Co-solvent Modified Supercritical Carbon Dioxide Extractions of Cholesterol and Free Amino Acids from Egg Powder of Soft-shell Turtle Fish

本研究以三種共溶劑添加形態的超臨界二氧化碳，萃取甲魚卵粉中膽固醇與游離胺基酸，並以應答曲面實驗設計，探討各萃取的變因，影響膽固醇移除率、游離胺基酸萃出率、油脂萃出量、膽固醇濃縮因子、游離胺基酸濃縮因子的最適值。首先，經由索式乙醇萃取16小時，每克甲魚卵粉得到4.61毫克的膽固醇，索氏水16小時萃取，每克甲魚卵粉可得到10.55毫克的游離胺基酸。接著，以328K與250bar為設計中心點的乙醇修飾超臨界二氧化碳進行萃取。實驗結果顯示，膽固醇移除率，隨著萃取溫度及壓力上升。在338K與300bar時，靜態萃取有58wt%，動態萃取有70%的最大膽固醇移除率出現。 以308K與300bar為設計中心點的水修飾連續式二氧化碳萃取，經敏感度測試後，實驗結果顯示，當壓力為350bar與溫度308K時，游離胺基酸萃出率可達58%，純度由1.05%提昇至33.59%。在乙醇修飾連續萃取的結果顯示，膽固醇移除率，呈現持續上升的趨勢。當WP/WCS值為1/1.3及壓力350bar與溫度338K時，膽固醇移除率可達90%，萃出油中膽固醇濃度由0.46%上升至3.7%。This study examined co-sovent modified supercritical carbon dioxide extraction of cholesterol and free amino acids from soft-shell turtle fish egg powder. Response Surface Methodology (RSM) was then applied to determine operation conditions in obtaining the optimal responses of cholesterol removing, the free amino acids recovery as well as concentration factors of cholesterol and free amino acids in the extracted oil. The content of cholesterol in the egg powder is 4.61 (mg/g), obtained by 16hour Soxhlet ethanol extraction. The content of free amino acids is 10.55 (mg/g), obtained by 16hour water Soxhlet extraction. Center composite RSM schemes designed at 328K and 250bar for ethanol modified supercritical carbon dioxide extractions, presented the cholesterol removing rate was still increasing as temperature and pressure increased. The cholesterol removing rate was only up to 58 % for static SC-CO2 extraction and 70% for dynamic SC-CO2 extraction at 328K, 300bar, within the temperature and pressure investigated. Water modified conutious supercritical carbon dioxide extraction further indicated that temperature and pressure are two major factors to enhance the recovery and purity of free amino acids in the extracted oil, while the recovery of free amino acids increased to 58%, and the purity of AA increased from 1.05% to 33.59%. at 350bar and 308K. Ethanol modified conutious supercritical carbon dioxide extraction of cholesterol at 350bar and 338K indicated that pressure is dominant. The removing efficiency of cholesterol attained 90%, relative concentration of cholesterol increased from 0.46% to 3.7% in the extracted oil.