微生物法提取玉米黄素的方法
【专利摘要】微生物法提取玉米黄素的方法。首先作为天然食用色素，类胡萝卜素已经得到了认可和广泛的关注。一种微生物法提取玉米黄素的方法，本方法的第一步选取玉米糟渣，第二步进行发酵处理，第三步用95%酒精进行浸提，第四步浓缩，第五步将第四步所得分二步进行，一部分进行胶囊化包埋、进行均质、雾化干燥制得的玉米黄色素粗提物，另一部分大孔树脂纯化、胶囊化包埋、均质、喷雾干燥、玉米黄色素精提物。本发明用于微生物法提取玉米黄素。
【专利说明】微生物法提取玉米黄素的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微生物法提取玉米黄素的方法。
【背景技术】
[0002]合成色素色泽鲜艳，着色力强，稳定性好，配色方便，价格便宜，所以易被食品、药品、化妆品等生产厂家接受。但是由于合成色素来源于煤焦油，故又称煤焦油色素或苯胺色素，对人体有毒害作用，甚至致泻和致癌作用。
[0003]农产品中天然类胡萝卜素的提取及其应用已经成为了焦点。这类天然物质不但可以作为功能性天然食用色素，还可以作为保健食品用来改善人体相关机能。
[0004]首先作为天然食用色素，类胡萝卜素已经得到了认可和广泛的关注。色、香、味俱全是人们对食品的一贯要求，由此可见食用色素在食品中的重要作用。长期以来人们对食用色素的研究一直没有停止过。食用色素的发展经历了天然食用色素——合成食用色素——合成食用色素与天然食用色素并举的过程。随着人们对食品营养和安全的要求越来越高，使用天然食用色素已成为食用色素发展的必然趋势。
[0005]玉米黄色素作为一种天然色素，其主要成分为玉米黄素(3，3’ - 二羟基-β -胡萝卜素)、隐黄素(3-羟基-β-胡萝卜素)和叶黄素(3，3’ - 二羟基-α-胡萝卜素)。它们以
天然脂的形式存在于玉米胚乳中，营养价值较高，易于开发利用，我国及世界其他各国以玉米黄色素作为食品添加剂，用于人造奶油、黄油、糕点和糖果之中，具有很大的市场前景。
[0006]玉米黄色素广泛存在于植物、藻类和微生物中.但从生物体中提取并商业化的玉米黄色素产品仍然有限。早期，玉米黄色素制品的主要用途是作为食品、饲料等的着色剂，而随着玉米黄色素在人体保健、医疗方面的重要性逐渐被人们所认识，开发利用天然玉米黄色素资源已成为一个引人注目的发展趋势。
[0007]我国食品卫生标准GB2760-1986规定，允许玉米黄色素作为食品添加剂，国外已将其用于人造奶油、黄油、糕点和糖果之中。类胡萝卜素具有高效泯灭线态氧和清除自由基的作用，可保护人体免受单氧和自由基的作用而带来的损害。
[0008]维生素A缺乏时，会引起角膜上皮的脱落，增厚和角质化，使原来透明的膜变成不透明，造成角膜溃疡，晶体脱落以致失明，轻者会发生夜盲；还会损害上皮组织细胞的生长与分化，使人的皮肤变厚、干燥或发生皱纹。大量缺乏维生素A也会丧失生殖能力。缺乏维生素A的婴幼儿易引起肺炎，麻疹以及腹泻等传染病，严重时会造成死亡。
[0009]缺乏维生素A的婴幼儿易引起肺炎，麻疹以及腹泻等传染病，严重时会造成死亡。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是提供一种维生素A含量丰富、保健功能好的真空灌注方法。
[0011]上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种微生物法提取玉米黄素的方法，本方法的第一步选取玉米糟渣，第二步进行发酵处理，第三步用95%酒精进行浸提，第四步浓缩，第五步将第四步所得分二步进行，一部分进行胶囊化包埋、进行均质、雾化干燥制得的玉米黄色素粗提物，另一部分大孔树脂纯化、胶囊化包埋、均质、喷雾干燥、玉米黄色素精提物。
[0012]所述的微生物法提取玉米黄素的方法，所述的第一步选取玉米糟渣是选取不霉、不烂、不变色的玉米糟渣；所述的第二步进行发酵处理，将挑选好的玉米糟渣碎后过100目筛，配制玉米糟渣浓度为30%的培养基，分别接入菌株LS-01，LS-02, LS-03, LS-04, LS-05，接种量为10%，35°C静止培养，适量通风，发酵培养68小时后，测蛋白酶酶活。
