一種同時從螺旋藻中萃取β-胡蘿蔔素和γ-亞麻酸的方法
2024-03-28 04:06:05
專利名稱：一種同時從螺旋藻中萃取β-胡蘿蔔素和γ-亞麻酸的方法
技術領域：
本發明屬於植物提取領域，尤其涉及一種萃取螺旋藻中有用成分的萃取方法。
背景技術：
螺旋藻(spirulina)是一類低等植物,屬於藍藻門，顫藻科。是一種深青色的絲狀微藻，在高倍顯微鏡下可觀察到，它是由單細胞單列構成的纖細螺旋狀藻體，故稱螺旋藻。螺旋藻含有豐富的蛋白質、多糖、胡蘿蔔素、Y-亞麻酸、葉綠素及多種維生素和礦物質。其中β_胡蘿蔔素含量約是胡蘿蔔的15倍，具有防癌抗癌、提高免疫力、延緩衰老等多種保健功能，其提取及劑型開發在保健和醫療領域中的應用日益得劍了人們的重視。β_胡蘿蔔素是VA的前體物質，VA是一種自由基清除劑，有極好的抗氧化性，被稱為「抗癌之神」，在抗癌和預防心血管疾病方面有明顯作用。胡蘿蔔素還可保護視力，對青光眼、白內障具有一定 療效，人體長期缺乏會導致夜盲症等，β_胡蘿蔔素防止低密度脂蛋白氧化，在防治癌症和心血管疾病方面有特殊的作用，因次，β-胡蘿蔔素可用於抗氧化、抗腫瘤、增強機體免疫及其他功能方面。天然β_胡蘿蔔素作為一種食品添加劑、營養強化劑和醫藥製劑，是一種與人體健康密切相關的、具有很高價值的有效成分。目前市場上根據來源分為天然和合成的β-胡蘿蔔素兩大類，天然胡蘿蔔素只佔胡蘿蔔素市場的5% 6%。合成品β-胡蘿蔔素為全反式構型，而天然胡蘿蔔素除全反式構型外，還含有不同程度的9-順式和15-順式構型。順式異構體易溶於膽汁，優先摻入乳糜微粒而被吸收。因此大力發展天然β_胡蘿蔔素產品以代替化學合成的β_胡蘿蔔素產品，對促進人類健康有重要意義，也有著更為廣闊的應用市場。天然胡蘿素的物理性質
β -胡蘿蔔素的分子式為C4tlH56，分子量為536.88，熔點180°C左右，呈深紅紫至暗紅色有光澤的斜6面體、板狀微結晶或結晶性粉末，有輕微異臭或異味。稀溶液呈橙黃色至黃色，濃度增大時帶橙色，因溶液的極性可稍帶紅色。不溶於水、丙二醇、甘油、酸和鹼。溶於二硫化碳、苯、氯仿、己烷及植物油，幾乎不溶於甲醇和乙醇。天然β -胡蘿素的化學性質
β -胡蘿蔔素遇氧、熱和光時呈不穩定，而在弱鹼下較穩定，由於它的不飽和結構，使它具有較強的抗氧化活性和清除自由基的能力，因而具有一定的生理活性。也正是由於它的多雙鍵結構，使得它的化學性質不穩定，易在光照和加熱時發生氧化變質及其異構化反應，因而應避免直接光照、加熱和與空氣接觸，應低溫貯存在不活潑的氣體中，其操作也應在無光下進行，胡蘿蔔素在加氧酶催化下，在其中心斷裂可產生兩個分子，可生成二分子視黃醇。目前，天然β_胡蘿蔔素的來源主要從富含胡蘿蔔素的植物中提取、鹽藻養殖提取或微生物發酵法得到。微生物發酵法存在著生產條件苛刻，產量小，目前還無法大面積推廣等缺點。Y-亞麻酸,克螺旋藻中含Y-亞麻酸達11.8毫克,是母乳的500倍。Y-亞麻酸是組成人體各組織生物膜的結構材料，實驗及臨床研究表明，本品具有明顯的抗脂質過氧化、降低總膽固醇、提高高密度脂蛋白、抑制血小板聚集及血栓素A2合成、降低血壓、抑制潰瘍及胃出血、增加胰島素分泌、減肥等作用。臨床上用於某些老年性疾病如糖尿病、高血脂病、動脈粥樣硬化、血栓性心腦血管疾病、癌症以及胃潰瘍、肥胖症、精神分裂症、特應性溼疹、風溼性關節炎、脈管炎等。Y-亞麻酸也是合成前列腺素的前體，有調節血壓和膽固醇合成的作用，並可起到控制炎症和促進細胞增殖的功效.因此長期服用螺旋藻可以有效降低血壓及膽固醇濃度，有效降低患心臟病和中風的機率。Y-亞麻酸(GLA)為無色油狀液體，在空氣中極易氧。它是人體本身無法合成而又必需的一種脂肪酸，是組成人體各組織生物膜的結構材料，具有廣泛的生理活性和明顯的藥理作用，被高度評價為「21世紀功能性食品主作用，被高度評價為「21世紀功能性食品主角」。目前，對Y-亞麻酸的研究主要集中於兩個方面，一是尋找富含Y亞麻酸天然資源；二是研究開發富集Y-亞麻酸的新技術。常見的方法是從月見草中提取Y-亞麻酸。