摘要 I Abstract II 目錄 IV 表目錄 VI 圖目錄 VIII 符號表 XI 第一章 緒論 1 1-1 甲魚簡介 1 1-2 甲魚成分及功效 2 第二章 文獻回顧 5 2-1 胺基酸種類與分析 5 2-2 膽固醇萃取與分析 8 2-3 卵黃油製備法 11 2-4 甲魚之功能性 12 2-5 超臨界二氧化碳原理與應用 15 研究動機 17 研究目的及方法 18 第三章 實驗方法與步驟 19 3-1 原料 19 3-2 藥品 19 3-3 儀器與設備 22 3-4 甲魚卵粉之樣品萃取 25 3-5 應答曲面(RSM)的實驗設計法 28 3-6 樣品分析與計算 30 第四章 結果與討論 35 4-1 索氏溶劑萃取製程 35 4-2靜態超臨界流體萃取乙醇修飾的卵粉 36 4-2-1 潤濕時間與乙醇添加比例對膽固醇移除率的影響 36 4-2-2 萃取時間對膽固醇移除率的影響 37 4-2-3 溫度與壓力對膽固醇移除率的影響 37 4-2-4 溫度與壓力對膽固醇初始移除速率的探討 38 4-3動態超臨界流體萃取乙醇修飾的卵粉 39 4-3-1 二氧化碳流速對膽固醇移除率的影響 39 4-3-2 二氧化碳用量對膽固醇移除率的影響 40 4-3-3 溫度與壓力對膽固醇移除率的影響 40 4-4連續式超臨界流體萃取共溶劑修飾的卵粉 41 4-4-1 乙醇添加對萃取膽固醇與游離胺基酸的影響 41 4-4-2 水添加對萃取膽固醇與游離胺基酸的影響 41 4-5 實驗設計法探討超臨界二氧化碳萃取膽固醇與胺基酸 42 4-5-1靜態超臨界流體萃取乙醇修飾的卵粉 42 4-5-2動態超臨界流體萃取乙醇修飾的卵粉 44 4-5-3連續式超臨界流體萃取共溶劑修飾的卵粉 45 第五章 結論 49 參考文獻 51 表1、索氏溶劑萃取20克卵粉中膽固醇與游離胺基酸的實驗數據 60 表2、靜態二氧化碳萃取乙醇修飾卵粉之膽固醇實驗數據 61 表3、靜態二氧化碳萃取乙醇修飾卵粉之膽固醇初始移除速率數據 62 表4、動態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾卵粉之膽固醇實驗數據 63 表5、連續式超臨界二氧化碳萃取共溶劑修飾卵粉之膽固醇與游離胺基酸的實驗數據 64 表6、靜態二氧化碳萃取乙醇修飾卵粉之應答曲面實驗設計數據 65 表7、動態二氧化碳萃取乙醇修飾卵粉之應答曲面實驗設計數據 66 表8、連續式二氧化碳萃取乙醇修飾卵粉之應答曲面實驗設計數據 67 表9、連續式二氧化碳萃取水修飾卵粉之應答曲面實驗設計數據 68 附表1、超臨界流體萃取天然物有效成分的代表文獻 91 附表2-1、HPLC分析游離胺基酸之溶媒梯度條件 92 附表2-2、膽固醇與游離胺基酸標準品配置在甲醇溶液之HPLC分析檢量線數據 93 附表2-3、膽固醇與游離胺基酸標準品配置在基質溶液(Soxhlet)的HPLC分析檢量線數據 94 附表2-4、膽固醇與游離胺基酸標準品配置在基質溶液(SCF)的HPLC分析檢量線數據 95 附表3、添加共溶劑之二氧化碳操作條件與臨界狀態 96 附表4、靜態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之7克卵粉，膽固醇移除率之變方分析與二次回歸方程式 97 附表5、靜態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之7克卵粉，總萃出量之變方分析與二次回歸方程式 98 附表6、動態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之7克卵粉，膽固醇移除率之變方分析與二次回歸方程式 99 附表7、動態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之7克卵粉，總萃出量之變方分析與二次回歸方程式 100 附表8、連續式超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之7克卵粉，膽固醇移除率之變方分析與二次回歸方程式 101 附表9、連續式超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之7克卵粉，游離胺基酸回收率之變方分析與二次回歸方程式 102 附表10、連續式超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之7克卵粉，總萃出量之變方分析與二次回歸方程式 103 附表11、連續式超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之7克卵粉，βCh值之變方分析與二次回歸方程式 