CN105017115A - 一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，包括以下步骤：先将杜氏盐藻粉加水降温，微波加热解冻；再将其进行皂化、冷却离心，去上清；最后在样品溶液中加入提取溶剂，进行超声提取，冷却结晶，制得β-胡萝卜素提取物。本发明先对样品进行冷冻-微波解冻，可使样品中水分含量降低，使后续操作更容易；在提取前先对样品进行皂化，可使β-胡萝卜素提取更完全；采用乙酸乙酯或90-95%乙醇水溶液作为超声提取溶剂，在25℃时提取约0.5-0.7h时，β-胡萝卜素基本提取完全；且提取溶剂单一，容易回收，安全性更高，可广泛用于大规模的食品或药品等领域。
Description
技术领域
本发明属于食品科学技术领域，具体涉及一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法。
背景技术
盐藻，是一种形态微小、没有细胞壁、原生质裸露的嗜盐性沲游藻类，它隶属于绿藻门、绿藻纲、团藻目、盐藻科、盐藻属，又称为盐生杜氏藻。盐藻属于高盐逆境生物，是迄今为止发现的最耐盐的真核生物之一，多生活在自然盐池或盐湖等地方，特殊的生长环境成就了其特别的生长机制，其对环境的适应性很强，生长繁殖较快。盐藻富含多糖类化合物、微量元素、蛋白质、高度不饱和脂肪酸等多种营养成分。
β-胡萝卜素的分子式为C 40 H 56，相对分子量为536.88。它由四个异戊二烯双键首尾相连而成，分子两端各有一个β-紫萝酮环，主要有全反式、9-顺式、13-顺式及15-顺式四种形式。β-胡萝卜素在体内酶的作用下可转变为维生素A，对保证正常的生长和发育及抗感染具有重要的作用；β-胡萝卜素分子具有多个共轭多烯双键的特殊结构，使它能与含氧自由基发生不可逆反应，可清除氧自由基，抗氧化；可以增强免疫力，提高人体免疫系统抵抗致癌物的能力；口服β-胡萝卜素可防止光敏感性红斑者的形成，并可降低皮肤对紫外光的敏感性；同时对心血管疾病、心肌细胞缺氧发生具有保护作用；此外，β-胡萝卜素还是自然界中普遍存在、最稳定的天然色素。因此，其被广泛用于医药、食品及化妆品等领域。β-胡萝卜素虽然分布广，但含量极微，以至难以从自然资源中提取和生产这种产物。而杜氏盐藻细胞内有一杯状色素体，色素体内的色素主要是叶绿素和类胡萝卜素，报道显示，其类胡萝卜素包括叶黄素、α-胡萝卜素及β-胡萝卜素等21种类，而其中晶体中反式β-胡萝卜素相对含量为74.26％，在极限条件下，盐藻中累积的β-胡萝卜素含量可高达藻体干重的14％。因此，使得盐藻成为国内外公认的天然β-胡萝卜素的主要来源之一。
现阶段有机溶剂提取法及CO2超临界萃取法是提取β-胡萝卜素最为普遍的方法，前者利用β-胡萝卜素本身可溶于有机溶剂的特性所决定的，操作简单，提取方便，但可影响盐藻中其他生理活性物质的提取。后者具有萃取和分离的双重作用，萃取效率高，也不残留有机溶剂，但提取成本高。为此，本发明提供一种超声波辅助法，提取效率高，而且适用性广。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种提取效率高，β-胡萝卜素损失少且适用性广的β-胡萝卜素的超声提取法。
本发明的技术方案如下：
一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，包括以下步骤：
(1)称取杜氏盐藻粉0.5-5g加水适量降温，经微波加热解冻直至无冰晶为止；
(2)皂化：取步骤(1)中解冻后的样品置入100ml具塞锥形瓶中，加皂化剂回流加热，然后将锥形瓶置于冰箱冷冻柜中迅速冷却，将冷却后的锥形瓶中样品溶液离心，去上清，得皂化后的样品溶液；
(3)取步骤(2)中制得的皂化后的样品溶液置入具塞锥形瓶中，加入提取溶剂，置于超声波发生器中进行超声提取，冷却结晶，制得β-胡萝卜素提取物。
优选的，步骤(1)中所述的降温为降温至-40—-10℃，降温后维持时长为2-3h。
优选的，步骤(1)中所述的微波加热时功率为400-450W。
