利用高压脉冲电场辅助提取蛋黄磷脂酰胆碱的作用效果研究

【摘要】蛋黄磷脂酰胆碱是性能优良的保健食品和药用辅料，被誉为与蛋白质、维生素并列的“第三营养素”。深入研究与开发蛋黄磷脂酰胆碱对提升禽蛋资源附加值，提高国民健康水平具有重要的意义。本研究由“十二五”国家科技支撑计划课题“蛋制品加工技术研发与产业化示范”（2012BAD28B08）提供支持，以蛋黄磷脂酰胆碱（PC）为研究对象，通过研究高压脉冲电场（PEF）对PC的提取效果、理化性质与分子结构的影响，探索PEF作用于PC的机理，为PEF应用于磷脂类活性物质的处理提供参考。第一，在PEF辅助提取蛋黄PC的效果研究中，为提高蛋黄PC的提取率，利用PEF辅助有机溶剂来进行提取试验。试验选定了影响PC提取率的3个主要因素：PEF场强、脉冲数和提取溶剂含水率，并采用Box-Behnken试验设计对提取工艺进行优化。同时也研究了PEF处理中的温度变化对PC提取率的影响。结果表明：PC提取的最佳工艺条件为场强39kV/cm，脉冲数31，提取溶剂含水率9%，其PC提取率比无PEF处理的传统有机溶剂提取法的提高了10.2%。并且PEF处理过程中的温升效应会造成料液温度较小程度的升高，但对PC提取率的影响远小于电场场强与脉冲数的作用。第二，在高纯度蛋黄PC的制备技术研究中，采用丙酮-乙醇溶剂法结合半制备液相色谱分离技术对蛋黄中的PC进行分离与纯化，并且使用分析型高效液相色谱（HPLC）分别对蛋黄粉经丙酮-乙醇溶剂分离后、中性Al2O3与活性炭纯化后、半制备液相色谱纯化后的三个阶段样品中的PC纯度进行测定，与PC标准品的HPLC图谱进行含量与峰形的比较研究，以制定最佳PC纯化工艺。结果表明：溶剂法分离PC的最优化工艺参数为丙酮不溶物与乙醇的料液比1∶10g/mL，提取温度40℃，提取时间75min，PC纯度为60.09%；中性Al2O3与活性炭纯化PC的最优条件为两者的吸附温度分别是25℃与30℃，PC纯度为75.82%；半制备液相色谱技术纯化PC的最优条件为使用shim-packPREP-ODS制备柱，柱温25℃，样品浓度10mg/mL，一次进样量3mL，流动相配比乙腈∶甲醇∶水=70∶25∶5，等度洗脱，流速3mL/min，样品接收范围17.5~20min，最终的PC纯度可达97.18%。因此，丙酮-乙醇溶剂法结合半制备液相色谱分离技术可作为一种有效的高纯度PC制备技术。第三，在PEF对PC理化性质影响的研究中，对纯化后的PC进行PEF处理，考察PEF的两个主要参数电场场强与脉冲数对PC的酸价、过氧化值、乳化性等理化性质的影响。结果表明：经PEF处理的PC样品的酸价要高于未经PEF处理的样品，并且场强越高，脉冲数越大，PC酸价越高；当E=30~40kV/cm，C=30时，PC过氧化值达到最低值P=19.92mmol/kg，即适宜场强与脉冲数的电场可较大幅度地降低PC的过氧化值；PEF处理可削弱PC分子的乳化性能，并且随着场强与脉冲数的增大，PC的乳化性能降低。第四，在PEF对PC分子结构影响的研究中。对PC纯品进行PEF处理，并设置空白对照。利用FTIR进行PC中红外结构扫描，利用LC-MS检测PC结构并进行对比分析。结果表明：PEF处理对PC质谱结构的影响，主要是发生在对不饱和脂肪酸链Sn-2中双键的影响。造成了PC分子整体结构处于不稳定状态，从而在质谱扫描中容易产生更多的离子碎片。而PEF的强电作用并没有对PC分子的官能团等基团以及键合情况造成明显的影响。该结果表明PEF处理对食品营养成分的破坏少，它的确是一种温和的、较理想的处理方式。
【作者】周玉权；
【导师】刘静波；
【作者基本信息】吉林大学，食品科学，2014，硕士
【关键词】磷脂酰胆碱；高压脉冲电场；提取；理化性质；分子结构；

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