一種從法夫酵母中高效提取純化蝦青素的新工藝的製作方法
2023-06-03 05:48:41
專利名稱：一種從法夫酵母中高效提取純化蝦青素的新工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種從法夫酵母中高效提取和純化蝦青素的方法。
背景技術：
蝦青素(astaxanthin)3，3′-二羥基-4，4′-二酮基-β，β′-胡蘿蔔素，分子式C40H52O4，分子量596.86，是一種萜烯類不飽和化合物，呈粉紅色，是600多種類胡蘿蔔素中的一種。蝦青素易於氧化，氧化後變為蝦紅素(astacene)。蝦青素的結構式如
圖1所示 圖1蝦青素的結構式天然蝦青素是一種優質、高效、安全的著色劑和天然抗氧化劑。作為新型飼料添加劑，它能提高動物的免疫力和存活率，增加動物產品的營養價值和外觀色澤。
目前在國內蝦青素提取純化中，首要解決的問題是原料的破壁問題，由於該原料細胞壁異常堅硬，對於動物，其攝入後難以消化吸收，因此如何進行法夫酵母細胞內色素的釋放，是高效提取蝦青素的瓶頸，目前已採用的破壁方法主要有物理法、化學法及酶法等。其中以物理方法中的冷熱破壁法破壁率最高，幾乎近99％的破壁率，但蝦青素的提取率卻不高，而利用鮮活物料直接高效提取蝦青素的研究目前尚屬空白。如何解決上述問題已成為目前國內外研究熱點。在蝦青素產品的純化方面，一直是目前國內研究難點，市場中主要經營的是含量僅為20％蝦青素粗物料，低價出口至日本、美國等國家，純化後再傾銷至中國，在價格上高出原料價格的20倍，因此蝦青素純化已在目前的研究中越來越重要，要提高其純度首先要解決的問題是防止在操作過程中氧化。
發明內容
本發明針對上述問題，運用負壓空化混旋固液萃取法成功解決了鮮物料在不破損細胞壁的前提下，通過改變細胞壁及細胞膜的通透性，同時利用最佳溶劑將細胞內相關物質抽提出來，提高了蝦青素提取率，使蝦青素的提出率高達90％以上，尤其是運用負壓空化固液萃取法對活菌在不破損細胞壁的前提下對其內容物進行高效提取，這在微生物製藥領域處於國際領先地位，填補了活體提取的空白。
本發明運用負壓幹柱層析進行蝦青素純化，使產品的純度一次性達到80％，同時省略純化前皂化的處理工藝。再運用常規正壓柱層析對粗品進行純化，可得到純度為98％的成品。本發明還運用自製的氮氣保護櫃解決了操作過程中提取物易氧化的問題，簡化了純化步驟。
發明優點使用本發明的方法提取純化蝦青素具有成本低、周期短、步驟簡單、成品純度高、無汙染等優點，打破了提取蝦青素必須先破碎細胞壁的陳舊規律，解決了蝦青素易氧化的難題，實現了蝦青素的提取不用破壁、純化不用皂化，為微生物製藥提供了廣闊的前景。
具體實施例方式
下面對本發明的實施例作進一步詳細描述物料與提取溶媒按比例混合後進行負壓空化混旋固液萃取，經離心得提取液，提取液減壓濃縮至小體積與萃取溶劑進行負壓空化混旋液液萃取，萃取液水洗、脫水後減壓濃縮至油狀物，再經負壓柱層析和正壓柱層析純化得98％成品。
所述的物料為烘乾的法夫酵母或鮮活的法夫酵母濃縮物。
所述的提取溶媒為50-100％的乙醇溶液。提取溶媒的體積為活體法夫酵母體積的10-30倍；乾物料為每克加10-30ml提取溶媒。
所述的負壓空化混旋固液萃取，其工藝條件為萃取次數為三次，每次空化時間為0.5-2小時，壓力為-0.06--0.1Mpa，空化的空氣流量為2-8立方米/小時，所通氣體為空氣或氮氣，空化柱底部放複合材料。
所述的提取液減壓濃縮，其溫度為40-60℃，壓力為-0.06--0.1Mpa，氮氣保護。