优选的，其特征在于，步骤(2)中所述的皂化剂的加入量为加入的样品体积的15-20倍。
优选的，步骤(2)中所述的皂化剂为体积比为(2-5)：(8-12)的氢氧化钾溶液与甲醇溶液的混合物。
优选的，所述的氢氧化钾溶液的浓度为0.1-0.2mol/L,所述的甲醇溶液的体积浓度为75-95％。
优选的，步骤(2)中所述的皂化温度为25-35℃，皂化回流加热时间为1.5-2h。
优选的，步骤(2)中所述的离心速度为4000-5000r/min，离心时间为15-30min。
优选的，步骤(3)中所述的提取溶剂为乙酸乙酯或90-95％乙醇水溶液。
优选的，步骤(3)中所述的提取温度为20-25℃，提取时间为0.5-0.7h。
本发明与现有技术相比，有益效果体现在：
1.在冷冻-微波解冻的过程中，可使样品中水分含量降低，而对β-胡萝卜素的损失极小，可使后续的超声波的空化作用提取更充分。
2.虽然杜氏盐藻细胞缺乏细胞壁，但是其脂肪含量高，可影响β-胡萝卜素提取，出现提取不完全或提取时发生乳化现象，导致提取产物含有大量的脂质成分。因此，本发明在提取前先对样品在25-35℃时进行皂化1.5-2h。
3.超声波提取节能高效，在加入溶剂后采用超声波提取，可借助于超声波作用过程中传递的超声波能量产生的正负压强交变周期，在样品与溶剂之间产生空化作用，而且超声波的粉碎、搅拌等特殊的物理作用可使溶剂更容易穿透至细胞内胞达到提取目标成分的目的。本发明采用乙酸乙酯或90-95％乙醇水溶液作为提取溶剂，杜氏盐藻大在这两种溶剂中具有良好的分散性，在提取约0.5-0.7h时，β-胡萝卜素即被基本提取完全，而且将提取温度控制在20-25℃时，β-胡萝卜素提取率最高，当超过25℃时时，提取率反而下降。
4.本发明乙酸乙酯或90-95％乙醇水溶液作为提取溶剂，提取溶剂单一，容易回收，安全性更高，可广泛用于大规模的食品或药品等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明：
实施例1
一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，包括以下步骤：
(1)称取杜氏盐藻粉0.5g加水适量降温至-40℃，降温后维持时长为2h，经微波以400W功率加热解冻直至无冰晶为止；
(2)皂化：取步骤(1)中解冻后的样品置入100ml具塞锥形瓶中，加样品体积15倍的皂化剂在25℃下回流加热1.5h，然后将锥形瓶置于冰箱冷冻柜中迅速冷却，将冷却后的锥形瓶中样品溶液以4000r/min速度离心15min，去上清，得皂化后的样品溶液；
(3)取步骤(2)中制得的皂化后的样品溶液置入具塞锥形瓶中，加入乙酸乙酯，置于超声波发生器中在20℃，超声提取0.57h，冷却结晶，制得β-胡萝卜素提取物。
步骤(2)中所述的皂化剂为体积比为2：9的氢氧化钾溶液与甲醇溶液的混合物。
所述的氢氧化钾溶液的浓度为0.1mol/L,所述的甲醇溶液的体积浓度为75％。
实施例2
一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，包括以下步骤：
(1)称取杜氏盐藻粉5g加水适量降温至-10℃，降温后维持时长为3h，经微波以450W功率加热解冻直至无冰晶为止；
(2)皂化：取步骤(1)中解冻后的样品置入100ml具塞锥形瓶中，加样品体积20倍的皂化剂在35℃下回流加热2h，然后将锥形瓶置于冰箱冷冻柜中迅速冷却，将冷却后的锥形瓶中样品溶液以5000r/min速度离心30min，去上清，得皂化后的样品溶液；
(3)取步骤(2)中制得的皂化后的样品溶液置入具塞锥形瓶中，加入90％的乙醇水溶液，置于超声波发生器中在25℃下超声提取0.7h，冷却结晶，制得β-胡萝卜素提取物。
步骤(2)中所述的皂化剂为体积比为5：12的氢氧化钾溶液与甲醇溶液的混合物。
所述的氢氧化钾溶液的浓度为0.2mol/L,所述的甲醇溶液的体积浓度为95％。
实施例3
