從扁藻中提取蝦青素的方法
2023-06-02 14:17:26 1
從扁藻中提取蝦青素的方法
【專利摘要】本發明提供了一種從扁藻中提取蝦青素的方法，涉及提取工藝【技術領域】。該方法的步驟如下：（1）篩選出克隆號為MACC/P66的扁藻作為藻種；（2）把藻種用修正的厄爾德-施賴伯培養液進行培養，藻種數天後開始分泌出一種紅色色素，形成紅色色素培養液；（3）分離紅色色素培養液和藻種；（4）用離子交換柱從紅色色素培養液中分離出紅色色素，減壓濃縮並乾燥後得到紅色色素粉末；（5）通過凝膠色譜柱對紅色色素中的各組分進行層析，得到純蝦青素以及紅色色素粉末中各成分的含量。運用本發明提供的方法，蝦青素含量在藻種所分泌的紅色色素中高達16%，同時蝦青素的重量能達到藻種重量的16%，而且該方法不會導致藻種死亡，藻種能繼續用於生產蝦青素。
【專利說明】從扁漂中提取蟲下青素的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及提取工藝【技術領域】，尤其涉及一種從扁藻中提取蝦青素的方法。
【背景技術】
[0002]目前，天然的蝦青素主要從雨生紅球藻中提取，雨生紅球藻將蝦青素積累儲藏到藻體內，提取蝦青素時需要破壁，因此生產成本較高。雨生紅球藻中的蝦青素含量只能達到藻體重量的1.5%?3.0%，蝦青素的含量較低。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於解決目前從雨生紅球藻中提取天然蝦青素時需要破壁從而導致雨生紅球藻死亡，以及雨生紅球藻中的蝦青素含量不高的問題，提供一種從扁藻中提取蝦青素的方法，運用本發明提供的方法提取蝦青素，蝦青素含量在藻種所分泌的紅色色素中高達16%，同時蝦青素的重量能達到藻種重量的16%，而且該方法不會導致藻種死亡，藻種能繼續用於生產蝦青素。
[0004]為實現上述目的，本發明提供的技術方案如下:
本發明提供的從扁藻中提取蝦青素的方法包括以下步驟:
(1)扁藻的篩選
從扁藻屬中篩選出克隆號為MACC/P66的扁藻作為藻種；
(2)藻種的培養
將維生素用蒸餾水溶解，再將PH值調整至4.5?5.0，經微孔濾膜過濾後得到維生素水溶液，把維生素水溶液加入厄爾德-施賴伯培養液得到修正的厄爾德-施賴伯培養液，將藻種用修正的厄爾德-施賴伯培養液進行培養，藻種在培養數天後開始分泌出一種紅色色素，該紅色色素溶解於修正的厄爾德-施賴伯培養液中形成紅色色素培養液；
(3)紅色色素培養液和藻種的分離
將經過步驟(2)後形成的紅色色素培養液和藻種進行分離，分離出來的藻种放入到新的修正的厄爾德-施賴伯培養液中繼續培養；
(4)從紅色色素培養液中分離出紅色色素:
將紅色色素培養液加入到離子交換柱中，使離子交換柱中的離子交換樹脂吸附紅色色素培養液中的紅色色素，然後用蒸餾水衝洗離子交換柱，再用氨水洗脫被吸附在離子交換柱上的紅色色素，同時收集被洗脫出來的紅色色素溶液，然後對紅色色素溶液進行減壓濃縮並乾燥，得到紅色色素粉末；
(5)檢驗紅色色素粉末的成分並分離出蝦青素
用蒸餾水溶解步驟(4)得到的紅色色素粉末，得到樣品溶液，然後將樣品溶液通過凝膠色譜柱對紅色色素進行層析，得到純蝦青素以及紅色色素粉末中各成分的含量。
[0005]優選的，所述修正的厄爾德-施賴伯培養液中維生素的含量小於1%。
[0006]優選的，所述維生素為水溶性維生素中的一種或幾種。
[0007]優選的，所述維生素水溶液中用於調整pH值的酸為鹽酸；在所述步驟(4)中，用蒸餾水衝洗所述離子交換柱至無氯離子檢出為止。
[0008]優選的，所述步驟(3)的分離方法為離心分離。
[0009]優選的，所述離子交換柱在進行步驟(4)之前通過以下方法進行處理:將離子交換樹脂用強鹼溶液在室溫下浸泡20?22h，然後用蒸餾水將離子交換樹脂上的強鹼洗乾淨，再把離子交換樹脂放入到含有金屬陽離子的溶液中浸泡並攪拌2?3h，然後用蒸餾水清洗離子交換樹脂，最後裝柱。
[0010]優選的，所述強鹼溶液為NaOH溶液，所述含有金屬陽離子的溶液為MnS04溶液。
[0011]優選的，所述凝膠色譜柱為葡聚糖凝膠G-1O色譜柱。