所述的萃取溶劑為二氯甲烷或三氯甲烷。
所述的負壓空化混旋液液萃取的工藝條件為通氣量為2-8立方米/小時，壓力為-0.06--0.1Mpa，時間為2-15分鐘，液液體積比為1∶1，充分萃取後，緩慢加入蒸餾水促使分層，分層後收集有機相。
所述的水洗次數為3-5次，脫水使用的脫水劑為無水硫酸鈉、氧化鋁或矽膠。
所述的萃取液減壓濃縮的溫度為30-40℃，壓力為-0.06--0.1Mpa，氮氣保護。
實施例1將500ml法夫酵母鮮物料與5000ml濃度為90％的乙醇溶液混合，負壓空化混旋固液萃取40分鐘，離心保留上清液，將剩餘固形物加5000ml濃度為90％的乙醇溶液，負壓空化混旋固液萃取40分鐘，離心保留上清液，剩餘固形物再加5000ml濃度為90％的乙醇溶液，負壓空化混旋固液萃取40分鐘，離心棄沉澱，將三次離心所得的上清液合併後減壓濃縮至150ml，壓力為-0.06--0.1Mpa，溫度為50℃，將濃縮液與150ml二氯甲烷混合後進行負壓空化混旋液液萃取，空化時間為5分鐘，空氣流量為2-8立方米/小時，壓力為-0.06--0.1Mpa，靜止後緩慢加入蒸餾水促使分層，取下面二氯甲烷層水洗4次，加過量無水硫酸鈉脫水，然後減壓濃縮除去二氯甲烷得油狀物，濃縮溫度為35℃，壓力為-0.06--0.1Mpa，加3ml石油醚溶解油狀物，再使用負壓柱層析對油狀物進行純化，取吸附有目標產物的矽膠，用二氯甲烷和乙醇的比例為100∶1的混合液進行洗脫，濾除矽膠，減壓除去洗脫液，溫度為35℃，壓力為-0.06--0.1Mpa，得油狀物質，加入2ml石油醚溶解油狀物，密封后放入冰箱，1-3天後取出下層晶體，純度為80.1％，再使用正壓柱層析法進行純化，最後得到純度為98.1％的成品0.246g，得率為4.1‰。
實施例2將2L法夫酵母鮮物料與30L濃度為85％的乙醇溶液混合，負壓空化混旋固液萃取1小時，離心保留上清液，將剩餘固形物加30L濃度為85％的乙醇溶液，負壓空化混旋固液萃取1小時，離心保留上清液，剩餘固形物再加30L濃度為85％的乙醇溶液，負壓空化混旋固液萃取1小時，離心棄沉澱，將三次離心所得的上清液合併進行減壓濃縮至900ml，壓力為-0.06--0.1Mpa，溫度為50℃，將濃縮液與900ml二氯甲烷混合後進行負壓空化混旋液液萃取，空化時間為4分鐘，空氣流量為2-8立方米/小時，壓力為-0.06--0.1Mpa，靜止後緩慢加入蒸餾水促使分層，取下面二氯甲烷層水洗5次，加過量無水硫酸鈉脫水，然後減壓濃縮除去二氯甲烷得油狀物，溫度為35℃，壓力為-0.06--0.1Mpa，加12ml石油醚溶解油狀物，再使用負壓幹柱層析對油狀物進行純化，取吸附有目標產物的矽膠，用二氯甲烷和乙醇的比例為100∶1的混合液進行洗脫，濾除矽膠，減壓除去洗脫液，溫度為35℃，壓力為-0.06--0.1Mpa，得油狀物質，加入10ml石油醚溶解油狀物，密封后放入冰箱，1-3天後取出下層晶體，純度為80.5％，再使用正壓柱層析法進行純化，最後得到純度為98.3％的成品1.032g，得率為4.3‰。
