JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

基于离子液体的菌藻类胡萝卜素提取工艺研究

张志平,宋洋洋,王秋领,王清福,龚贵平,付瑜锋,陈高

downloadPDF
张志平, 宋洋洋, 王秋领, 等. 基于离子液体的菌藻类胡萝卜素提取工艺研究[J]. 轻工学报, 2024, 39(2): 19-27. doi: 10.12187/2024.02.003
引用本文:张志平, 宋洋洋, 王秋领, 等. 基于离子液体的菌藻类胡萝卜素提取工艺研究[J]. 轻工学报, 2024, 39(2): 19-27.doi:10.12187/2024.02.003
ZHANG Zhiping, SONG Yangyang, WANG Qiuling, et al. Research on extraction process of carotenoids from yeasts and algae based on ionic liquid[J]. Journal of Light Industry, 2024, 39(2): 19-27. doi: 10.12187/2024.02.003
Citation:ZHANG Zhiping, SONG Yangyang, WANG Qiuling, et al. Research on extraction process of carotenoids from yeasts and algae based on ionic liquid[J]. Journal of Light Industry, 2024, 39(2): 19-27.doi:10.12187/2024.02.003

基于离子液体的菌藻类胡萝卜素提取工艺研究

    作者简介:张志平(1981-),男,河南省安阳县人,18新利直播 副教授,博士,主要研究方向为生物质资源化利用。E-mail:zzp@zzuli.edu.cn;
  • 基金项目:河南省科技攻关项目(212102310077)
    中原科技创新领军人才项目(224200510017)

  • 中图分类号:TS202.3

Research on extraction process of carotenoids from yeasts and algae based on ionic liquid

  • Received Date:2023-10-24
    Accepted Date:2024-02-24

    CLC number:TS202.3

  • 摘要:以含有粘红酵母和小球藻的菌藻泥为原料,通过单因素试验和响应面试验对菌藻类胡萝卜素提取工艺进行优化,并考查菌藻类胡萝卜素的体外抗氧化活性。结果表明:菌藻破壁的最优离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯化物(BMIMCl),菌藻类胡萝卜素的最佳提取工艺为离子液体浓度1 mol/L、预处理温度53 ℃和预处理时间57 min,在该条件下,菌藻类胡萝卜素的提取量为1.311 mg/g;当质量浓度为30 μg/mL时,菌藻类胡萝卜素对DPPH自由基、·OH自由基和ABTS +自由基的清除率分别为82.3 %、37.6 %、和86.8 %,还原力为0.289,表现出较好的抗氧化活性。因此,经BMIMCl破壁处理后,从菌藻泥中提取的类胡萝卜素含量更高,抗氧化活性也较好。
    1. [1]

      朱丽花,马延琴,纪彦宇,等.产类胡萝卜素酵母菌的筛选及色素稳定性分析[J].中国酿造,2021,40(9):139-144.

    2. [2]

      SAINI R K,KEUM Y S.Progress in microbial carotenoids production[J].Indian Journal of Microbiology,2017,57(1):129-130.

    3. [3]

      张志平,段乃心,魏湘楠,等.基于光胁迫粘红酵母合成高值化类胡萝卜素发酵条件优化[J].轻工学报,2022,37(4):10-17.

    4. [4]

      MESQUITA L D M,MARTINS M,PISANI L P,et al.Insights on the use of alternative solvents and technologies to recover bio-based food pigments[J].Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety,2021,20(1):787-818.

    5. [5]

      MUSSAGY C U,KHAN S,KOT A M.Current developments on the application of microbial carotenoids as an alternative to synthetic pigments[J].Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety,2021,62(25):6932-6946.

    6. [6]

      马浩.菌藻共生好氧颗粒污泥系统构建及强化脱氮机制研究[D].西安:西安理工大学,2023.

    7. [7]

      李旻昊.菌藻互利共生关系以及可生物降解材料对其影响[J].山东化工,2021,50(5):275-279.

    8. [8]

      鄢子鹏,郑梦启,王成业,等.混合营养脱氮在低C/N工业废水处理中的研究进展[J].化工进展,2023,42(12):6567-6575.