104 附表12、連續式超臨界二氧化碳萃取水修飾之7克卵粉，膽固醇移除率之變方分析與二次回歸方程式 105 附表13、連續式超臨界二氧化碳萃取水修飾之7克卵粉，游離胺基酸回收率之變方分析與二次回歸方程式 106 附表14、連續式超臨界二氧化碳萃取水修飾之7克卵粉，βAA值之變方分析與二次回歸方程式 107 圖1、索式溶劑迴流萃取甲魚卵粉的裝置簡圖 69 圖2、超臨界二氧化碳萃取甲魚卵粉的裝置簡圖 70 圖3、溶劑萃取實驗，甲魚卵粉中膽固醇及游離胺基酸的萃出量與時間的關係 71 圖4、預潤濕時間與潤濕量影響靜態二氧化碳的膽固移除率 72 圖5、萃取時間對靜態超臨界二氧化碳移除膽固醇的關係 73 圖6、恆壓時，靜態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之卵粉，溫度對膽固醇移除率的影響 74 圖7、恆溫時，靜態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之卵粉，壓力對膽固醇移除率的影響 75 圖8、靜態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之卵粉，壓力與溫度對膽固醇初始移除率的影響 76 圖9、動態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之卵粉，CO2使用量對膽固醇移除率的影響 77 圖10、恆壓時，動態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之卵粉，溫度對膽固醇移除率的影響 78 圖11、恆溫時，動態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之卵粉，壓力對膽固醇移除率的影響 79 圖12、靜態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之卵粉，膽固醇移除率與變數因子之等高線與立體應答曲面圖 80 圖13、靜態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之卵粉，總萃出量與變數因子之等高線與立體應答曲面圖 81 圖14、動態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之卵粉，膽固醇移除率與變數因子之等高線與立體應答曲面圖 82 圖15、動態超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之卵粉，總萃出量與變數因子之等高線與立體應答曲面圖 83 圖16、連續超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之卵粉，膽固醇移除率與變數因子之等高線與立體應答曲面圖 84 圖17、連續超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之卵粉，游離胺基酸回收率與變數因子之等高線與立體應答曲面圖 85 圖18、連續超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之卵粉，總萃出量與變數因子之等高線與立體應答曲面圖 86 圖19、連續超臨界二氧化碳萃取乙醇修飾之卵粉，βCh值與變數因子之等高線與立體應答曲面圖 87 圖20、連續超臨界二氧化碳萃取水修飾之卵粉，膽固醇移除率與變數因子之等高線與立體應答曲面圖 88 圖21、連續超臨界二氧化碳萃取水修飾之卵粉，游離胺基酸回收率與變數因子之等高線與立體應答曲面圖 89 圖22、連續超臨界二氧化碳萃取水修飾之卵粉，βAA值與變數因子之等高線與立體應答曲面圖 90 附圖1、20種胺基酸的分子結構圖 108 附圖2、膽固醇的結構圖 111 附圖3、特定流體之壓力與溫度相圖 112 附圖4、膽固醇之HPLC分析圖 113 附圖5、17種胺基酸之HPLC分析圖 114 附圖6、甲魚卵粉經萃取之外觀變化 115 附圖7、ASP之三種基質簡量線 116 附圖8、GLU之三種基質簡量線 116 附圖9、SER之三種基質簡量線 117 附圖10、THR之三種基質簡量線 117 附圖11、GLY之三種基質簡量線 118 附圖12、ALA之三種基質簡量線 118 附圖13、ARG之三種基質簡量線 119 附圖14、PRO之三種基質簡量線 119 附圖15、VAL之三種基質簡量線 120 附圖16、MET之三種基質簡量線 120 附圖17、ILE之三種基質簡量線 121 附圖18、LEU之三種基質簡量線 121 附圖19、PHE之三種基質簡量線 122 附圖20、CYS之三種基質簡量線 122 附圖21、LYS之三種基質簡量線 123 附圖22、HIS之三種基質簡量線 123 附圖23、TYR之三種基質簡量線 124 附圖24、膽固醇之三種基質簡量線 12