為了滿足國內外市場需求，近年來在吉林、遼寧、內蒙古地區通過科研攻關，高產量、高含油的月見草己經培植成功，但生產成本高，受時令限制，大規模種植與糧食作物爭地，所以從其他植物中提取Y-亞麻酸為當務之急。國內外研究者將人工培養的螺旋藻進行分析發現，螺旋藻中不飽和脂肪酸含量很高，其Y-亞麻酸含量佔其脂肪酸的8% 25%，佔細胞乾重1.1 1.5%左右，而在Y-亞麻酸的主要來源月見草油中其含量只在7% 10%。我國螺旋藻資源豐富，同時其Y-亞麻酸含量豐富，目前尚未完全開發研究，可作為Y-亞麻酸很好開發源。因此有很好的發展前景，值得我們深入研究。尚未查到相同的同時從螺旋藻中萃取β-胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法專利和文獻。
發明內容
為克服現有技術沒有同時從螺旋藻中萃取胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法，發明如下方法:
一種同時從螺旋藻中萃取β-胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法，包括螺旋藻粉、CO2氣瓶、高壓泵、溫控器、萃取釜、分離釜1、分離釜I1、玻璃球、濾紙等設備，在超臨界CO2萃取螺旋藻中β—胡蘿蔔素時加入夾帶劑，其特徵在於:所述的夾帶劑是夾帶劑A和夾帶劑B，夾帶劑A是石油醚，石油醚的沸程90 120°C ;夾帶劑B是丙酮。所用夾帶劑的加入方法是夾帶劑A與原料混合後一起裝入萃取釜中，在萃取過程中再加入夾帶劑B進行萃取。
所用夾帶劑A的加入量是原料粉末重量的20% 40%的石油醚。所用夾帶劑B加入量是原料粉末重量的60% 100%的丙酮。所用夾帶劑A的加入量優選方案是原料粉末重量的30%的石油醚。所用夾帶劑B的加入量優選方案是原料粉末重量的80%的丙酮。
所用CO2流體流量為18 20L/h，取壓力為25MPa 40MPa，萃取溫度為40 50°C，取時間為2 3.5小時。優選方案為CO2流體優選方案流量為19L/h，萃取壓力優選方案為32MPa、萃取溫度優選方案為46°C，萃取時間優選方案為3小時。分離釜I的壓力6 8MPa，分離釜I的溫度30 45°C，分離時間為2 3.5小時。分離斧I優選方案為:離斧1的壓力6.810^，分離斧1的溫度371:，分離時間為3小時。分離釜II的壓力5 7MPa，分離釜II的溫度30 40°C，分離時間為2 3.5小時。所述的螺旋藻是頓頂螺旋藻、極大螺旋藻、鹽澤螺旋藻的任意一種的新鮮螺旋藻粉。同時從螺旋藻中萃取β -胡蘿蔔素和Y -亞麻酸的方法還括以下步驟:
(I)、選取新鮮優質螺旋藻藻粉，過80目篩作為原料粉末，採用原料粉末重量20% 40%的石油醚(沸程90 120°C )作為夾帶劑A與原料粉末均勻混合後得到混合物A，將混合物A置於潔淨容器中20 30min後備用。(2)、採用步驟(I)中混合物A體積1/3的直徑為0.5 1.5cm的玻璃球與混合物A混合後得到混合物B，將混合物B裝入萃取斧中，並上好堵頭。其中在裝入萃取原料前萃取釜中與濾板接觸的地方加I 2片濾紙可以防止萃取釜中濾板堵塞。(3)、向超臨界流體萃取設備 萃取釜中通入流量為18 20L/h的CO2流體，在萃取壓力為25MPa 40MPa、萃取溫度為40 50°C的條件下進行萃取,萃取20 30min後，經夾帶劑泵加丙酮溶液作為夾帶劑B，加入量為原料粉末重量的60% 100%，加入的速度為0.6 1.0L/h，萃取時間為2 3.5小時。(4)、將步驟(3)項下萃取釜中所得到的含有原料粉末溶解成分的CO2流體導入超臨界流體萃取設備分離釜I中，設定分離釜I的壓力6 8MPa，分離釜I的溫度30 45°C，分離時間為2 3.5小時。分離後CO2進入分離釜II，分離釜I中所得到的便是以β-胡蘿蔔素和Y-亞麻酸為主的螺旋藻萃取物。(5)、經過步驟(4)分離後，將仍然含有少量原料粉末溶解成分的CO2導入超臨界流體萃取設備分離釜II中，設定分離斧II的壓力5 7MPa，分離斧II的溫度30 40°C，分離時間為2 3.5小時。分離後CO2進入下次循環萃取，分離斧II中所得到的便是在分離斧I中未完全分離的以胡蘿蔔素和Y-亞麻酸為主的螺旋藻萃取物。(6)、合併步驟(4)和步驟(5)項下所得到的螺旋藻萃取物，其中含β-胡蘿蔔素佔螺旋藻粉乾重的0.27 0.88%，提取率為92%以上；含Y -亞麻酸佔螺旋藻粉乾重的