    9. [9]

      李盈盈.菌藻共生系统(BASS)的构建及处理海产养殖废水的研究[D].广州:广州大学,2023.

    10. [10]

      POULHAZAN A,WIDANAGE M C D,MUSZYN A,et al.Identification and quantification of glycans in whole cells:Architecture of microalgal polysaccharides described by solid-state nuclear magnetic resonance[J].Journal of the American Chemical Society,2021,143(46):19374-19388.

    11. [11]

      ADAM F,ABERT-VIAN M,PELTIER G,et al. "Solvent-free" ultrasound-assisted extraction of lipids from fresh microalgae cells:A green,clean and scalable process[J].Bioresource Technology,2012,114:457-465.

    12. [12]

      MARTINS P L G,DE ROSSO V V.Thermal and light stabilities and antioxidant activity of carotenoids from tomatoes extracted using an ultrasound-assisted completely solvent-free method[J].Food Research International,2016,82:156-164.

    13. [13]

      RICHARD P,SWATLOSKI S K,SPEAR J D,et al. Dissolution of celllulose with lonic liquids[J].Journal of the American Chemical Society,2002,124(18):4974-4975.

    14. [14]

      MEENATCHI B,RENUGA V,MANIKANDAN A.Cellulose dissolution and regeneration using various imidazolium based protic ionic liquids[J].Journal of Molecular Liquids,2017,238:582-588.

    15. [15]

      ZHANG H,WU J,ZHANG J,et al.1-Allyl-3-methylimidazolium chloride room temperature ionic liquid:A new and powerful nonderivatizing solvent for cellulose[J].Macromolecules,2005,38(20):8272-8277.

    16. [16]

      STEFANESCU C,DALY W H,NEGULESCU I I.Functionalization of cellulose and chitosan in ionic liquids[J].Cellulose Chemistry and Technology,2020,54(9/10):857-868.

    17. [17]

      WANG J L,WEI L G,MA Y C,et al.Collagen/cellulose hydrogel beads reconstituted from ionic liquid solution for Cu (Ⅱ) adsorption[J].Carbohydrate Polymers,2013,98(1):736-743.

    18. [18]

      MUSSAGY C U,FARIAS F O,BILA N M,et al.Recovery ofβ-carotene and astaxanthin fromPhaffia rhodozymabiomass using aqueous solutions of cholinium-based ionic liquids[J].Separation and Purfication Technology,2022,290:120852.

    19. [19]

      段志航,赵彩云,代博,等.紫色姜总黄酮提取工艺优化及其抗氧化作用研究[J].食品工业,2023,44(10):30-36.

    20. [20]

      钟淑娟,杨欣,李静,等.杜仲不同部位总黄酮含量及抗氧化活性研究[J].中国药房,2017,28(13):1787-1790.

    21. [21]

      曾桥,韦承伯,韩国锋,等.桑叶茯砖茶总黄酮提取工艺优化及抗氧化活性[J].食品科技,2018,43(6):221-230.

    22. [22]

      熊春华,周苏果,沈忱,等.响应面法优化提取菊米黄酮及抗氧化活性研究[J].中国食品学报,2014,14(7):118-123.

    23. [23]

      WANG X,XU W L,LIU Q Q,et al.Microwave-assisted ionic liquid microextraction combined with high performance liquid chromatography for the determination of naphthoquinones fromArnebia euchroma(Royle) Johnst[J].Journal of Liquid Chromatography&Related Technologies,2019,42(19/20):638-647.

    24. [24]

      BRANDT A,GRASVIK J,HALLETT J P,et al.Deconstruction of lignocellulosic biomass with ionic liquids[J].Green Chemistry,2013,15(3):550-583.

    25. [25]

      HIRANVARACHAT B,DEVAHASTIN S.Enhancement of microwave-assisted extraction via intermittent radiation:extraction of carotenoids from carrot peels[J].Journal of Food Engineering,2014,126:17-26.