[0012]本發明的有益效果:
選擇克隆號為MACC/P66的扁藻作為藻種，藻種能夠直接將紅色色素分泌到培養液中，而經檢測,紅色色素中含有16%的蝦青素，同時蝦青素的重量能達到藻種重量的16%，蝦青素含量較高，而且從藻種中提取蝦青素，無需破壁，不會因此導致藻種死亡，藻種能繼續用於生產蝦青素，大大降低了提取蝦青素的成本；另外，紅色色素具有對光和熱穩定、水溶性好的特點，紅色色素通過凝膠色譜柱層析，即可得到純天然蝦青素；而且該方法是在室內採用密閉的生物反應器內進行的，因此操作過程中的條件易於控制，藻種不會流失而汙染周邊環境，而外來物種也無法侵入密閉的生物反應器。
【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖對本發明做進一步的說明，以下列舉的實施例僅代表一種或幾種最佳實施方式，不應該構成對本發明的限制。
[0014]本發明提供的從扁藻中提取蝦青素的方法包括以下步驟:
(I)扁藻的篩選
在顯微鏡下從扁藻屬中篩選出克隆號為MACC/P66的扁藻作為藻種。其中，克隆號為MACC/P66的扁藻呈橢球狀，藻體大小為3.0?4.2 μ mX9.0?10.5 μ m，頂部生長有四根鞭毛，絕大多數以單細胞形式存在。
[0015](2)藻種的培養
將維生素用少量蒸餾水溶解，再用濃度為IN的鹽酸將pH值調整至4.5?5.0，再用蒸餾水將維生素的含量稀釋至小於或等於0.1%，經4.5 μ m微孔濾膜過濾後得到維生素水溶液，把維生素水溶液加入厄爾德-施賴伯培養液得到修正的厄爾德-施賴伯培養液，其中，修正的厄爾德-施賴伯培養液中維生素的含量小於0.1%，維生素為水溶性維生素中的一種或幾種。
[0016]將藻種加入到修正的厄爾德-施賴伯培養液中，在光照5000LUX，30° C的條件下進行培養，藻種在培養一周後開始分泌出一種紅色色素，該紅色色素溶解於修正的厄爾德-施賴伯培養液中形成紅色色素培養液。
[0017](3)紅色色素培養液和藻種的分離
將經過步驟(2)後形成的紅色色素培養液和藻種在3000rpm下離心15分鐘，分離出來的藻种放入到新的修正的厄爾德-施賴伯培養液中繼續培養。
[0018]其中，紅色色素培養液經國產721型分光光度儀檢測，當波長為400nm時，0.D.>0.30。
[0019](4)從紅色色素培養液中分離出紅色色素
本步驟選擇使用離子交換柱將紅色色素從紅色色素培養液中分離出來，其中，離子交換樹脂為D401離子交換樹脂，在進行步驟(4)之前離子交換樹脂通過以下方法進行處理:將500g離子交換樹脂用100ml濃度為40%的NaOH溶液在室溫下浸泡20?22h，然後用蒸餾水將離子交換樹脂上的NaOH溶液洗乾淨，再把離子交換樹脂放入到100ml濃度為20%的MnS04溶液中浸泡並攪拌2?3h，然後用蒸餾水清洗D401離子交換樹脂，最後將離子交換樹脂裝入到尺寸為70cmX4.0cm的柱子中。
[0020]將紅色色素培養液加入到離子交換柱中，控制流速為lL/h，然後用蒸餾水衝洗離子交換柱至無氯離子檢出為止，再用濃度為0.5N的氨水洗脫被吸附在離子交換柱上的紅色色素，同時收集被洗脫出來的紅色色素溶液，然後對紅色色素溶液在35°C下進行減壓濃縮並乾燥，得到紅色色素粉末。
[0021](5)檢驗紅色色素粉末的成分並分離出蝦青素
用蒸餾水溶解步驟(4)得到的紅色色素粉末，得到樣品溶液，然後將樣品溶液通過葡聚糖凝膠G-1O色譜柱對紅色色素進行層析，得到純蝦青素以及紅色色素粉末中各成分的含量。
[0022]以下為對紅色色素粉末及從紅色色素粉末中分離出來的蝦青素進行檢測所得到的結果:
經中國軍事醫學科學院二所檢驗，紅色色素粉末中蝦青素的含量為16%，經過葡聚糖凝膠G-1O色譜柱分離得到的蝦青素的分子量為597。
[0023]經中科院海洋所通過日立835-50型胺基酸分析儀對紅色色素粉末進行分析，紅色色素粉末中的胺基酸總量為7.59mg/100mg,胺基酸組成包括二i^一種天然胺基酸中的十五種。
[0024]經中國石油勘探開發研究中心通過質譜、核磁共振與紅外光譜對紅色色素粉末和從紅色色素中分離出來的奸青素進行分析,結果顯示，紅色色素粉末在400nm和299nm處有強烈吸收峰，從紅色色素中分離出來的蝦青素在476nm處有強烈吸收峰。
