一种从玉米中提取玉米黄组分的方法与流程

1.本发明属于天然产物提取技术领域，具体涉及一种从玉米或玉米加工副产物中提取玉米黄组分的方法。


背景技术：

2.玉米黄是一种从玉米或玉米淀粉加工副产物玉米黄粉中提取的一种天然色素。其为类胡萝卜色素类物质，主要成分包含有玉米黄素、叶黄素等。玉米黄具有抗氧化、预防黄斑衰退、治疗白内障、预防心血管疾病、增强机体免疫力、减缓动脉粥样硬化等功效。在食品工业中，玉米黄素、叶黄素等类胡萝卜素作为天然食品色素逐渐取代柠檬黄和日落黄等合成色素，1996年玉米黄被列为允许添加食用的天然色素之一。《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》(gb 2760-2014)中，玉米黄的最大添加量为5.0g/kg，因此，玉米黄色素作为功能性成分具有广阔的市场前景，其提取研究也逐渐成为热点。
3.玉米黄的传统提取方法是利用乙醇或石油醚反复浸泡提取，收集浸泡液进行真空浓缩得到。但由于在玉米或玉米副产物中玉米黄通常是与玉米的蛋白紧密结合，玉米黄无法直接暴露，很难与有机溶剂相接触，导致提取效率低，提取时间长，导致玉米黄的变性。此外，由于大量有机溶剂的使用，导致玉米黄中的有机溶剂残留很容易超出食品添加剂的要求。另外，玉米黄素具有稳定性差、不溶于水、易分解等缺点，这些限制了玉米黄素在食品和化妆品工业中的应用。


