蒜氨酸酶和蒜氨酸超聲輔助提取技術(shù)研究.pdf

1、超聲輔助提取法是利用超聲波增大物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)頻率和速率,增加溶劑穿透力,提高溶質(zhì)溶出速度,縮短提取時(shí)間的提取方法。它利用超聲波產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動(dòng)、高加速度和空化現(xiàn)象等效應(yīng),加速目標(biāo)物進(jìn)入提取溶劑,縮短提取時(shí)間,節(jié)省有機(jī)溶劑。對于解決蒜氨酸提取效率低和蒜氨酸酶活性的修復(fù)等問題極具發(fā)展?jié)摿Α１疚囊孕迈r大蒜為原料,采用均勻設(shè)計(jì)法優(yōu)化了蒜氨酸酶的掃頻超聲輔助提取工藝,并采用中心組合設(shè)計(jì)法優(yōu)化蒜氨酸的單頻/雙頻聚能式超聲輔助提取工藝。
　　 采

2、用4因素5水平均勻設(shè)計(jì)優(yōu)化法,以酶活為指標(biāo),考察了上振板超聲頻率、提取液Ph、超聲提取時(shí)間和超聲發(fā)生時(shí)間對蒜氨酸酶活性的影響。在每升處理液超聲額定功率8W、掃頻周期18ms、掃頻幅度±2kHz、下振板超聲頻率固定為68kHz、脈沖超聲間歇時(shí)間10s、料液比100:200g/Ml的條件下,得到最佳操作參數(shù):上振板超聲頻率68kHz、提取液Ph6.64、超聲提取時(shí)間30min。
　　 以二級動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ),建立了大蒜中蒜氨酸酶掃頻

3、超聲輔助提取的平衡濃度、起始提取速率和提取速率常數(shù)三個(gè)動(dòng)力學(xué)參數(shù)隨提取液Ph和上振板超聲頻率兩個(gè)變量變化的數(shù)學(xué)模型,及提取液中蒜氨酸酶活性隨以上兩個(gè)變量變化的動(dòng)力學(xué)模型,這些模型可為該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用提供一定的理論參考。
　　 為了快速準(zhǔn)確地測定蒜氨酸含量,建立了高效液相色譜方法。采用C18(5.0μm,4.0mm×250mm)色譜柱,流動(dòng)相10%甲醇、流速0.7mL·min-1、紫外檢測波長214nm、柱溫25℃、進(jìn)樣量20μ

4、L。在100-300μg·Ml-1范圍內(nèi),峰面積與蒜氨酸濃度呈較好的線性關(guān)系(y=11525x+25791,R2_=0.9994)。穩(wěn)定性相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.26%、日內(nèi)精密度RSD為0.05%、日間精密度RSD為1.27%、回收率為98±1.92%(Mean±SD,n=5)。
　　 大蒜在破碎過程中蒜氨酸酶易將蒜氨酸催化分解,故在提取蒜氨酸之前需對完整大蒜進(jìn)行滅酶處理。采用傳統(tǒng)水浴加熱法進(jìn)行滅酶,并對滅酶時(shí)間和滅酶溫度

5、進(jìn)行對比優(yōu)化,選出合適的滅酶條件參數(shù):時(shí)間20min,溫度90℃,得率為0.83%。
　　 采用Box-Benhnken中心組合設(shè)計(jì)及響應(yīng)面分析法,以蒜氨酸得率為指標(biāo),優(yōu)化得出聚能式單頻超聲輔助提取和聚能式雙頻超聲輔助提取的最佳工藝條件。在超聲發(fā)生/間歇比8:4s/s,料液比100:600g/Ml及超聲功率275W的條件下,單頻處理的優(yōu)化結(jié)果為超聲提取時(shí)間90min、乙醇濃度0%、初始溫度35℃,得率為1.87%;在料液比150

6、:3000g/Ml,每個(gè)超聲探頭發(fā)生時(shí)間8s及平均超聲功率418W的條件下,雙頻處理的優(yōu)化結(jié)果為超聲提取時(shí)間74min、乙醇濃度0%、初始溫度,50℃,得率為1.51%。
　　 另外,優(yōu)化了超濾的工藝參數(shù),包括過膜壓力和蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速。結(jié)果表明,截留分子量為5000Da的中空纖維膜組件對蒜氨酸分離的最佳條件為過膜壓力0.3Mpa,蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速120r/min,得率0.94%。
　　 以單位體積內(nèi)物料所獲得的能量為標(biāo)準(zhǔn),將單頻超