CN102321005A

CN102321005A - 一种亚临界流体萃取虾青素的方法

Info

Publication number: CN102321005A
Application number: CN201110282683A
Authority: CN
Inventors: 韩玉谦; 马勤川; 王兰; 薛长湖
Original assignee: Ocean University of China
Current assignee: Ocean University of China
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2012-01-18

Abstract

本发明公开了一种亚临界流体萃取虾青素的方法，原料干燥后送入萃取釜中后，通入R134a，在萃取压力6～10MPa，萃取温度50～60℃的条件下，先静态萃取30分钟，然后动态萃取40～60分钟，其中R134a的流量为6～12克/分钟。从萃取釜中流出的R134a流体直接在分离釜中降压解析分离，虾青素得率在80％以上。本发明的方法可有效的防止虾青素的氧化及降解，R134a作为亚临界萃取剂，无毒、副作用及有机物残留，虾青素在R134a中的溶解度大，萃取率高，适用于工业化生产。

Description

一种亚临界流体萃取虾青素的方法

技术领域

本发明涉及一种亚临界流体萃取虾青素的方法，确切地说就是采用亚临界状态下的R134a流体作为萃取剂，从富含虾青素的水产品原料或其下脚料中提取分离虾青素的技术。

背景技术

虾青素(Astaxanthin)，3，3’-二羟基-4，4’-二酮基-β，β’-胡萝卜素，是一种酮式类胡萝卜素，是发现于水生动物体内的一种类胡萝卜素，呈艳丽红色，为脂溶性。研究表明，虾青素的抗氧化性比胡萝卜素高10倍以上，比维生素E的抑制脂质过氧化反应特性高1000倍以上，具有高效抗氧化、抗癌变、增强免疫及着色等功能，目前已被广泛应用于食品、医药、化妆品和饲料等行业。因而在食品添加剂、水产养殖、化妆品、保健品和医药工业方面有广阔的应用前景。随着高档水产养殖的迅猛发展，自20世纪80年代中期出现了对虾青素的巨大市场需求，并于近年有急剧增加的趋势。据报道，目前天然的虾青素市场价格为6万美元/kg，市场上供不应求，应用前景十分广阔。从虾头虾壳等下脚料中提取虾青素不仅成本低，而且经济效益、环境效益都很高。

目前提取虾青素的一般方法是溶剂提取法和超临界CO₂萃取法，溶剂提取法费时费力，有机溶剂用量大，不利于操作人员的健康，且提取效果不佳，而且容易污染环境。超临界CO₂萃取虽然具有效率高、选择性好、绿色环保等一系列显著的优点，但同时也存在着操作压力高、设备造价大、不易推广应用等缺点。近几年新出现的亚临界流体萃取技术，可以在比较低的压力下实现比较好的萃取效果，克服了超临界CO₂萃取存在的一些缺点，因而受到了越来越多的重视。

由于1，1，1，2-四氟乙烷(R134a)具有临界条件(Tc＝101.1℃，Pc＝4.06MPa)易于达到、低毒、惰性、不易燃以及不破坏臭氧层(ODP＝0)等特点，所以成为亚临界流体的首选。根据文献检索，到目前为止尚无采用亚临界R134a从富含虾青素的水产品原料或其下脚料中提取虾青素的方法问世。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用亚临界R134a从富含虾青素的水产品原料或其下脚料中萃取虾青素的方法，采用该方法流程简单，操作方便，在萃取过程中同时实现分离，对生产人员及环境无不良影响。

虾青素的亚临界R134a萃取技术的原理是利用亚临界R134a的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对亚临界流体溶解力的影响而进行的。在亚临界状态下将亚临界液体与富含虾青素的水产品原料或其下脚料接触，使其有选择性地把虾青素萃取出来。

为实现上述目的，本发明所设计的一种亚临界流体萃取虾青素的方法，是先将富含虾青素的水产品原料或其下脚料进行简单干燥处理，然后将原料破碎或粉碎成碎片，再对其进行亚临界R134a萃取，最后对含有虾青素的R134a流体进行降压解析分离。

上述方法是利用处于不同压力和温度状态的R134a流体对富含虾青素的水产品原料或其下脚料中化学成份具有较大的溶解度差异，以及相同状态的R134a流体对富含虾青素的水产品原料或其下脚料中不同化学成份具有不同的溶解能力，来实现对目标物质的提取和分离的。故选择合适的工艺操作条件是进一步提高虾青素提取率的关键因素。因此：