一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，包括以下步骤：
(1)称取杜氏盐藻粉2g加水适量降温至-20℃，降温后维持时长为2.5h，经微波以420W功率加热解冻直至无冰晶为止；
(2)皂化：取步骤(1)中解冻后的样品置入100ml具塞锥形瓶中，加样品体积18倍的皂化剂在30℃下回流加热1.8h，然后将锥形瓶置于冰箱冷冻柜中迅速冷却，将冷却后的锥形瓶中样品溶液以4500r/min速度离心20min，去上清，得皂化后的样品溶液；
(3)取步骤(2)中制得的皂化后的样品溶液置入具塞锥形瓶中，加入95％乙醇水溶液，置于超声波发生器中在22℃下超声提取0.6h，冷却结晶，制得β-胡萝卜素提取物。
步骤(2)中所述的皂化剂为体积比为3：10的氢氧化钾溶液与甲醇溶液的混合物。
所述的氢氧化钾溶液的浓度为0.15mol/L,所述的甲醇溶液的体积浓度为85％。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式，并不应理解为对本发明的限定，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）称取杜氏盐藻粉0.5-5g加水适量降温，经微波加热解冻直至无冰晶为止；
（2）皂化：取步骤（1）中解冻后的样品置入100ml具塞锥形瓶中，加皂化剂回流加热，然后将锥形瓶置于冰箱冷冻柜中迅速冷却，将冷却后的锥形瓶中样品溶液离心，去上清，得皂化后的样品溶液；
（3）取步骤（2）中制得的皂化后的样品溶液置入具塞锥形瓶中，加入提取溶剂，置于超声波发生器中进行超声提取，冷却结晶，制得β-胡萝卜素提取物。
2.根据权利要求1所述的一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，其特征在于，步骤（1）中所述的降温为降温至-40— -10℃ ，降温后维持时长为2-3h。
3.根据权利要求1所述的一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，其特征在于，步骤（1）中所述的微波加热时功率为400-450W。
4.根据权利要求1所述的一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，其特征在于，步骤（2）中所述的皂化剂的加入量为加入的样品体积的15-20倍。
5.根据权利要求1所述的一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，其特征在于，步骤（2）中所述的皂化剂为体积比为（2-5）：（8-12）的氢氧化钾溶液与甲醇溶液的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，其特征在于，所述的氢氧化钾溶液的浓度为0.1-0.2mol/L,所述的甲醇溶液的体积浓度为75-95%。
7.根据权利要求1所述的一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，其特征在于，步骤（2）中所述的皂化温度为25-35℃，皂化回流加热时间为1.5-2h。
8.根据权利要求1所述的一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，其特征在于，步骤（2）中所述的离心速度为4000-5000r/min，离心时间为15-30min。
9.根据权利要求1所述的一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，其特征在于，步骤（3）中所述的提取溶剂为乙酸乙酯或90-95%乙醇水溶液。
10.根据权利要求1所述的一种杜氏盐藻粉中β-胡萝卜素的超声提取方法，其特征在于，步骤（3）中所述的提取温度为20-25℃，提取时间为0.5-0.7h。
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