【正文】 胡蘿卜素的蔬菜與癌癥的發(fā)生呈負(fù)關(guān)系，多攝入富含類胡蘿卜素食物可增進(jìn)健康，降低患癌癥、心血管疾病、眼部疾病和白內(nèi)障等危險。 Mares 和 Perlman 等人綜述玉米黃質(zhì)和葉黃素對健康的益處，認(rèn)為增加這些類胡蘿卜素的攝入將使人體器官中 (特別是眼睛 )這類物質(zhì)的濃度上升，因而能夠降低患慢性疾病 (包括白內(nèi)障、癌癥和心臟病等 )風(fēng)險 [5]。在飲食中攝取的葉黃素和玉米黃質(zhì)可影響黃斑色素密度，使黃斑色素水平較高，降低患老年性眼部黃斑退化可能性，也降低老年性失明危險 [5]。因此 ， 絕大部分類胡蘿卜素都是單線態(tài)氧及自由基的清除劑，可以與氧以及由于亞油酸氧化而產(chǎn)生的自由基快速反應(yīng) ， 阻止了脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的鏈?zhǔn)絺鬟f，中斷過氧化的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。研究發(fā)現(xiàn) ， 玉米皮色素能夠預(yù)防癌癥 ， 因此 ， 在食品、飲料、醫(yī)藥行業(yè)有著廣 泛的應(yīng)用前景 [8]。 酶法提取 植物色素往往被包裹在細(xì)胞壁內(nèi) ， 而大部分植物的細(xì)胞壁由纖維素構(gòu)成。 超臨界流體萃取 法 超臨界流體萃取是利用處于臨界溫度、臨界壓力之上的超 臨界流體具有溶解許多物質(zhì)能力的性， 將其作為萃取劑 ,從液體或固體中萃取分離出特定成分的新型分離法。 微波萃取法 微波技術(shù)輔助萃取是將微波激活與傳統(tǒng)的溶劑萃取法結(jié)合起來而形成的新型萃取技術(shù)。國內(nèi)還有 利用 微波萃取法提取柚皮色素和桅子黃色素等 的研究 [1819]。 分子蒸餾技術(shù) 分子蒸餾是一種特殊的液 液分離技術(shù) ， 可以在高真空度下進(jìn)行連續(xù)操作。鐘耕 [21]等采用分子蒸餾法 ，以冷榨甜橙油為原料 ， 提取其中的類胡蘿卜素 ， 產(chǎn)品不含有機(jī)溶劑、純度高、色價高。研究表明， 檸檬酸 、香精 對玉米皮色素的色澤穩(wěn)定性影響不大 ； 苯甲酸鈉對玉米皮色素穩(wěn)定性有一定影響 ， 山梨酸鉀對玉米皮色素的穩(wěn)定性 則 有較大影響。 研究的 目的與 意義 以玉米皮中黃色素的提取工藝及其穩(wěn)定性 作為研究內(nèi)容，確定其最佳提取工藝條件，并了解其有關(guān)性質(zhì)。 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 6 2 試 驗部分 試 驗儀器 DK981電熱恒溫水浴鍋 天津市泰斯特儀器有限公司 數(shù)控恒溫浴鍋 上海申勝生物技術(shù)有限公司 R205 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海申勝生物技術(shù)有限公司 SHZD（Ⅲ）循環(huán)水式真空泵 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司 KQ500VDE 型 超聲波儀 昆山市超聲儀器有限公司 DHG9123A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科技有限公司 722 光柵分光光度計 上海精密科學(xué)儀器有限公司 試 驗材料 試 驗原料 玉米皮 綏化市青岡縣玉米淀粉廠 試 驗試劑 乙醇（ 95 %） 分析純 天津市天新精細(xì)化工開發(fā)中心 丙酮 分析純 