技术实现要素：

4.本发明提供一种从玉米或玉米加工副产物中提取玉米黄组分的方法，即利用绿色亲脂性低共熔溶剂和水的混合溶液作为提取溶剂，从而克服了传统提取方法中有机溶剂用量大、毒性有机溶剂残留和长期提取或加热回收溶剂过程中导致玉米黄类成分变性的缺陷。
5.本发明所提供从玉米或玉米加工副产物中提取玉米黄组分的方法，包括如下的步骤：
6.1)将玉米或玉米副产物烘干后，粉碎制成玉米粉；
7.所述的烘干，是使水分含量小于10％；
8.2)将玉米粉投入连有管线式连续高剪切均质机的提取罐中，转速为3000-22000rpm,流速调至为50-1000l/h；
9.3)将有机溶剂与水的混合物溶剂为提取溶剂添加到提取罐中，提取温度为25-40℃；
10.4)提取结束后，静置，离心，取含有玉米黄的上相溶液；
11.5)向上相溶剂中加入水，充分混合后离心，待分层后，上相溶剂即为玉米黄提取物。
12.所述的低共熔溶剂与水的比例为3:1-1:3(体积比)。
13.所述的玉米粉与溶剂的料液比为1：3-1：10(质量/体积比)
14.所述的提取溶剂，其一种包含有油酸、辛酸和水或薄荷醇、乙酸和水；
15.其中油酸、辛酸和水的体积比为1:2；且油酸和辛酸的摩尔比为1:1。
16.本发明利用亲脂性低共熔溶剂和水的混合溶液作为提取溶剂，利用常温提取技术，实现了玉米废渣中类胡萝卜素的高效提取，克服了传统提取方法中有机溶剂用量大、毒性有机溶剂残留和长期加热过程导致类胡萝卜素变性的缺陷。此外，本发明方法提取的玉米黄可以直接用于食品和化妆品类产品的添加，不需要复杂的溶剂回收工艺，为绿色、高效制备类胡萝卜素产品提供了一种可行方案。
附图说明
17.图1：实施例1中低共熔溶剂提取物与同等条件下乙醇提取物的液相色谱图的对比图；
18.图2：实施例1中低共熔溶剂提取物与同等条件下石油醚提取物的液相色谱图的对比图。
具体实施方式
19.本发明通过管线式连续高剪切均质，从而实现玉米粉中玉米蛋白类物质的快速破碎；通过配制的提取溶剂，即可以将蛋白类物质溶解，时被包裹的玉米黄类成分快速释放和溶解，从而实现了在常温下玉米黄类成分(玉米黄质和叶黄素)的高效提取。
20.下面结合实施例对本发明进行详细的描述。
21.实施例1：
22.1)将制备玉米淀粉后的玉米副产物利用鼓风干燥烘干，使其水分含量达到8％，粉碎制成玉米粉。
23.2)取500g玉米粉投入10l连有管线式连续高剪切均质机的实验型提取罐中。
24.3)向提取罐中加入1.25l油酸：辛酸(1:1，mol/mol)和2.5l水的混合提取溶剂，将管线式连续高剪切均质机的转速调至22000rpm,流速调至为50l/h；在室温下循环提取10min；
25.4)提取结束后，静置，在4000rpm的转速下离心10min，使提取液分为两相，取含有玉米黄成分的低共熔溶剂相；
26.5)向低共熔溶剂相提取溶液中加入1.25l的水，充分混合后，静置，离心，弃去水溶液。重复2次。上相溶剂为玉米黄提取物，可直接应用于食品的添加。
27.实施例2：
28.1)将玉米用鼓风干燥烘干，使其水分含量达到6％，粉碎制成玉米粉。
29.2)取5kg玉米粉投入100l连有管线式连续高剪切均质机的实验型提取罐中。
30.3)向提取罐中加入25l薄荷醇:乙酸(1:1，mol/mol)和25l水的混合提取溶剂，将管线式连续高剪切均质机的转速调至10000rpm,流速调至为400l/h；在室温下循环提取30min；
31.4)提取结束后，静置，泵入16000rpm转速的管式离心机，使提取液分为两相，取含有玉米黄成分的低共熔溶剂相；
32.5)向低共熔溶剂相提取溶液中加入25l的水，充分混合后，静置，离心，弃去水溶液。重复2次。上相溶剂为玉米黄提取物，可直接应用于化妆品的添加。
33.实施例3：
34.在同等条件下，对比了本发明的实施例1提取方法与传统提取溶剂乙醇和石油醚对玉米黄类化合物的提取效率。
35.乙醇和石油醚的提取方法如下：
36.1)将制备玉米淀粉后的玉米副产物利用鼓风干燥烘干，使其水分含量达到8％，粉碎制成玉米粉。
37.2)取500g玉米粉投入10l连有管线式连续高剪切均质机的实验型提取罐中。
38.3)向提取罐中加入4l乙醇或石油醚，将管线式连续高剪切均质机的转速调至22000rpm,流速调至为50l/h；在室温下循环提取10min；
39.4)提取结束后，静置，在4000rpm的转速下离心10min，取上清液得到玉米黄的乙醇或石油醚提取液；
40.5)将玉米黄的乙醇或石油醚提取液利用减压正空回收溶剂至1.25l,得到与低共熔溶剂提取物同等提取条件的提取物溶液。
41.分别利用hplc检测三种提取溶剂中玉米黄质和叶黄素的含量，其中hplc色谱条件如下：
42.ymc c30(4.6mm
×
250mm，5μm)；检测波长为455nm；进样体积为20μl；
43.流动相a和流动相b的组成如下：
44.时间流动相a流动相b098％2％1198％2％1860％40％24.560％40％270100％
45.图1和图2分别为实施例1中所用的溶剂与同等条件下乙醇和石油醚提取物的液相色谱图的对比图。从图中可以看出，实施例1的方法提取时，叶黄素和玉米黄质的提取率分别为35.77％、43.49％；而乙醇提取时，叶黄素和玉米黄质的提取率分别为25.32％、27.65％；石油醚提取时，叶黄素与玉米黄质的提取率分别为7.47％、5.23％。结果表明本发明的方法明显优于传统的有机溶剂提取效果。