    26. [26]

      DEY S,RATHOD V K.Ultrasound assisted extraction ofβ-carotene fromSpirulina platensis[J].Ultrasonics Sonochemistry,2013,20(1):271-276.

    27. [27]

      肖勇生,周杰,钟红英,等.响应面法优化紫山药葛根复合饮品发酵工艺[J].食品工业,2023,44(10):36-41.

    1. [1]

      张菡,陈海军,龙晓宇,赵抒娜,魏学军,魏国坤,申光辉. 1株甜菜糖蜜源高产胞外多糖明串珠菌的分离鉴定、发酵工艺优化及抗氧化活性研究. 轻工学报, 2024, 39(3): 9-20.doi: 10.12187/2024.03.002

    2. [2]

      章银良,庞丹洋,卢慢慢,蔡亚玲. 金属离子对鲫鱼蛋白-D-木糖美拉德反应产物抗氧化活性的影响. 轻工学报, 2017, 32(1): 7-12.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2017.1.002

    3. [3]

      庄姗姗,刘袆帆,张沁铭,肖更生,戴宏杰,马路凯. 柚子幼果精油的提取及其抗氧化活性研究. 轻工学报, 2022, 37(2): 51-58.doi: 10.12187/2022.02.007

    4. [4]

      郑勇,彭聪虎,郑永军,侯绍刚. 半纤维素在离子液体中的溶解和再生过程研究. 轻工学报, 2016, 31(2): 15-20.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.2.002

    5. [5]

      刘晓丽,郭曹羽,林锴立,廖文莹,王文燕. 壳聚糖基抑菌抗氧化活性复合膜的制备及其性能研究. 轻工学报, 2023, 38(4): 27-36.doi: 10.12187/2023.04.004

    6. [6]

      许春平,王铮,郑坚强,毛多斌. 类胡萝卜素降解方式的研究综述. 轻工学报, 2012, 27(4): 56-59,74.doi: 10.3969/j.issn.1004-1478.2012.04.015

    7. [7]

      刘瑞山,梁治军,周文权,齐强强. 均匀试验优化黑蒜提取液的抗氧化活性. 轻工学报, 2014, 29(2): 15-18.doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2014.02.005

    8. [8]

      许春平,杨琛琛,王铮,毛多斌. 低次烟叶中的类胡萝卜素降解研究. 轻工学报, 2013, 28(6): 1-5.doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2013.06.001

    9. [9]

      张志平,段乃心,魏湘楠,段晨阳,宋丽丽,魏涛. 基于光胁迫粘红酵母合成高值化类胡萝卜素发酵条件优化. 轻工学报, 2022, 37(4): 10-17.doi: 10.12187/2022.04.002

    10. [10]

      宋丽丽,李科娜,杨旭,张志平,马歌丽. 小黄姜精油提取工艺优化、成分分析及其生物活性研究. 轻工学报, 2020, 35(5): 7-15.doi: 10.12187/2020.05.002

    11. [11]

      王吉中,尧俊英,王丽娟,许春平,李林轩. 麦麸多糖微波提取工艺的优化. 轻工学报, 2011, 26(4): 13-16.doi: 10.3969/j.issn.1004-1478.2011.04.003

    12. [12]

      李松林,林静,蒋长兴,陈晓明,王小花,叶华,王辉. 枸杞多肽的制备及其抗氧化活性研究. 轻工学报, 2016, 31(6): 31-37.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.6.005

    13. [13]

      高超. 款冬叶黄酮的抗氧化活性研究. 轻工学报, 2020, 35(2): 17-23.doi: 10.12187/2020.02.003

    14. [14]

      张明君,李迎秋. 牡丹籽酱油的制备及其抗氧化活性研究. 轻工学报, 2023, 38(4): 53-60.doi: 10.12187/2023.04.007

    15. [15]

      蔡立芳,何领好,宋锐. 离子液体/壳聚糖复合膜的制备及性能研究. 轻工学报, 2014, 29(6): 39-42.doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2014.06.010

    16. [16]

      方金云. 基于AFM/STM技术的离子液体表/界面性质及结构研究之进展. 轻工学报, 2016, 31(1): 75-88.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.1.013