天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠 石油醚 分析純 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 乙醚 分析純 天津市津東天正精細(xì)化學(xué)試劑廠 鹽酸 分析純 天津市天新精細(xì)化工開發(fā)中心 氫氧化鈉 分析純 天津市天新精細(xì)化工開發(fā)中心 氯化鈉 分析純 天津市天新精細(xì)化工 開發(fā)中心 氯化鎂 分析純 天津市博迪化工有限公司 氯化鈣 分析純 天津市天新精細(xì)化工開發(fā)中心 無水硫酸鈉 分析純 天津市化學(xué)試劑三廠 磷酸氫二鈉 分析純 天津市化學(xué)試劑三廠 硝酸鈉 分析純 天津市天新精細(xì)化工開發(fā)中心 蔗糖 食品級 天津市化學(xué)試劑三廠 苯甲酸鈉 食品級 天津市化學(xué)試劑三廠 檸檬酸 食品級 天津市化學(xué)試劑三廠 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 7 過氧化氫 分析純 天津市東方化工廠 抗壞血酸 分析純 天津市天新精細(xì)化工開發(fā)中 試 驗 方法 原料及其處理 玉米皮干燥粉碎后過 60 目篩備用。 玉米皮色素提取的單因素實驗 提取溶劑的選擇 準(zhǔn)確稱取 干燥粉碎后的玉 米皮 5 份，分別加入 40mL 的水， 95%乙醇，無水乙醚，丙酮，石油醚作為提取溶劑進(jìn)行超聲波輔助提取，提取溫度為 30℃ ， 提取時間為 2h，提取 功率為 100KW，超聲頻率為 45KHz，觀察 浸提液的 顏色，將浸提液過濾， 在 λ ＝ 440nm處測其吸光度 A 值 并計算提取率。 提取時間的選擇 準(zhǔn)確稱取 干燥粉碎后的玉米皮 4 份，分別加入 40mL 濃度為 85%的乙醇 作為提取溶劑進(jìn)行超聲波輔助提取 ， 提取溫度分 別為 40℃ ， 提取時間為 20min 、 40min 、60min、 80min、 100min，提取功率為 100KW，超聲頻率為 45KHz，觀察浸提液的顏色，將浸提液過濾， 在 λ＝ 440nm處測其吸光度 A 值 并計算提取率。 表 21 正交實驗因素水平設(shè)計表 水平 因 素 A（提取溫度） /℃ B（提取時間） /min C（提取溶液 pH值） 1 30 30 6 2 40 40 3 50 50 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 玉米皮色素穩(wěn)定性的研究 不同 pH 值 對玉米皮色素穩(wěn)定性的影響 精密稱取一定量的玉米皮色素膏配制成質(zhì)量濃度為 1%的玉米皮色素母液 。 金屬離子對色素穩(wěn)定性的影響 取 4 支試管 ， 分別加入 質(zhì)量濃度為 1%玉米皮色素溶液 ， 分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %的 NaCl、 MgC1 CaC12等溶液 ， 搖勻 ， 常溫下靜置 10min、 4h、8h、 12h、 16h、 20h， 在 λ ＝ 440nm處測其吸光度 A 值，考察不同的金屬離子在不同的作用時間內(nèi)對色素穩(wěn)定性影響 。 取 3 支試管 ， 分別加入 質(zhì)量濃度為 1%的玉米皮色素溶液 ， 分別在強(qiáng)光、黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 10 自然光、暗光環(huán)境 下放置 10min、 4h、 8h、 12h、 16h、 20h， 在 λ＝ 440nm 處測其吸 度 A 值。 從提取液外觀也可以看出差異，超聲波輔助法提出的色素溶液顏色為黃色，而浸泡提取法提出的色素溶液顏色為淺黃。 