一種從雨生紅球藻中提取蝦青素的方法

2023-10-04 16:14:59 2

專利名稱：一種從雨生紅球藻中提取蝦青素的方法
技術領域：
本發明屬於天然產物的提取與加工方法，主要涉及一種從雨生紅球藻中超臨界
提取蝦青素的方法。
背景技術：
蝦青素(又稱為蝦紅素)是一種紅色素，其化學結構類似於e -胡蘿蔔素。蝦青
素是類胡蘿蔔組的一種，也是類胡蘿素合成的最高級別產物。e-胡蘿蔔素、葉黃素、角 黃素、番茄紅素等都不過是類胡蘿蔔素合成的中間產物，因此在自然界，蝦青素具有最
強的抗氧化性。研究發現，蝦青素有重要的生理功能，它的抗氧化能力較強，是維生素E 的550倍，是13 -類胡蘿蔔素等的10倍，能更有效的阻止不飽和脂肪酸過氧化。另外， 蝦青素還具有很強的抑制腫瘤生長、增強免疫功能、抵禦紫外線傷害等多種生理功效， 因而廣泛應用於食品、藥品、保健品和化妝品等領域。 由於其強大的抗氧化性，全球差不多一線的化妝品品牌均添加了天然蝦青素作 為其超強抗氧化劑的成分，尤其是日本的品牌高絲、芳凱等推出了專門的蝦青素系列保 溼霜、眼霜、面膜、口紅等。全球的保健品企業也推出了大約200多款蝦青素軟、硬膠 囊、口服液的保健食品。在日本，近3年來蝦青素成為最火爆的健康食品之一。
蝦青素的來源包括化學合成和生物提取兩種。蝦青素的合成技術已經十分成 熟，達到了工業化生產的程度。但是，人工合成蝦青素不僅價格昂貴，而且同天然蝦青 素在結構、功能、應用及安全性等方面差別顯著。天然界蝦青素是由藻類、細菌和浮遊 植物物產生的。而在天然蝦青素的生物來源中，雨生紅球藻的蝦青素含量是最高的，被 公認為自然界中生產天然蝦青素的最好生物，因此，利用這種微藻提取蝦青素無疑具有 廣闊的發展前景，已成為近年來國際上天然蝦青素生產的研究熱點。 目前，國外利用雨生紅球藻提取天然蝦青素的技術已取得長足發展，如瑞典已 有公司採用全封閉式(人工源照射)的光生物反應器生產蝦青素；美國的Aquasearch公司 在計算機控制的室外封閉光生物反應器(AGM)中進行雨生紅球藻培養；美國Cyanotech 微藻公司則採用封閉的"平臺"式光生物反應器進行雨生紅球藻的培養。近年來，國內 在蝦青素研究方面也取得了一定的進展，專利CN1392244A研究了一種培養雨生紅球藻 生產蝦青素的方法，這種方法採用一步法生產工藝，改善了兩步法生產帶來的生產周期 長、工藝複雜等缺點，大大提高蝦青素的產量和質量。專利CN1966660A發明了一種大 規模培養雨生紅球藻和轉化蝦青素的裝置及其方法，解決了雨生紅球藻限於小批量實驗 的缺點，大大推進了商業化生產的進程。專利CN1392250A公開了一種光反應器調節紅 球藻種群密度及蝦青素合成和積累的方法。然而，關於雨生紅球藻生產蝦青素的研究主 要集中在培養生產方面，而關於蝦青素的提取及加工技術方面的研究很少。王靈昭比較 了微波法、低溫研磨萃取法和鹼提法提取雨生紅球藻中蝦青素的效果(食品研究與開發， 2008年第7期)。從其研究結果看，這些提取方法的步驟較多，雖然提取物具有較好的 抗氧化和清除羥自由基的能力，但蝦青素的濃度較低。郭文晶等研究了超高壓法從雨生
3紅球藻中提取蝦青素的工藝，雨生紅球藻中蝦青素轉移率可達到98%，但300MPa超高 壓很難達到工業化應用的條件(農業機械學報，2008年5期)。 蝦青素的傳統提取方法有溶劑提取法、微波提取法、酶提取法、超高壓提取法 等等，然而這些方法存在著提取物中有溶劑殘留、汙染環境、工藝複雜等缺點。

