、氧氣、pH值及表面活性劑均能影響番茄紅素。存在于番茄和番茄制品中的番茄紅素比較穩(wěn)定，而離體番茄紅素的穩(wěn)定性較差?？茖W(xué)研究已證實(shí)，番茄紅素具有抗氧化和清除自由基能力，能減緩動(dòng)脈粥樣硬

3、化，阻止低密度膽固醇的氧化，可有效防止心血管疾病的發(fā)生，它還具有抑制基因突變，預(yù)防惡性腫瘤，延緩人體衰老，提高肌體免疫力等多種功能。 目前，保健食品越來越受到人們重視，保健食品市場(chǎng)的崛起使得傳統(tǒng)的醫(yī)藥行業(yè)面臨挑戰(zhàn)，生病服藥的概念正遭受到以預(yù)防疾病為主概念的沖擊。特別是當(dāng)今人們更加注重天然植物的活性成分對(duì)疾病的預(yù)防作用，更注重飲食對(duì)健康的重要性。番茄紅素作為一種非常有前途的抗氧化劑正在不斷受到人們的普遍關(guān)注。 我國每年番茄

4、產(chǎn)量達(dá)1000多萬噸，現(xiàn)在全國許多地方正在進(jìn)行農(nóng)作物結(jié)構(gòu)調(diào)整，壓縮糧食用地，大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)作物，因此，增加以番茄為原料生產(chǎn)富含番茄紅素的功能食品、保健食品和食品添加劑是番茄的綜合開發(fā)和利用的一條切實(shí)可行的重要途徑。雖然我國番茄紅素研究與生產(chǎn)尚在起步，但如果在現(xiàn)有番茄品種的基礎(chǔ)上選擇高番茄紅素含量的番茄作為原料進(jìn)行加工，采用先進(jìn)的超臨界萃取工藝，將會(huì)很快解決紅色產(chǎn)業(yè)問題。 本文以番茄為原料提取番茄紅素，主要對(duì)番茄紅素的酶輔助超臨界C

5、O<,2>流體萃取、純化、以及番茄紅素的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容和結(jié)論如下： 1. 外加果膠酶和纖維素酶對(duì)提取液中番茄紅素濃度的提高具有顯著性作用，研究了反應(yīng)溫度、pH值、加酶量、反應(yīng)時(shí)間對(duì)果膠酶和纖維素酶破壁效果即提取液中番茄紅素濃度的影響。對(duì)于果膠酶和纖維素酶，反應(yīng)溫度在30-35℃內(nèi)番茄紅素濃度呈增加趨勢(shì)，在30℃的時(shí)候達(dá)到最大；而在35-60℃內(nèi)番茄紅素濃度變化都呈下降趨勢(shì)；pH值在3.2-4.0內(nèi)，番茄紅素濃度隨pH

6、值的升高而升高，pH值超過4.0后，番茄紅素濃度逐漸減小；兩種酶的使用量為3％果膠酶+3％纖維素酶時(shí)，番茄紅素的濃度最大；反應(yīng)時(shí)間在1-1.5小時(shí)內(nèi)番茄紅素濃度呈增加趨勢(shì)，在1.5小時(shí)的時(shí)候達(dá)到最大，而在2-4小時(shí)內(nèi)番茄紅素濃度變化不大，但都呈下降趨勢(shì)。通過正交試驗(yàn)確定了果膠酶和纖維素酶破壁處理的最佳反應(yīng)條件。最佳反應(yīng)條件為：溫度40℃、pH值4.4、加酶量為3％果膠酶+3％纖維素酶、反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)。此反應(yīng)條件下提取液中番茄紅素濃度為2

7、.503μg/mL。 2. 以酶破壁后的番茄粉為原料，超臨界萃取番茄紅素。研究了萃取壓力、萃取溫度和萃取時(shí)間對(duì)番茄紅素提取率的影響。當(dāng)壓力達(dá)到15Mpa時(shí)，番茄紅素大部分被提取出來，提取率達(dá)到91.3％，繼續(xù)升高壓力，番茄紅素的提取率也隨之升高，但升高的幅度不大；溫度30℃時(shí)提取率較低，溫度升高，提取率隨之升高，在40℃時(shí)，提取率已達(dá)91％，50℃達(dá)到最高，溫度升高到60℃提取率反而下降；隨著時(shí)間的延長，番茄紅素的提取率逐漸升高

8、，萃取4h后，提取率達(dá)到92％，繼續(xù)延長時(shí)間增加的幅度不大。 通過正交試驗(yàn)確定了臨界CO<,2>流體萃取的最佳工藝條件，最佳條件為萃取壓力15Mpa，萃取溫度40℃，萃取時(shí)間4h。 3. 番茄紅素油樹脂的純化工藝采用皂化法。較優(yōu)的工藝條件為，番茄紅素油樹脂：丙二醇：氫氧化鉀：水的比例為3.5：4.5：1.5：1.5，皂化溫度為70℃，皂化時(shí)間2小時(shí)，所得番茄紅素的含量為3.4％。提取率為22.48％。 4. 研究