0.87 1.51%，提取率為91%以上。本發明的同時從螺旋藻中萃取胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法的顯著進步是: 本發明的方法是採用自製的超臨界流體萃取設備對螺旋藻中主要有效成分β_胡蘿
卜素和Y-亞麻酸進行萃取，萃取後成分經簡單分離純化即可得到純度較高的天然胡蘿蔔素和Y-亞麻酸。本發明方法的措施得力，操作簡單，容易實施，技術效果顯著，提取的胡蘿蔔素和Y-亞麻酸得率高且質量好。提取之後的螺旋藻腥味大減卻蛋白質和多糖等水溶性成分幾乎無損失，對藻藍蛋白及多糖的提取有一定幫助，同時，提取後的螺旋藻也可以直接開發成保健食品。
圖1是同時從螺旋藻中萃取β_胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法設備示意圖。圖2是同時從螺旋藻中萃取β_胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法工藝流程圖。
具體實施例方式實施例1
一種同時從螺旋藻中萃取β-胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法，包括螺旋藻粉、CO2氣瓶、高壓泵、溫控器、萃取釜、分離釜1、分離釜I1、玻璃球、濾紙等設備，在超臨界CO2萃取螺旋藻中β—胡蘿蔔素時加入夾帶劑，其特徵在於:所述的夾帶劑是夾帶劑A和夾帶劑B，夾帶劑A是石油醚，石油醚的沸程90 120°C ;夾帶劑B是丙酮。所用夾帶劑的加入方法是夾帶劑A與原料混合後一起裝入萃取釜中，在萃取過程中再加入夾帶劑B進行萃取 。所用夾帶劑A的加入量是原料粉末重量的30%的石油醚。所用夾帶劑B的加入量是原料粉末重量的80%的丙酮。所用CO2流體流量為19L/h，萃取壓力為32MPa、萃取溫度為46°C，萃取時間為3小時。分離釜I工藝參數為:分離斧I的壓力6.8MPa，分離釜I的溫度37°C，分離時間為3小時。分離釜II的壓力5 7MPa，分離釜II的溫度30 40°C，分離時間為2 3.5小時。同時從螺旋藻中萃取β -胡蘿蔔素和Y -亞麻酸的方法還括以下步驟:
(I)、選取新鮮優質極大螺旋藻粉，過80目篩作為原料粉末，採用原料粉末重量20% 40%的石油醚(沸程90 120°C)作為夾帶劑A與原料粉末均勻混合後得到混合物A，將混合物A置於潔淨容器中20 30min後備用。(2)、採用步驟(I)中混合物I體積1/3的直徑為0.5 1.5cm的玻璃球與混合物A混合後得到混合物B，將混合物B裝入萃取釜中，並上好堵頭。其中在裝入萃取原料前萃取釜中與濾板接觸的地方加I 2片濾紙可以防止萃取釜中濾板堵塞。(3)、向超臨界流體萃取設備萃取釜中通入CO2流體，經夾帶劑泵加丙酮溶液作為夾帶劑B。(4)、將步驟(3)項下萃取釜中所得到的含有原料粉末溶解成分的CO2流體導入超臨界流體萃取設備分離釜I中；分離後CO2進入分離釜II，分離釜I中所得到的便是以β-胡蘿蔔素和Y-亞麻酸為主的螺旋藻萃取物。(5)、經過步驟(4)分離後，將仍然含有少量原料粉末溶解成分的CO2導入超臨界流體萃取設備分離釜II中，分離後CO2進入下次循環萃取，分離斧II中所得到的便是在分離斧I中未完全分離的以β-胡蘿蔔素和Y-亞麻酸為主的螺旋藻萃取物。(6)、合併步驟(4)和步驟(5)項下所得到的螺旋藻萃取物，其中含β-胡蘿蔔素佔螺旋藻粉乾重的0.27 0.88%，提取率為92%以上；含Y -亞麻酸佔螺旋藻粉乾重的