    17. [17]

      陈茹茹,王雪,吕兴梅,辛加余,李益,张锁江. 离子液体在生物质转化中的应用与研究进展. 轻工学报, 2019, 34(3): 1-20.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.03.001

    18. [18]

      张锁江,刘艳荣,聂毅. 离子液体溶解天然高分子材料及绿色纺丝技术研究综述. 轻工学报, 2016, 31(2): 1-14.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.2.001

    19. [19]

      李敏,徐东明,杨钰雯,贺姗姗,齐改改. 离子液体双水相体系结合UPLC检测食醋中杂环胺的方法. 轻工学报, 2022, 37(4): 26-33.doi: 10.12187/2022.04.004

    20. [20]

      章银良,章馨元,张陆燕,卢慢慢,时国庆. 甲醇体系中美拉德反应产物抗氧化活性的研究. 轻工学报, 2014, 29(4): 20-23,28.doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2014.04.005

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:17
  • 文章访问数:1289
  • 引证文献数:0
文章相关
  • 收稿日期:2023-10-24
  • 修回日期:2024-02-24
    通讯作者:陈斌, bchen63@163.com
    • 1.

      沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

    1. 本站搜索
    2. 百度学术搜索
    3. 万方数据库搜索
    4. CNKI搜索
    张志平, 宋洋洋, 王秋领, 等. 基于离子液体的菌藻类胡萝卜素提取工艺研究[J]. 轻工学报, 2024, 39(2): 19-27. doi: 10.12187/2024.02.003
    引用本文:张志平, 宋洋洋, 王秋领, 等. 基于离子液体的菌藻类胡萝卜素提取工艺研究[J]. 轻工学报, 2024, 39(2): 19-27.doi:10.12187/2024.02.003
    ZHANG Zhiping, SONG Yangyang, WANG Qiuling, et al. Research on extraction process of carotenoids from yeasts and algae based on ionic liquid[J]. Journal of Light Industry, 2024, 39(2): 19-27. doi: 10.12187/2024.02.003
    Citation:ZHANG Zhiping, SONG Yangyang, WANG Qiuling, et al. Research on extraction process of carotenoids from yeasts and algae based on ionic liquid[J]. Journal of Light Industry, 2024, 39(2): 19-27.doi:10.12187/2024.02.003

    基于离子液体的菌藻类胡萝卜素提取工艺研究

      作者简介:张志平(1981-),男,河南省安阳县人,18新利直播 副教授,博士,主要研究方向为生物质资源化利用。E-mail:zzp@zzuli.edu.cn
    • 1. 18新利直播 食品与生物工程学院, 河南 郑州 450001;
    • 2. 河南中烟工业有限责任公司 技术中心, 河南 郑州 450003;
    • 3. 农业农村部成都沼气科学研究所, 四川 成都 610042;
    • 4. 山东省农业科学研究院, 山东 济南 250100
    基金项目:河南省科技攻关项目(212102310077)中原科技创新领军人才项目(224200510017)

    摘要:以含有粘红酵母和小球藻的菌藻泥为原料,通过单因素试验和响应面试验对菌藻类胡萝卜素提取工艺进行优化,并考查菌藻类胡萝卜素的体外抗氧化活性。结果表明:菌藻破壁的最优离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯化物(BMIMCl),菌藻类胡萝卜素的最佳提取工艺为离子液体浓度1 mol/L、预处理温度53 ℃和预处理时间57 min,在该条件下,菌藻类胡萝卜素的提取量为1.311 mg/g;当质量浓度为30 μg/mL时,菌藻类胡萝卜素对DPPH自由基、·OH自由基和ABTS+自由基的清除率分别为82.3 %、37.6 %、和86.8 %,还原力为0.289,表现出较好的抗氧化活性。因此,经BMIMCl破壁处理后,从菌藻泥中提取的类胡萝卜素含量更高,抗氧化活性也较好。

    English Abstract

    参考文献 (27) 相关文章 (20)

    目录

    /

      返回文章