發明內容
本發明的目的是利用超臨界萃取技術，提供一種從雨生紅球藻中超臨界提取蝦 青素的方法，通過以下的方案實現 取經過粉碎的雨生紅球藻粉末，裝入超臨界萃取裝置中的萃取釜中，設定萃
取釜的溫度為30-50°C，壓力為20-30MPa，分離釜I的溫度和壓力分別為30-40°C ，
8-10MPa，分離釜II的溫度為30-40°C， C02流體的流速為20-40L/h，萃取時間為2-4h，
萃取物不定期地從分離釜中放出，收集並保存於容器中。萃取物中蝦青素的含量分析採用美國Cyanotech公司的測定方法。超臨界流體萃取技術是20世紀70年代末才興起的一種新型生物分離精製技術。
它沒有傳統溶劑法的溶劑分離問題，從而使天然產物的提取工藝發生革命性的改進。通
過本發明方法獲得的蝦青素提取物，為暗紅色粘稠狀物質，較好的保留了有效物質，可
用於保健食品開發。 本發明的意義 (l)提取方法簡單、快速、操作方便； (2)萃取過程中所用的提取溶劑為C02，生產過程綠色環保，提取物無有機溶劑 殘留； (3)萃取過程中溫度較低，可以有效的避免有效物質高溫分解； (4)如蝦青素的含量分析結果所示，新工藝可提高蝦青素的產量及質量。
具體實施例方式
以下結合實例對本發明做進一步詳細描述。
實施例一 稱取經過粉碎的雨生紅球藻粉末100g，置於1L超臨界萃取裝置(HA220-50-06 型)中的萃取釜中，設定萃取釜的溫度為4(TC，壓力為30MPa，萃取劑(^02的流量為20L/ h，分離釜I的溫度和壓力分別為35t:和lOMPa，分離釜II的溫度為40°C ， C02流體的流 速為20-40L/h，連續動態萃取時間為2.5h，萃取物不定期地從分離釜中放出，收集並保存 於容器中，萃取物呈暗紅色的粘稠狀物質。稱重，共得萃取物8.0g，萃取率為8.0%。
實施例二 參照實施例一，稱取雨生紅球藻粉末100g，置於1L萃取釜中，設定好萃取參 數，萃取釜溫度為5(TC，壓力為20MPa， C02的流量為25L/h，分離釜I溫度為35"，壓 力為9MPa，分離釜II溫度為4(TC，連續動態萃取2.5h，提取結束後從分離釜中分離得到 暗紅色的粘稠狀物質。稱重，共得提取物6.8g，萃取率為6.8%。
實施例三 參照實施例一，稱取雨生紅球藻粉末100g，置於1L萃取釜中，設定好萃取參
4數，萃取釜溫度為4(TC，壓力為25MPa， C02的流量為20L/h，分離釜I溫度為30-35°C ， 壓力為8MPa，分離釜II溫度為35-40°C，連續動態萃取3h，提取結束後從分離釜中分離 得到暗紅色的粘稠狀物質。稱重，共得提取物7.4g，萃取率為7.4%。
實施例四 參照實施例一，稱取雨生紅球藻粉末100g，置於1L萃取釜中，同時加入100ml 乙醇為共溶劑。設定好萃取參數，萃取釜溫度為40-42°C，壓力為30MPa， C02的流量 為20L/h，分離釜I溫度為30-35。C，壓力為8-9MPa，分離釜II溫度為35-40°C，連續動態 萃取2h，不定時地從分離釜中收集暗紅色液體。然後將提取液在旋轉蒸發器中除去共溶 劑，得到暗紅色的粘稠狀物質。稱重，共得提取物7.5g，萃取率為7.5%。
實施例五 參照實施例一，稱取雨生紅球藻粉末600g，置於5L萃取釜中，設定好萃取參 數，萃取釜溫度為40-42°C，壓力為30MPa，萃取劑C02的流量為40L/h，分離釜I溫度 為30-35t:，壓力為8-10MPa，分離釜II溫度為35-4(TC ，連續動態萃取4h，提取過程不 定時地從分離釜中收集暗紅色的粘稠狀提取物。合併稱重，共得提取物42.6g，萃取率為 7.1%。 實施例六 萃取物中蝦青素的含量分析採用美國Cyanotech公司的測定方法。稱取10mg藻 粉提取物，放入10mL離心管中，加3g石英砂，在離心管中加入5mL DMSO， 45-50°C 水浴放置30min，期間振蕩3次。然後3000rpm離心5min使不容物沉澱，將上清液轉入 25mL容量瓶中。再往離心管中加入5mL丙酮，渦旋振蕩30s，離心分離沉澱，將上清液 轉入25mL容量瓶中，丙酮抽提至少3次，直至上清液基本無色(吸光值小於0.05)。
用丙酮定容至25mL，蓋上容量瓶，輕微振蕩混合，吸取5-7mL放入離心管，再 次離心以除去前面步驟中帶入的顆粒物。在474nm波長下測定最大吸光值，丙酮作空白 對照。蝦青素的標準品(CAS No : 472-61-7，分子式C4。H5204)由Sigma公司提供。
準確稱取2.0mg蝦青素純樣品，用丙酮溶解並定容至50mL，分別準確移取出0.5， 1.0，
1.5， 2.0， 2.5mL，用丙酮稀釋並定容至50mL，於相同波長處測吸光值。 提取物中蝦青素的含量見表1。 表1
實施例二四五
提取物得率，％8.06.87.47.57.1
蝦青素含量，％17.518.319.418.818.0
蝦青素得率，％1.401.241.461.411.28
權利要求
一種從雨生紅球藻中超臨界提取蝦青素的方法，通過以下方案實現取粉碎的雨生紅球藻粉末，裝入超臨界萃取裝置中的萃取釜中，設定萃取釜的溫度為30-50℃，壓力為20-30MPa，分離釜I的溫度和壓力分別為30-40℃和8-10MPa，分離釜II的溫度為30-40℃，CO2流體的流速為20-40L/h，萃取時間為2-4h，收集萃取物於容器中保存，萃取物為暗紅色粘稠狀物質。
全文摘要
本發明提供一種從雨生紅球藻中超臨界提取蝦青素的方法，利用超臨界CO2萃取工藝提取蝦青素，設定萃取釜的溫度為30-50℃，壓力為20-30MPa，CO2流體的流速為20-40L/h，萃取時間為2-4h。蝦青素具有最強的抗氧化性，容易被氧化。本發明的提取方法簡單、快速、操作方便；萃取過程中所用的提取溶劑為CO2，使生產過程綠色環保，提取物無有機溶劑殘留；萃取過程中溫度較低，可以有效的避免有效物質高溫分解；獲得的蝦青素提取物，為暗紅色粘稠狀物質，能夠較好的保留有效物質，可用於保健食品開發或作為藥用成分的原料。
文檔編號C07C403/00GK101691348SQ20091010229
公開日2010年4月7日 申請日期2009年9月7日 優先權日2009年9月7日
發明者劉雪松, 欒連軍, 王龍虎, 陳勇, 陳楊勝 申請人:浙江大學