[0025]經北京大學動物中心對紅色色素粉末進行毒理試驗，大鼠急性毒理實驗選用北京大學動物中心繁殖的健康Wistar大白鼠，體重180?220g，雌雄各半，共20隻，經預試設計徑口一次灌胃染毒給紅色色素100色價液13g/kg,均以10ml/kg體重計,等容量給予,觀察7天。結果顯示LD50> 13g/kg。
[0026]小鼠急性毒理性實驗選用北京大學動物中心繁殖的健康昆明種小白鼠，體重18?22g，雌雄各半，共20隻，經預試設計徑口一次灌胃染毒給紅色色素100色價液26g/kg,均以20ml/kg體重計,等容量給予,觀察7天。結果顯示LD50> 26g/kg。
[0027]解剖存活動物，大、小鼠均未見有病理改變，參照國家化合物急性毒理分級標準，紅色色素粉末屬無毒產品。
[0028]最後應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對本發明保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.從扁藻中提取蝦青素的方法，其特徵在於，該方法的步驟如下: (1)扁藻的篩選 從扁藻屬中篩選出克隆號為MACC/P66的扁藻作為藻種； (2)藻種的培養 將維生素用蒸餾水溶解，再將PH值調整至4.5?5.0，經微孔濾膜過濾後得到維生素水溶液，把維生素水溶液加入厄爾德-施賴伯培養液得到修正的厄爾德-施賴伯培養液，將藻種用修正的厄爾德-施賴伯培養液進行培養，藻種在培養數天後開始分泌出一種紅色色素，該紅色色素溶解於修正的厄爾德-施賴伯培養液中形成紅色色素培養液； (3)紅色色素培養液和藻種的分離 將經過步驟(2)後形成的紅色色素培養液和藻種進行分離，分離出來的藻种放入到新的修正的厄爾德-施賴伯培養液中繼續培養； (4)從紅色色素培養液中分離出紅色色素: 將紅色色素培養液加入到離子交換柱中，使離子交換柱中的離子交換樹脂吸附紅色色素培養液中的紅色色素，然後用蒸餾水衝洗離子交換柱，再用氨水洗脫被吸附在離子交換柱上的紅色色素，同時收集被洗脫出來的紅色色素溶液，然後對紅色色素溶液進行減壓濃縮並乾燥，得到紅色色素粉末； (5)檢驗紅色色素粉末的成分並分離出蝦青素 用蒸餾水溶解步驟(4)得到的紅色色素粉末，得到樣品溶液，然後將樣品溶液通過凝膠色譜柱對紅色色素進行層析，得到純蝦青素以及紅色色素粉末中各成分的含量。
2.根據權利要求1所述的從扁藻中提取蝦青素的方法，其特徵在於:所述修正的厄爾德-施賴伯培養液中維生素的含量小於1%。
3.根據權利要求1或2所述的從扁藻中提取蝦青素的方法，其特徵在於:所述維生素為水溶性維生素中的一種或幾種。
4.根據權利要求1所述的從扁藻中提取蝦青素的方法，其特徵在於:所述維生素水溶液中用於調整PH值的酸為鹽酸；在所述步驟(4)中，用蒸餾水衝洗所述離子交換柱至無氯離子檢出為止。
5.根據權利要求1所述的從扁藻中提取蝦青素的方法，其特徵在於:所述步驟(3)的分離方法為離心分離。
6.根據權利要求1所述的從扁藻中提取蝦青素的方法，其特徵在於:所述離子交換樹脂為D401離子交換樹脂，在進行步驟(4)之前離子交換樹脂通過以下方法進行處理:將離子交換樹脂用強鹼溶液在室溫下浸泡20?22h，然後用蒸餾水將離子交換樹脂上的強鹼洗乾淨，再把離子交換樹脂放入到含有金屬陽離子的溶液中浸泡並攪拌2?3h，然後用蒸餾水清洗離子交換樹脂，最後裝柱。
7.根據權利要求6所述的從扁藻中提取蝦青素的方法，其特徵在於:所述強鹼溶液為NaOH溶液，所述含有金屬陽離子的溶液為MnS04溶液。
8.根據權利要求1所述的從扁藻中提取蝦青素的方法，其特徵在於:所述凝膠色譜柱為葡聚糖凝膠G-1O色譜柱。
【文檔編號】C09B61/00GK104276989SQ201410469726
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月16日 優先權日:2014年9月16日
【發明者】張玉石 申請人:張玉石