[0013]所述的微生物法提取玉米黄素的方法，所述的第三步用95%酒精进行浸提，用天平称取10.0Og干燥后的发酵糟渣，用95%的乙醇IOOmL,在室温下浸提2h后，过滤得浸提液。
[0014]所述的微生物法提取玉米黄素的方法，第四步浓缩，将浸提液加热进行浓缩，使玉米黄素的含量达到质量浓度为40mg/ml。
[0015]所述的微生物法提取玉米黄素的方法，所述的首先将色素与95%酒精混合成溶液，再与麦芽糊精混合均匀、最后将均质后的悬浊液喷雾干燥，得到玉米黄色素粗提物；
所述的大孔树脂纯化、胶囊化包埋、均质、喷雾干燥是用X-5大孔树脂纯化，胶囊化后均质、喷粉干燥制的玉米黄色素精提物。
[0016]有益效果:
1.本发明的玉米中除了含有大量的玉米淀粉，还含有蛋白质、脂肪、纤维等物质；玉米糟渣是玉米加工淀粉过程中的副产物经浓缩脱水干燥制得，其中含有丰富的类胡萝卜素，包括玉米黄素、黄体素、隐黄素、α-胡萝卜素、胡萝卜素等成分；玉米糟渣中类胡萝卜素的含量随蛋白质含量的不同而不同，在蛋白质含量为60%左右的玉米糟渣中，类胡萝卜素含量200_400ug/g (玉米糟渣)。
[0017]本发明将玉米糟渣中的优良的天然营养色素分离出来，使其成为一种商品色素，能够用于食品加工，会产生重大的经济效益和社会效益。
[0018]本发明采用的玉米糟渣中的维生素A和胡萝卜素，胡萝卜素能够在哺乳动物的小肠中水解生成维生素Α，进而参与视觉生理代谢；β-胡萝卜素缺乏时也会造成维生素A缺乏症，β-胡萝卜素又被称为维生素A源；除了 β-胡萝卜素以外，还有大量的类胡萝卜素也有维生素A源活性，α-胡萝卜素、β-胡萝卜素，Y-胡萝卜素、隐黄素等。
[0019]【具体实施方式】:
实施例1:
一种微生物法提取玉米黄素的方法，本方法的第一步选取玉米糟渣，第二步进行发酵处理，第三步用95%酒精进行浸提，第四步浓缩，第五步将第四步所得分二步进行，一部分进行胶囊化包埋、进行均质、雾化干燥制得的玉米黄色素粗提物，另一部分大孔树脂纯化、胶囊化包埋、均质、喷雾干燥、玉米黄色素精提物。
[0020]实施例2:
实施例1所述的微生物法提取玉米黄素的方法，所述的第一步选取玉米糟渣是选取不霉、不烂、不变色的玉米糟渣；所述的第二步进行发酵处理，将挑选好的玉米糟渣碎后过100目筛，配制玉米糟渣浓度为30%的培养基，分别接入菌株LS-01，LS-02, LS-03, LS-04，LS-05，接种量为10%，35°C静止培养，适量通风，发酵培养68小时后，测蛋白酶酶活。
[0021]实施例3:实施例1所述的微生物法提取玉米黄素的方法，所述的第三步用95%酒精进行浸提，用天平称取10.0Og干燥后的发酵糟渣，用95%的乙醇IOOmL,在室温下浸提2h后，过滤得浸提液。
[0022]实施例4:
实施例1所述的微生物法提取玉米黄素的方法，第四步浓缩，将浸提液加热进行浓缩，使玉米黄素的含量达到质量浓度为40mg/ml。
[0023]实施例5:
实施例1所述的微生物法提取玉米黄素的方法，所述的首先将色素与95%酒精混合成溶液，再与麦芽糊精混合均匀、最后将均质后的悬浊液喷雾干燥，得到玉米黄色素粗提物；所述的大孔树脂纯化、胶囊化包埋、均质、喷雾干燥是用X-5大孔树脂纯化，胶囊化后均质、喷粉干燥制的玉米黄色素精提物。
[0024]实施例6:
上述实施例所述的微生物法提取玉米黄素的方法，将色素与95%酒精混合成溶液，再与变性淀粉混合均匀做芯材，再与麦芽糊精水溶液混合均质，要求芯壁材比例为1:1，色素含量10%，总固形物含量30%。
[0025]将均质后的悬浊液进行喷雾干燥，条件为进风温度140°C，出风温度80°C喷雾干燥，得到成品。
[0026]将原料玉米糟渣碎后过100目筛，配制玉米糟渣浓度为30%的培养基，分别接入菌株LS-Ol，LS-02，LS-03，LS-04，LS-05，接种量为10%，35°C静止培养，适量通风，发酵培养68小时后，测蛋白酶酶活，选酶活较高的菌种做以后的试验。
[0027]实施例7:
上述实施例所述的微生物法提取玉米黄素的方法，将玉米糟渣粉碎，分别制成40目、60目、80目、100目不同规格的原料。以上原料分别配制成底物浓度30%的发酵液，121°C，灭菌20min。按接种量10%于40°C恒温培养68 h。
[0028]采用大孔树脂X-5对玉米黄色素进行纯化。将萃取所得玉米黄色素液以一定流速流经树脂柱，流出液中的色素含量极少，大部分的色素被吸附在树脂上，用95%乙醇从树脂上将玉米黄色素洗脱，测其吸光度，计算得到玉米黄色素的提取率和纯度。
[0029]将玉米糟渣经发酵后，与传统溶剂提取相比色素提取含量有一定提高。因为枯草芽孢杆菌发酵过程中产蛋白酶将蛋白分解，蛋白链解开，色素得到更好地释放，从而提高色素提取率。
[0030]通过试验选育了枯草芽孢杆菌Bas-06作为本实验的应用菌种。
[0031]通过试验确定了 Bas-06发酵及溶剂浸提的最佳条件。
[0032]发酵条件为:底物浓度30%，培养温度40°C，初始pH值8.0，时间68h ；
通过响应面中心组合分析方法并应用超声波辅助，确定最佳小试提取条件为提取剂采用95%乙醇，料液比1: 8，，超声功率60W，超声时间30 min，温度60°C、提取3h.。
[0033]采用大孔吸附树脂X-5进行黄色素的纯化试验，小试结果表明:选择吸附流速为
1.6ml/min,原样液质量浓度为40mg/ml，解吸流速为1.5ml/min,乙醇解吸体积为4BV时，黄色素的提取纯化效果最好，纯化后玉米黄色素纯度达98%以上。
[0034]中试采用断续式超声波处理，即每间隔40min超声IOmin ;纯化时，采用四柱串联，吸附流速12.5L/min,解析乙醇体积4BV,解吸流速15L/min。
[0035]色素微胶囊的芯材为玉米黄色素和变性淀粉，壁材为麦芽糊精，芯材与壁材比为1:1，色素含量10%，总固形物含量30%，喷雾干燥的最佳工艺为:进风温度140°C，出风温度80℃。
[0036]黄色素的半衰期是衡量黄色素热稳定性的一个重要参数，试验结果得到:黄色素在4°C、15°C、20°C下的半衰期分别为550.2天、470.6天和208.7天，这对预测含玉米黄色素食品在贮藏过程中颜色变化情况具有重要实际的意义。
【权利要求】
1.一种微生物法提取玉米黄素的方法，其特征是:本方法的第一步选取玉米糟渣，第二步进行发酵处理，第三步用95%酒精进行浸提，第四步浓缩，第五步将第四步所得分二步进行，一部分进行胶囊化包埋、进行均质、雾化干燥制得的玉米黄色素粗提物，另一部分大孔树脂纯化、胶囊化包埋、均质、喷雾干燥、玉米黄色素精提物。
2.根据权利要求1所述的微生物法提取玉米黄素的方法，其特征是:所述的第一步选取玉米糟渣是选取不霉、不烂、不变色的玉米糟渣；所述的第二步进行发酵处理，将挑选好的玉米糟渣碎后过100目筛，配制玉米糟渣浓度为30%的培养基，分别接入菌株LS-Ol，LS-02, LS-03, LS-04, LS-05，接种量为10%，35°C静止培养，适量通风，发酵培养68小时后，测蛋白酶酶活。
3.根据权利要求1所述的微生物法提取玉米黄素的方法，其特征是:所述的第三步用95%酒精进行浸提，用天平称取10.0Og干燥后的发酵糟渣，用95%的乙醇IOOmL,在室温下浸提2h后，过滤得浸提液。
4.根据权利要求1所述的微生物法提取玉米黄素的方法，其特征是:第四步浓缩，将浸提液加热进行浓缩，使玉米黄素的含量达到质量浓度为40mg/ml。
5.根据权利要求1所述的微生物法提取玉米黄素的方法，其特征是:所述的首先将色素与95%酒精混合成溶液，再与麦芽糊精混合均匀、最后将均质后的悬浊液喷雾干燥，得到玉米黄色素粗提物；所述的大孔树脂纯化、胶囊化包埋、均质、喷雾干燥是用X-5大孔树脂纯化，胶囊化后均质、喷粉干燥制的玉米黄色素精提物。
【文档编号】C09B67/54GK104017851SQ201410280786
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】李玉霞, 张智, 张军涛 申请人:黑龙江佰益食品发展有限公司