CN102617431B - 用无机碱提取盐藻中的β-胡萝卜素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用无机碱提取盐藻中的β-胡萝卜素的方法，步骤为：(1)将盐藻泥或加适量水的盐藻粉降温冷冻，再水浴解冻直至无冰晶为止；(2)用无机碱性水溶液调节pH，在45-55℃，提取3-5小时；(3)将提取液离心后取上清；(4)用无机酸调节上清液pH，使β-胡萝卜素沉淀；(5)离心去除上清，得到β-胡萝卜素，将β-胡萝卜素冷冻干燥。本发明的方法克服了有机溶剂提取法所获得的产品中有机溶剂残留的缺点，又改善了超临界萃取法投资大、经济成本高的缺点。不仅为提取β-胡萝卜素提供便利，也为后续提取多糖的过程省去需去除丙酮，石油醚等有机溶剂而带来的麻烦。
Description
技术领域
本发明属于食品科学技术领域。具体地涉及一种用无机碱提取盐藻中的β-胡萝卜素的方法。
背景技术
盐藻是一种单细胞真核藻类，是迄今为止发现的最耐盐的真核生物之一，它属于高盐逆境生物，适应性很强，繁殖快，其自然生活环境多为盐池、盐湖等地方，特殊的环境造就了独特的生长机制。杜氏盐藻属于光合自养生物，含有丰富的油脂、胡萝卜素、蛋白质、多糖等，同时含较高的Ca、P、Zn等矿物质，还含有包括人类必需氨基酸在内的18种氨基酸，累积的甘油为干重的40％～50％。在适当的条件下，体内合成的β-胡萝卜素可达细胞干重的14％以上，远远高于其他动物和植物体内的含量，是β-胡萝卜素的极好天然产源，具有很大的开发应用价值，而胡萝卜中β-胡萝卜素含量仅为干重的万分之四。盐藻中无机元素含量高，各元素间含量比例合适，还可作为补充人体无机元素来源之一。制成干粉胶囊可直接口服，营养价值较高。
盐藻细胞中β-胡萝卜素最高可达干重的14％，远远高于其他生物，因而是生产天然β-胡萝卜素的良好资源。β-胡萝卜素可以作为维生素A的前体，能使皮肤和黏膜细胞正常化并可维持视网膜正常的功能。此外，β-胡萝卜素还能够提高免疫作用，消除自由基的伤害，预防癌症，预防心血管疾病及防止衰老。β-胡萝卜素具有无毒、高效等特点。
现阶段提取β-胡萝卜素的较为普遍的方法有以下两种：有机溶剂提取法和CO2超临界萃取法。
有机溶剂提取法较为大众所熟知，应用时间长，操作方法简便。这种方法是由β-胡萝卜素自身易溶于有机溶剂的特性所决定的。这种方法简便，快捷，经济，能够很迅速的将β-胡萝卜素从盐藻细胞中提取出来。但是，此方法会给后续提取其他功能性物质造成麻烦，因为β-胡萝卜素一般用于功能食品的生产，而在食品中有机溶剂残留是不允许的。经测定，丙酮、石油醚等有机溶剂不管是在提取出的β-胡萝卜素中还是在后续提取的盐藻多糖等功能性物质中，是不能完全除掉的，因此，此方法存在很大的局限性，另外，应用这种方法提取β-胡萝卜素时，应在完全避光和氮气保护的条件下进行，小规模的试验中可以，在大型生产中，特别是生产食品的过程中，利用此方法是不容易实现的。
CO2超临界萃取法具有萃取和分离的双重作用，物料无相变过程因而节能明显，工艺流程简单，萃取效率高，无有机溶剂残留，产品质量好，无环境污染。但是CO2超临界萃取法所用设置属超高压设备，设备昂贵，投资较大，从经济成本角度考虑，不利于企业的发展。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种简便可行无有机溶剂残留的、低成本的用无机碱提取盐藻中的β-胡萝卜素的方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种用无机碱提取盐藻中的β-胡萝卜素的方法，包括如下步骤：
(1)将盐藻泥或加适量水的盐藻粉降温至-40℃～0℃，冷冻20-30小时，再在25-35℃水浴解冻直至无冰晶为止；
(2)用无机碱性水溶液调节pH＝8-9，在45-55℃，提取3-5小时；
(3)将提取液经2500-3500r/min离心8-12min后取上清；
(4)用无机酸调节上清液使pH＝4-5，使β-胡萝卜素沉淀；
(5)以2500-3500r/min离心9-11min，去除上清，得到β-胡萝卜素，将所述β-胡萝卜素冷冻干燥。
所述无机碱性水溶液优选为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、碳酸钠水溶液、碳酸氢钠水溶液、碳酸钾水溶液或碳酸氢钾水溶液。
所述无机酸优选为盐酸或醋酸。
所述步骤(1)优选为：将盐藻泥或加适量水的盐藻粉降温至-10℃～-5℃，冷冻22-26小时，再在30-32℃水浴解冻直至无冰晶为止。
本发明的优点是：
(1)本发明的方法可以简单快捷地破坏盐藻细胞外由糖蛋白和精氨酸组成的膜，使原生质暴露出来。
(2)打破了有机溶剂萃取法的局限性，适合于大规模工业化生产。
(3)成本较低，可以减少成本浪费。
(4)提取周期短，方便快捷，可以节省时间。
(5)提取的β-胡萝卜素纯度较高。
(6)不对环境造成污染，是一种环保的方法。