從脫油米糠粉產製維生素B群保健原料之製造方法

本發明提供從脫油米糠粉產製維生素B群保健原料之製造方法，尤特指利用超音波攪拌水萃取脫油米糠粉中維生素B群的程序。以適當的溶固比值與萃取時間的增加，可以大幅度提昇超音波攪拌水萃乾燥物中維生素B群的純度。結果顯示，在10倍溶固比值，50℃與1.5小時的超音波攪拌水萃乾燥物中，維生素B群含量可達0.63wt%，其純化係數達4.5倍，且回收率高於92%

PROCESS OF CO-SOLVENT MODIFIED SUPERCRITICAL CARBON DIOXIDE EXTRACTIONS OF CHOLESTEROL AND FREE AMINO ACIDS FROM EGG POWDER OF SOFT-SHELL TURTLE FISH

一種共溶劑修飾之超臨界二氧化碳移除甲魚卵粉膽固醇與萃取游離胺基酸的程序方法,主要是以適當比例的乙醇或水作為共溶劑,藉以提高超臨界二氧化碳對甲魚卵粉中膽固醇的移除率,與游離胺基酸的萃出率,俾能產生低膽固醇甲魚卵粉,並減少二氧化碳用量與縮短萃取時間,為其特徵者

玉米黃素之純化程序

一種玉米黃素純化程序，尤特指利用抗溶結晶技術自索氏二氯甲烷萃取物中獲得含有高濃度之類胡蘿蔔素沉澱物。當200bar、313K、進料溶液濃度12mg/mL及二氧化碳流速12 L/min時，能將總類胡蘿蔔素含量由17.56mg/g提升至23.55mg/g。在分離純化方面，本發明純化出高單價之玉米黃素，其純度為93.8%，產出高經濟價值之保健原料，為其特徵

超臨界流體抗溶結晶微藻類胡蘿蔔素及純化玉米黃素程序

一種超臨界流體抗溶結晶微藻類胡蘿蔔素及純化玉米黃素程序，尤特指利用抗溶結晶技術自索氏二氯甲烷萃取物中獲得含有高濃度之類葫蘿蔔素沉澱物。當200bar、313K、進料溶液濃度12mg/mL及二氧化碳流速12L/min時，能將總類葫蘿蔔素含量由17.56mg/gext提升至23.55mg/gext。在分離純化方面，本發明純化出高單價之玉米黃素，其純度為93.8％，產出高經濟價值之保健原料，為其特徵

從脫油米糠粉產製維生素B群保健原料

本發明提供從脫油米糠粉產製維生素B群保健原料,尤特指利用超音波攪拌水萃取脫油米糠粉中維生素B群的程序。以適當的溶固比値與萃取時間的增加,可以大幅度提昇超音波攪拌水萃乾燥物中維生素B群的純度。結果顯示,在10倍溶固比値,50℃與1.5小時的超音波攪拌水萃乾燥物中,維生素B群含量可達0.63wt%,其純化係數達4.5倍,且回收率高於92%

超臨界流體結晶蜂膠中生化活性物質

本發明提供超臨界流體結晶蜂膠中生化活性物質，自巴西特級綠蜂膠原塊之乙醇萃出液中，純化生化抗癌物質。以批次及連續式超臨界反溶劑法，進行微粒化蜂膠乙醇萃取物之類黃酮、酚酸及阿特匹靈有效成分，並藉此結晶程序，提升其純度

以添加共溶劑的超臨界流體分離濃縮微藻保健成分

一種以添加共溶劑的超臨界流體分離濃縮微藻保健成分，尤特指利用共溶劑修飾的超臨界流體萃提微藻的類葫蘿蔔素成份，主要是以預浸式及連續式添加不同比例乙醇共溶劑在超臨界二氧化碳中，所得微藻萃出物的結果顯示，乙醇的連續添加比例是影響微藻類葫蘿蔔素萃取效率與濃度的主要變因。如以350bar、323K及11.7wt%總乙醇添加比例的超臨界流體，每克萃取物中含有8.30毫克的總類葫蘿蔔素；但當乙醇添加比例達16.7%時，雖有較高的萃取效率74.7%，但是每克萃取物的類葫蘿蔔素量卻降至7.61毫克。顯示如要得到高萃取效率與高類葫蘿蔔素含量的微藻萃出物，乙醇的添加比例應有最適值

以添加共溶劑的超臨界流體分離濃縮微藻之類葫蘿蔔素的方法

一種以添加共溶劑的超臨界流體分離濃縮微藻之類葫蘿蔔素的方法，，以預浸式及連續式添加不同比例乙醇共溶劑在超臨界二氧化碳中，所得微藻萃出物的結果顯示，乙醇的連續添加比例是影響微藻類葫蘿蔔素萃取效率與濃度的主要變因。如以350bar、323K及11.7wt%總乙醇添加比例的超臨界流體，每克萃取物中含有8.30毫克的總類葫蘿蔔素；但當乙醇添加比例達16.7%時，雖有較高的萃取效率74.7%，但是每克萃取物的類葫蘿蔔素量卻降至7.61毫克。顯示如要得到高萃取效率與高類葫蘿蔔素含量的微藻萃出物，乙醇的添加比例應有最適值