實施例3將120g法夫酵母乾物料與2.4L濃度為90％的乙醇溶液混合，負壓空化混旋固液萃取1小時，離心保留上清液，將剩餘固形物加2.4L濃度為90％的乙醇溶液，負壓空化混旋固液萃取1小時，離心保留上清液，剩餘固形物再加2.4L濃度為90％的乙醇溶液，負壓空化混旋固液萃取1小時，離心棄沉澱，將三次離心所得的上清液合併進行減壓濃縮至500ml，壓力為-0.06--0.1Mpa，溫度為50℃，將濃縮液與500ml二氯甲烷混合後，進行負壓空化混旋液液萃取，空化時間為6分鐘，空氣流量為2-8立方米/小時，壓力為-0.06--0.1Mpa，靜止後緩慢加入蒸餾水促使分層，取下面二氯甲烷層水洗5次，加過量無水硫酸鈉脫水，然後減壓濃縮除去二氯甲烷得油狀物，溫度為35℃，壓力為-0.06--0.1Mpa，加5ml石油醚溶解油狀物，再使用負壓幹柱層析對油狀物進行純化，取吸附有目標產物的矽膠，用二氯甲烷和乙醇的比例為100∶1的混合液進行洗脫，濾除矽膠，減壓除去洗脫液，溫度為35℃，壓力為-0.06--0.1Mpa，得油狀物質，加入5ml石油醚溶解油狀物，密封后放入冰箱，1-3天後取出下層晶體，純度為80.4％，再使用正壓柱層析法進行純化，最後得到純度為98.2％的成品0.48g，得率為4‰。
權利要求
1.一種從法夫酵母中高效提取純化蝦青素的新工藝，其特徵在於將物料與提取溶媒按比例混合後進行負壓空化混旋固液萃取，經離心得提取液，提取液減壓濃縮至小體積與萃取溶劑進行負壓空化混旋液液萃取，萃取液水洗、脫水後減壓濃縮至油狀物，再經負壓柱層析和正壓柱層析純化得98％成品。
2.按照權利要求1所述的一種從法夫酵母中高效提取純化蝦青素的新工藝，其特徵在於物料為烘乾的法夫酵母或鮮活的法夫酵母濃縮物。
3.按照權利要求1所述的一種從法夫酵母中高效提取純化蝦青素的新工藝，其特徵在於提取溶媒為50-100％的乙醇溶液。提取溶媒的體積為活體法夫酵母體積的10-30倍；乾物料為每克加10-30ml提取溶媒。
4.按照權利要求1所述的一種從法夫酵母中高效提取純化蝦青素的新工藝，其特徵在於負壓空化混旋固液萃取，其工藝條件為萃取次數為三次，每次空化時間為0.5-2小時，壓力為-0.06--0.1Mpa，空化的空氣流量為2-8立方米/小時，所通氣體為空氣或氮氣，空化柱底部放複合材料。
5.按照權利要求1所述的一種從法夫酵母中高效提取純化蝦青素的新工藝，其特徵在於提取液減壓濃縮，其溫度為40-60℃，壓力為-0.06--0.1Mpa，氮氣保護。
6.按照權利要求1所述的一種從法夫酵母中高效提取純化蝦青素的新工藝，其特徵在於萃取溶劑為二氯甲烷或三氯甲烷。
7.按照權利要求1所述的一種從法夫酵母中高效提取純化蝦青素的新工藝，其特徵在於負壓空化混旋液液萃取的工藝條件為通氣量為2-8立方米/小時，壓力為-0.06--0.1Mpa，時間為2-15分鐘，液液體積比為1∶1，充分萃取後，緩慢加入蒸餾水促使分層，分層後收集有機相。
8.按照權利要求1所述的一種從法夫酵母中高效提取純化蝦青素的新工藝，其特徵在於有機相的水洗次數為3-5次，脫水使用的脫水劑為無水硫酸鈉、氧化鋁或矽膠。
9.按照權利要求1所述的一種從法夫酵母中高效提取純化蝦青素1的新工藝，其特徵在於萃取液減壓濃縮的溫度為30-40℃，壓力為-0.06--0.1Mpa，氮氣保護。
全文摘要
本發明涉及一種從法夫酵母中高效提取純化蝦青素的新工藝，它是將物料與提取溶媒按比例混合後進行負壓空化混旋固液萃取，經離心得提取液，提取液減壓濃縮至小體積與萃取溶劑進行負壓空化混旋液萃取，萃取液水洗、脫水後減壓濃縮至油狀物，再經負壓柱層析和正壓柱層析純化得98％成品。
文檔編號C07C403/00GK1534020SQ20041001363
公開日2004年10月6日 申請日期2004年3月22日 優先權日2004年3月22日
發明者祖元剛, 薛豔華, 史權, 付玉傑, 唐中華, 劉莉娜, 李慶勇, 祖柏實 申請人:東北林業大學, 祖元剛