本发明的方法克服了有机溶剂提取法所获得的产品中有机溶剂残留的缺点，又改善了超临界萃取法投资大、经济成本高的缺点。不仅为提取β-胡萝卜素提供便利，也为后续提取多糖的过程省去需去除丙酮，石油醚等有机溶剂而带来的麻烦。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
(1)将新鲜盐藻泥降温至-10℃，冷冻24小时，再在30℃水浴解冻直至无冰晶为止；
(2)用氢氧化钠水溶液调节pH＝8，在55℃，提取4小时；
(3)将提取液经3000r/min离心12min后取上清；
(4)用盐酸调节上清液使pH＝4，使β-胡萝卜素沉淀；
(5)以3000r/min离心10min，去除上清，得到β-胡萝卜素，将所述β-胡萝卜素冷冻干燥。经检测：β-胡萝卜素纯度为88％，收率为0.9％。
实施例2
(1)将新鲜盐藻泥降温至-5℃，冷冻26小时，再在32℃水浴解冻直至无冰晶为止；
(2)用氢氧化钾水溶液调节pH＝9，在45℃，提取3小时；
(3)将提取液经2500r/min离心10min后取上清；
(4)用盐酸调节上清液使pH＝5，使β-胡萝卜素沉淀；
(5)以2500r/min离心11min，去除上清，得到β-胡萝卜素，将所述β-胡萝卜素冷冻干燥。β-胡萝卜素纯度为87％，收率为1.0％。
实施例3
(1)将加适量水的盐藻粉搅拌均匀，降温至-40℃，冷冻20小时，再在25℃水浴解冻直至无冰晶为止；
(2)用碳酸钠水溶液调节pH＝9，在50℃，提取5小时；
(3)将提取液经3500r/min离心8min后取上清；
(4)用盐酸调节上清液使pH＝4.5，使β-胡萝卜素沉淀；
(5)以3500r/min离心9min，去除上清，得到β-胡萝卜素，将所述β-胡萝卜素冷冻干燥。β-胡萝卜素纯度为89％，收率为0.8％。
实施例4
(1)将加适量水的盐藻粉搅拌均匀降温至0℃，冷冻30小时，再在35℃水浴解冻直至无冰晶为止；
(2)用碳酸氢钠水溶液调节pH＝8，在55℃，提取5小时；
(3)将提取液经3000r/min离心10min后取上清；
(4)用醋酸调节上清液使pH＝5，使β-胡萝卜素沉淀；
(5)以3000r/min离心10min，去除上清，得到β-胡萝卜素，将所述β-胡萝卜素冷冻干燥。β-胡萝卜素纯度为87％，收率为0.8％。
实施例5
(1)将新鲜盐藻泥降温至-10℃，冷冻22小时，再在30℃水浴解冻直至无冰晶为止；
(2)用碳酸钾水溶液调节pH＝9，在55℃，提取5小时；
(3)将提取液经3000r/min离心12min后取上清；
(4)用醋酸调节上清液使pH＝4，使β-胡萝卜素沉淀；
(5)以3000r/min离心10min，去除上清，得到β-胡萝卜素，将所述β-胡萝卜素冷冻干燥。β-胡萝卜素纯度为86％，收率为0.88％。
实施例6
(1)将加适量水的盐藻粉搅拌均匀，降温至-10℃，冷冻30小时，再在32℃水浴解冻直至无冰晶为止；
(2)用碳酸氢钾水溶液调节pH＝8，在55℃，提取5小时；
(3)将提取液经3500r/min离心8min后取上清；
(4)用盐酸调节上清液使pH＝5，使β-胡萝卜素沉淀；
(5)以3500r/min离心10min，去除上清，得到β-胡萝卜素，将所述β-胡萝卜素冷冻干燥。β-胡萝卜素纯度为87.5％，收率为0.9％。
各实施例的步骤(1)新鲜盐藻泥或加适量水的盐藻粉搅拌均匀，经冷冻及解冻，使盐藻细胞的外膜被破坏，暴露出里面的原生质。
经过步骤(2)盐藻中蛋白质被破坏，β-胡萝卜以及叶绿素等溶于盐藻的甘油及脂肪酸中；
经过步骤(3)可将β-胡萝卜素混合物与藻渣分离；
将β-胡萝卜素混合物调节pH至酸性(pH＝4-5)，即可破坏混合物乳浊液状态，使β-胡萝卜素沉淀分离；然后离心分离胡萝卜素和上清液，将β-胡萝卜素经过冷冻干燥即为成品。
Claims (3)
1.一种用无机碱提取盐藻中的β-胡萝卜素的方法，其特征是包括如下步骤：
（1）将盐藻泥或加适量水的盐藻粉降温至-40℃～0℃，冷冻20-30小时，再在25-35℃水浴解冻直至无冰晶为止；
（2）用无机碱性水溶液调节pH=8-9，在45-55℃，提取3-5小时；
（3）将提取液经2500-3500r/min离心8-12min后取上清；
（4）用盐酸或醋酸调节上清液使pH=4-5，使β-胡萝卜素沉淀；
（5）以2500-3500r/min离心9-11min，去除上清，得到β-胡萝卜素，将所述β-胡萝卜素冷冻干燥。
2.根据权利要求1所述一种用无机碱提取盐藻中的β-胡萝卜素的方法，其特征是所述无机碱性水溶液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、碳酸钠水溶液、碳酸氢钠水溶液、碳酸钾水溶液或碳酸氢钾水溶液。
3.根据权利要求1所述一种用无机碱提取盐藻中的β-胡萝卜素的方法，其特征是所述步骤（1）为：将盐藻泥或加适量水的盐藻粉降温至-10℃～-5℃，冷冻22-26小时，再在30-32℃水浴解冻直至无冰晶为止。
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