在上述方法的亚临界萃取工艺中，萃取压力为3～15MPa，萃取温度为30～80℃，萃取时间为20～60分钟，R134a的流量为4～12克/分钟。其优选条件是：萃取压力为6～10MPa，萃取温度为50～60℃，先静态萃取30分钟，然后进行动态萃取，R134a的流量为8～12克/分钟，从萃取釜中流出的R134a流体直接在分离釜中降压解析分离。

在上述方法中，原料可选取水产品加工中的下脚料虾头、虾壳、蟹壳、体积较小的整只太平洋磷虾和南极磷虾等。对原料进行冷冻干燥处理12～48h，这样可以尽快除去原料中残留的水分，并减少原料中虾青素的损失。原料并不需要完全干燥，适度含水率的样品可以直接进行萃取。

本发明的积极效果在于：

1)R134a作为亚临界萃取剂，无毒、副作用及有机物残留，对萃取设备没有腐蚀作用。采用R134a流体在其处于亚临界状态所具有的高密度、低粘度条件下萃取原料中的有效物质，可以有选择性地对虾青素进行萃取，再通过降压的方法将溶剂与溶质分开，生产虾青素的周期短、效率高。

2)采用亚临界R134a流体可在温和的低温条件下提取原料中的虾青素，整个工作过程在高压密闭的R134a惰性环境中，可有效的防止虾青素的氧化及降解。

3)采用亚临界R134a流体可在较低的压力条件下提取原料中的虾青素，相比用超临界二氧化碳提取虾青素，R134a压力为10MPa时虾青素提取率可达80％以上。

4)所用的原料并不需要完全干燥，适度含水率的样品可以得到较高的提取率，当样品含水率在30％左右，虾青素提取率可达到60％，且随着含水率的降低，提取率上升的很快。

5)利用温度及压力的控制使溶于亚临界R134a流体中的虾青素脱溶而分离，不需要使用化学有机溶剂，因此所得虾青素中无溶剂残留，对环境无污染、无毒害，且可降低能耗。

6)本方法采集萃取、分离双重作用于一体，不存在物料的相变过程，不需要高温加热，不需回收溶剂，操作方便，大大简化了工艺流程，节约了能耗，降低了成本，且生产安全可靠，不失为一种理想的虾青素萃取分离方法。

具体实施方式

下列实施例旨在进一步举例描述本发明，而不是以任何方式限制本发明，在不背离本发明的精神和原则的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的待批权利要求范围内。

实施例1

取太平洋磷虾10g，冷冻干燥48h，含水率为5.5％，粉碎送入萃取釜中后，通入R134a流体，在温度60℃、压力10MPa条件下静态萃取30分钟，然后动态萃取40分钟，R134a流量为10克/分钟，在分离釜中降压解析，收集萃取物，虾青素提取率达到87％。

实施例2

取太平洋磷虾10g，冷冻干燥12h，含水率为32.8％，粉碎送入萃取釜中后，通入R134a流体，在温度60℃、压力10MPa条件下静态萃取30分钟，然后动态萃取40分钟，R134a流量为10克/分钟，在分离釜中降压解析，收集萃取物，虾青素提取率达到60％。

Claims

1.一种亚临界流体萃取虾青素的方法，其特征在于包括以下步骤：将亚临界流体连续地通入置有富含虾青素的水产品原料或其下脚料的萃取釜中；溶解了虾青素的R134a流体送入分离釜中降压解析。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所用的亚临界流体为R134a。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：先将虾头虾壳废弃物经过冷冻干燥，粉碎。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：也可将虾头虾壳废弃物经过热风干燥，粉碎。

5.根据权利要求3和4所述的方法，其特征在于：干燥后，原料的含水率为5～30％。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：解压后的R134a流体经压缩机压缩后，可回收循环使用。

7.根据权利要求2～6任一项所述的方法，其特征在于：萃取压力为6～10MPa，萃取温度为50～60℃，先静态萃取30分钟，然后动态萃取40～60分钟，R134a的流量为8～12克/分钟，从萃取釜中流出的R134a流体直接在分离釜中降压解析分离。

8.根据权利要求2～7任一项所述的方法，其特征在于：所说的原料选用水产品加工废弃物：虾壳、虾头和蟹壳，以及低值的虾类：太平洋磷虾和南极磷虾。