摘要
胆固醇，是一种在多个行业被广泛应用的物质，用途广阔，需求量大，主要是通过化学合成生产得到的。目前，对天然来源的胆固醇提取纯化和应用的研究较少，而且原料主要集中在猪、牛、羊等陆生动物的组织和毛发上。一方面，这些来源的胆固醇不仅可能有农兽药残留，还可能携带致病基因，存在安全性风险。另一方面，这些来源的胆固醇目前的制备方法存在工艺复杂、成本高昂和有机溶剂消耗过多等问题。基于此，寻找安全性能高且成本低廉的海洋原料作为天然胆固醇新的来源，并对其提取和纯化工艺进行优化和创新就显得尤为重要。南极磷虾来源广、贮存量大且胆固醇含量高，目前已成为国内外研究、开发和利用的研究热点，研究主要集中在磷虾中的蛋白质、虾青素和磷脂的开发利用上。其实，提取分离过蛋白质、虾青素和磷脂后的南极磷虾粉中，仍然含有比较丰富的天然胆固醇，没有得到有效的开发和利用。因此，本论文以南极磷虾脱脂粉为原料，研究优化了海洋源天然胆固醇的提取纯化工艺，并将得到的精制胆固醇与目前市售的胆固醇产品进行了性质和应用对比。 主要研究内容和结果如下： （1）采用模拟连续逆流提取法在单因素实验的基础上，通过正交试验优化了用正己烷从南极磷虾脱脂粉中提取胆固醇的工艺条件。最优条件为：提取级数3级，料液比1:15（g/mL），水浴温度50℃，单级提取时间90min。在此条件下的胆固醇提取效果最好，提取率为53.85%。同时与传统的批量提取法和分步提取法进行了对比，在相同工艺条件下，模拟连续逆流提取法具有有机溶剂消耗少、提取效果好、节能省时的优势。 （2）以Fick第二定律为基础，探究了正己烷提取南极磷虾脱脂粉中胆固醇的动力学，构建了动力学模型并针对提取时间、料液比、提取温度三个主要因素对提取效果的影响进行了拟合。通过实验测得在40~60℃下，料液比分别为1:15、1:20、1:25（g/mL）时提取液中胆固醇浓度随时间变化的规律，并通过函数关系求得速率常数k、表面扩散系数Ds、相对萃余率Y、活化能Ea、半衰期t1/2等参数，实验数据与推导的动力学模型的计算结果吻合度较高。 （3）采用β-环糊精包埋法，对胆固醇粗提浓缩物中的胆固醇进行了包埋，amp;nbsp;通过响应面实验考察了β-CD含量、水油比、温度、时间等因素对胆固醇包埋率的影响，并对包埋工艺进行了优化。最优工艺条件为：β-CD含量32%，水油比0.85:1，温度46℃，时间31min。在此条件下β-CD包埋胆固醇的效果最好，包埋率为61.79%。利用超声辅助法对C-β-CD复合物中的胆固醇进行了解离提取，提取条件温和，对胆固醇破坏小，提取率高达91.94%。通过皂化和层析，对胆固醇进行了纯化，HPLC分析得出精制胆固醇纯度69%，回收率74.37%，产率37.18%。 （4）对精制胆固醇进行定性分析，通过颜色反应与红外光谱分析得出，精制胆固醇与市售胆固醇标准品具有相同的特定官能团和性质。将精制胆固醇用以制备鱼油纳米脂质体（II），与市售胆固醇制备的脂质体（I）进行性质对比。实验结果表明，脂质体II包封率为75.37%，略低于脂质体I的86.56%；脂质体II的平均粒径约为66.57nm，PDI指数为0.186，相比于脂质体I的平均粒径52.96nm，PDI指数0.243，粒径略大，分布较均匀；脂质体I的Zeta电位为-27.21mV，脂质体II的Zeta电位为-7.26mV，稳定性较差。综合比较来看，精制胆固醇和市售胆固醇在纳米脂质体的制备应用方面差异不大。最后对β-CD回收再利用的可行性进行了探讨。实验结果显示，原β-CD、回收β-CD和β-CD混合物的胆固醇包埋率分别为61.79%、58.71%、58.14%，三者的包埋效果基本无差别，表明包埋和超声解离过程对β-CD的结构性质没有影响，可以对β-CD回收再利用。 综上所述，本论文对以南极磷虾脱脂粉为原料的海洋源胆固醇的提取纯化工艺进行了探索和优化，建立了正己烷提取南极磷虾脱脂粉中胆固醇的动力学方程并进行拟合，最终将精制胆固醇与目前市售的胆固醇产品进行了性质和应用对比，初步证明了开发和利用海洋源胆固醇的可行性，为今后进一步开展其他海洋源胆固醇的研究开发和利用奠定了一定的基础。
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