乙醇濃度的確定 如按 的 方法測定 出 的結(jié)果如圖 34 所示： 圖3 4 不同濃度乙醇對提取率的影響%%%%%%%75% 80% 85% 90% 95%乙醇濃度/%提取率/% 由圖 34 可知 ， 玉米皮色素提 取率隨著乙醇濃度的升高而升高，當(dāng) 乙醇濃度為85%時，提取率達(dá)到最高值，溶液 顏色 呈黃色 ，而后隨著乙醇濃度的增加，提取率呈下降趨勢，溶液顏色也開始變淺，因為隨著乙醇濃度的不斷升高，色素逐漸被 分解。當(dāng)料液比為 1∶ 20 時，提取液的顏色較淺，而且 料液比為 1∶ 8 時玉米皮色素提取率是最高的。 提取 時間的 確定 圖3 7 不同提取時間對提取率的影響%%%%%%20min 40min 60min 80min 100min時間/ m i n提取率/% 由圖 37 可知 ， 玉米皮 色素的提取率隨著提取時間的增加而升高。 所以 ，提取玉米皮中的色素的最佳 pH 為 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 玉米 皮 色素 最佳 提取工藝條件 的確定 在單因素 實驗 的基礎(chǔ)上 確定因素水平， 采用 L9（ 34）正交表 ，以提取液的吸光度A 值為考察指標(biāo)， 確定了 玉米皮色素 提取 的最佳 工藝 條件 ，具體實驗結(jié)果見表 31： 表 31 L9(34)正交實驗結(jié)果表 實驗號 因 素 A（提取溫度） /℃ B（提取時間） /min C（提取溶液 pH值） 提取液 A值 1 1(30) 1(30) 1() 2 1 2(40) 2() 3 1 3(50) 3() 4 2(40) 1 2 5 2 2 3 6 2 3 1 7 3(50) 1 3 8 3 2 1 9 3 3 2 K1 T= x = K2 K3 ｋ 1 ｋ 2 ｋ 3 R 優(yōu)水平 A2 B3 C2 通過表 31 可 知 ，各因素對實驗結(jié)果影響的大小順序為因素順序為 C＞ A＞ B，即 提取 溶液 pH 值 ＞ 提取溫度 ＞ 提取時間 ； 最佳提取 條件為 A2B3C2， 即 提取 溫度 為40℃ ， 提取時間為 50 min， 提取 溶液 pH 值為 。 驗證實驗 按正交實驗確定 的最佳提取條件，即 料液比為 1： 乙醇濃度為 85%、提取溫度為 40℃ 、超聲時間為 50min、超聲頻率為 45KHz，超聲功率為 100KW、溶液 pH值為 。 在堿性范圍內(nèi) ， 當(dāng) pH11 時 ， 色素溶液出現(xiàn)渾濁 ， 吸光度變化較顯著。 隨著苯甲酸鈉溶液濃度的增大， 色素 溶液的吸光度變化較大，說明苯甲酸鈉的濃度變化對玉米皮色素溶液的穩(wěn)定性有一定的影響；隨著時間的延長，色素溶液的吸光黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 度逐漸向色素母液接近，但在此過程中苯甲酸鈉作用時間對玉米皮色素的穩(wěn)定性影響較大，應(yīng)避免與其一起添加到食品中。而且玉米皮溶液的顏色均由黃色變?yōu)榈S色 ，顏色變淺。 通過對玉米皮色素的穩(wěn)定性的研究，得出玉米皮色素水溶性較好； 在酸性和中性范圍內(nèi)，色素溶液的顏色變化不大， 吸光度變化也不顯著，說明該色素在酸性條件下比較穩(wěn)定； 在強(qiáng)堿性環(huán)境下 ， 玉米皮色素穩(wěn)定性較； Na+、 Mg2+兩種離子對色素的穩(wěn)定性基本無影響 ， Na+、 Mg2+兩 種離子的色素溶液顏色與對照相近 ；而 CaC12對色素溶液稍有增色 作用，且溶液外觀稍渾濁。 玉米資源豐富 ， 色素含量高 ， 易于提取并具有較好的穩(wěn)定性 ， 色澤亮麗 ， 因而玉米黃色素是一種極具開發(fā)潛力的食用色素 。