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1、毕 业 论 文（设计）题 目 番茄红素提取工艺的研究 指导老师 专业班级 生物技术及应用 071 姓 名 学 号 2010年5月30日摘要本文对超声波提取番茄红素的条件做了研究，确定了提取的最佳工艺条件。通过单因素试验来研究影响番茄红素的提取效果的主要因素：提取剂的选择、提取温度、提取时间、超声功率、添加剂。根据这些因素选出较优水平进行正交试验。结果分析表明：以乙酸乙酯作为提取溶剂，提取温度45，提取时间6min，超声功率120W，0.5%NaCl溶液为添加剂时提取条件最佳；提取时间是最主要的影响因素。关键词：番茄红素；提取；影响因素；添加剂目 录引言. 11材料与仪器.11.1实验材料.11
2、.2实验试剂.11.3实验仪器.22试验方法.22.1标准曲线的绘制.22.2样液的制备.22.3单因素试验方案.22.3.1不同提取剂对提取效果的影响.22.3.2时间对提取效果的影响.32.3.3温度对提取效果的影响.32.3.4超声功率对提取效果的影响.32.3.5添加剂对提取效果的影响.32.4正交试验方案表.33结果与分析43.1标准曲线的制作.43.2单因素试验分析.53.2.1不同提取剂对提取效果的影响.53.2.2时间对提取效果的影响.53.2.3温度对提取效果的影响.63.2.4超声功率对提取效果的影响.63.2.5添加剂对提取效果的影响.73.3正交试验分析.74.结论 .
3、8参考文献 .10引言番茄红素是一种天然类胡萝卜素，由于最早从番茄中分离制得，故称番茄红素1。与其他类胡萝卜素一样，番茄红素由细菌、藻类及植物生物合成，动物自身无法合成，只能从食物中摄取。番茄红素为开链式不饱和类胡萝卜素，其抗氧化性很强，是VE的100倍，是-胡萝卜素的2倍多。番茄红素还是许多类胡萝卜素生物合成的中间体，经过环化可形成其他类胡萝卜素。番茄红素具有抗氧化、清除自由基、促进细胞间连接与传导、防癌抗癌等多种生理功能2。番茄红素是一种很有发展前途的新型功能性天然色素，是目前国际上功能性食品成分研究中的一个热点。番茄红素的提取方法主要有有机溶剂提取法、皂化法、超临界CO2萃取法、色谱法和
4、超声波提取法3 4。超声波提取法能大大的缩短提取时间，提高提取效率。通过单因素试验和正交试验研究番茄红素的最佳提取条件，为进一步开发利用这种功能性天然色素提供了一定的参考56。1 材料与仪器1.1实验材料 新鲜大番茄，购于都尚超市1.2实验试剂乙酸乙酯溶液：分析纯，浙江杭州双林化工试剂厂甲苯溶液：分析纯，上海三鹰化学试剂有限公司石油醚溶液：分析纯，杭州炼油厂丙酮溶液：分析纯，上海三鹰化学试剂有限公司氯仿溶液：分析纯，浙江迪耳药液有限公司NaOH：中国上海试剂总厂苏丹I精制品：上海三鹰化学试剂有限公司无水乙醇：安徽安特生物化学有限公司蔗糖：杭州大方化学试剂厂NaCl：中国上海试剂总厂pH试纸：上
5、海三爱思试剂有限公司番茄红素标准溶液：称取苏丹I精制品0.0250g,加无水乙醇溶解并定溶至500mL：即浓度为50ug/mL1.3实验仪器超声提取器，昆山市超声仪器有限公司，型号KQ-200VDE型双频数控电子天平，梅特勒-托利多称重设备有限公司，型号SPS202F，组织破碎机，金坛富化仪器有限公司，型号多功能878B721分光光度计，上海精密科学仪器有限公司，型号16C142实验方法2.1标准曲线的绘制准确称取苏丹红I色素0.0250g，溶于无水乙醇中，用无水乙醇定容至500mL，再准确吸取溶液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL，分别注入50mL容量瓶中。用无水乙醇定容至刻
6、度，混匀后相当于0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0ug/mL番茄红素的标准溶液，以无水乙醇作空白，由于番茄红素在484nm波长下吸光度最大，试验用721紫外分光光度计在484nm处测其吸光度，绘制标准曲线，作线性回归方程78。2.2样液的制备将市售新鲜番茄去皮和籽，用组织破碎机均匀破碎，在破碎后的番茄糊中适当加入10%NaOH溶液，加热搅拌，反应完毕时水洗，得到中性的番茄糊。2.3 单因素试验方案2.3.1不同提取剂对提取效果的影响称取5g番茄糊，将其置于三角瓶中，以料液比为1:3的量加入不同有机溶剂，依次分别为：甲苯、乙酸乙酯、石油醚、丙酮、氯仿。然后在提取温度45，超声功率10
7、0W的超声波提取器中避光提取6min。将提取物过滤后取滤液，测其吸光度值，计算番茄红素含量，选出最佳提取溶剂。2.3.2时间对提取效率的影响称取5g番茄糊5份，按照1:3（W/V）的料液比加入乙酸乙酯溶液，提取时间依次为2min、4min、6min、8min、10min。然后在提取温度45，超声功率100W的超声提取器中避光提取。将提取取物过滤后取滤液，测其吸光度值，计算番茄红素含量，选出最佳提取时间。2.3.3温度对提取效果的影响称取5g番茄糊5份，按照1:3（W/V）的料液比加入乙酸乙酯溶液，提取温度依次为25、35、45、55、65。然后在超声功率为100W的超声提取器中避光提取6min