0.87 1.51%，提取率為91%以上。
權利要求
1.一種同時從螺旋藻中萃取β-胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法，包括螺旋藻粉、CO2氣瓶、高壓泵、溫控器、萃取釜、分離釜1、分離釜I1、玻璃球、濾紙等設備，在超臨界CO2萃取螺旋藻中β—胡蘿蔔素和Y-亞麻酸時加入夾帶劑，其特徵在於:所述的夾帶劑是夾帶劑A和夾帶劑B，夾帶劑A是石油醚，石油醚的沸程90 120°C ;夾帶劑B是丙酮。
2.如權利要求1所述的一種同時從螺旋藻中萃取胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法，其特徵在於:所用夾帶劑的加入方法是夾帶劑A與原料混合後一起裝入萃取釜中，在萃取過程中再加入夾帶劑B進行萃取。
3.如權利要求1所述的一種同時從螺旋藻中萃取胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法，其特徵在於:所用夾帶劑A的加入量是原料粉末重量的20% 40%的石油醚。
4.如權利要求1所述的一種同時從螺旋藻中萃取胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法，其特徵在於:所用夾帶劑B加入量是原料粉末重量的60% 100%的丙酮。
5.如權利要求3所述的一種同時從螺旋藻中萃取β-胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法，其特徵在於:所用夾帶劑A的加入量優選方案是原料粉末重量的30%的石油醚。
6.如權利要求4所述的的一種同時從螺旋藻中萃取β-胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法，其特徵在於:所用夾帶劑B的加入量優選方案是原料粉末重量的80%的丙酮。
7.如權利要求4所述的一種同時從螺旋藻中萃取β-胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法，其特徵在於:所用CO2流體流量為18 20L/h，取壓力為25MPa 40MPa，萃取溫度為40 50°C，取時間為2 3.5小時。
8.如權利要求7所述的一種同時從螺旋藻中萃取β-胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法，其特徵在於:優選方案為CO2流體優選方案流量為19L/h，萃取壓力優選方案為32MPa、萃取溫度優選方案為46°C，萃取時間優選方案為3小時。
9.如權利要求1述的一種同時從螺旋藻中萃取胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法，其特徵在於:分離釜I的壓力6 8MPa，分離釜I的溫度30 45°C，分離時間為2 3.5小時。
10.如權利要求1述的一種同時從螺旋藻中萃取胡蘿蔔素和Y-亞麻酸的方法，其特徵在於:分離釜II的 壓力5 7MPa，分離釜II的溫度30 40°C，分離時間為2 3.5小時。
全文摘要
一種同時從螺旋藻中萃取β-胡蘿蔔素和γ-亞麻酸的方法，包括螺旋藻粉、CO2氣瓶、高壓泵、溫控器、萃取釜、分離釜Ⅰ、分離釜Ⅱ、玻璃球、濾紙等設備，在超臨界CO2萃取螺旋藻中β—胡蘿蔔素時加入夾帶劑，其特徵在於所述的夾帶劑是夾帶劑A和夾帶劑B，夾帶劑A是石油醚，石油醚的沸程90～120℃；夾帶劑B是丙酮。本發明方法的措施得力，操作簡單，容易實施，技術效果顯著，提取的β-胡蘿蔔素和γ-亞麻酸得率高且質量好。
文檔編號C07C57/12GK103193694SQ201310152148
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月27日 優先權日2013年4月27日
發明者不公告發明人 申請人:雲南藍鑽生物科技有限公司