8、。将提取物过滤后取滤液，测其吸光度值，计算番茄红素含量，选出最佳提取温度。2.3.4超声功率对提取效果的影响称取5g番茄糊5份，按照1:3（W/V）的料液比加入乙酸乙酯溶液，超声功率依次为60W、80W、100W、120W、140W910。然后在提取温度45的超声提取器中避光提取6min。将提取物过滤后取滤液，测其吸光度值，计算番茄红素含量，选出最佳提取超声功率。2.3.5添加剂对提取效果的影响称取5g番茄糊3份，一份加5mL浓度为0.5%的NaCl溶液，另一份加5mL浓度为0.5%的蔗糖，第三份作为空白11。按照1:3（W/V）的料液比加入乙酸乙酯溶液，提取温度45，在超声功率为100W的超
9、声提取器中避光超声提取6min。将提取物过滤后取滤液，测其吸光度值，计算番茄红素含量，选出较好的添加剂。2.4 正交试验方案表根据单因素试验，选出对影响番茄红素的提取效果的主要因素进行正交试验，并建立正交试验方案表。表2.1 正交试验因素水平表水平ABCD提取温度（）提取时间（min）超声功率(W)添加剂125（1）2（1）100（1）0.5%的NaCl溶液（1）235（2）4（2）120（2）0.5%的蔗糖溶液（2）345（3）6（3）140（3）不加任何添加剂（3）表2.2 正交试验表水平ABCD提取温度（）提取时间（min）超声功率(W)添加剂1111121222313334212352
10、231623127313283213933213结果与分析3.1标准曲线的制作图3.1 番茄红素标准曲线3.2单因素试验分析3.2.1不同提取剂对提取效果的影响图3.2 不同有机溶剂对提取效果的影响从图3.2可以看出氯仿提取效果最好，其次分别为乙酸乙酯、甲苯、石油醚，丙酮最差。但乙酸乙酯比氯仿毒性较小，成本也较低的有机溶剂，而且提取效果尚好。所以，将乙酸乙酯作为最佳提取溶剂。3.2.2提取时间对提取效果的影响图3.3 提取时间对提取效果的影响试验结果表明，提取时间对提取效果的影响很大。从图3.3可以看出在提取时间为6min时，番茄红素的含量达到最大值。在提取6min后，继续反应会导致番茄红素结
11、构受到破坏，使番茄红素含量下降。所以，选择6min做为最佳提取时间。3.2.3温度对提取效果的影响图3.4 提取温度对提取效果的影响试验结果表明，提取温度对提取率的影响很大。在提取温度为45时，吸光度达到最大值，其后吸光度呈明显下降趋势。在高于45时，番茄红素被破坏，导致提取率下降，因此可选择45作为提取温度。3.2.4超声功率对提取效率的影响图3.5 超声功率对提取效果的影响当功率增大到一定程度时，可能会使番茄红素结构发生改变，提取率下降。且由图3.5可知，输出功率增大到140W后，提取率增加不明显，因此选择超声输出功率140W作为适宜提取功率。3.2.5添加剂对提取效果的影响表3.1 添加
12、剂对提取效果的影响添加剂吸光度番茄红素含量（mg/g）0.5%的NaCl溶液0.7083.320.5%的蔗糖溶液0.8323.90不加任何添加剂0.5512.67从表格可以看出加入添加剂以后，番茄红素含量明显增大，而且加入0.5%蔗糖溶液比加0.5%的NaCl溶液增加得更明显。3.3正交试验分析表3.2 正交试验直观分析表试验号提取温度（）A提取时间（min）B超声功率(W)C添加剂D番茄红素含量(mg/g)12521000.5%的NaCl1.4222541200.5%的蔗糖3.273256140不加1.564352120不加1.0953541400.5%的NaCl2.7163561000.5
13、%的蔗糖3.6874521400.5%的蔗糖1.038454100不加2.6894561200.5%的NaCl3.70T12.0831.1802.5932.610T22.4932.8872.6872.660T32.4702.9801.7671.777极差0.4101.8000.9200.883在单因素试验基础上，对影响番茄红素的提取效果的四个主要因素提取温度、提取时间、超声功率、添加剂所对应的较优水平进行正交试验，由表3.2直观分析可知，因各因素的主要因素：BCDA，即最主要的影响因素是提取时间。A3B3C2D1提取效果是最好的，即提取温度45，提取时间6min，超声功率120W， 0.5%的
14、NaCl溶液为添加剂。4.结论通过单因素试验来研究影响番茄红素的提取效果的主要因素：提取剂的选择、提取温度、提取时间、超声功率、添加剂。根据这些因素选出较优水平进行正交试验。结果分析表明：以乙酸乙酯作为提取溶剂，提取温度45，提取时间6min，超声功率120W，0.5%NaCl溶液为添加剂时提取条件最佳；提取时间是最主要的影响因素。超声波提取法提取番茄红素使提取的时间短，提取率较高，且经济简便，应用也逐渐的普遍。参考文献1 许文玲, 李雁, 王雪霞. 番茄红素的提取及生理功能研究J. 农产品加工, 2006, 4 (7): 3-102 王燕燕, 邸进申, 郑宇. 皂化对番茄红素提取影响的研究J
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