CN105254551A - 从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，包括以下步骤：一、将雨生红球藻粉末加入油-乙醇复合溶剂中，利用闪式提取器进行破碎提取得混悬液；将混悬液过滤得提取液和滤渣；二、将提取液减压回收乙醇得到虾青素提取物。采用闪式提取器，对雨生红球藻进行物理破碎的同时，利用油-乙醇复合溶剂进行提取，快速，仅需不超过数分钟的时间，且提取效率可达到现有提取水平。提取得到的虾青素提取物为暗红色油状液体，无其他有害试剂残留，油相的存在一是使提取物体系均匀，有利于下一步的取用，二是能有效减缓虾青素氧化衰竭。提取物在敞口暴露于空气中，并在2300LX光照条件下放置180天后，其中虾青素的保留率仍达到40％以上。

Description

从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法

技术领域

本发明涉及虾青素提取工艺技术领域，尤其涉及从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法。

背景技术

虾青素是目前已知具有最强抗氧化活性的类胡萝卜素，其抗氧化活性是维生素的550倍、类胡萝卜素的10倍，被誉为“超级抗氧化剂”。除此以外，还具有抗肿瘤、降血脂、延缓衰老等多种功效，广泛应用于食品、化妆品、药品、饲料等行业。在天然虾青素的生物来源中，雨生红球藻中的虾青素含量最高。雨生红球藻是一种生活在淡水中的单细胞绿藻，当生长环境不利时，能形成厚壁孢子并大量累积虾青素。

由于虾青素结构中的长链不饱和双键结构体系，化学性质极不稳定，易于氧化和降解，对热、氧、光等因素敏感，因此要求提取过程应尽量避开高温、避免暴露于空气中和强光条件下。此外，雨生红球藻具有坚韧而厚的细胞壁，致使常规提取难以对细胞内的虾青素提取完全，研究人员进行了多种破壁方式的研究。其中，有采用化学溶剂对雨生红球藻进行破壁的，虽然破壁效果好，但是会在虾青素提取物中残留有化学溶剂，将其应用于保健食品存在安全问题。

目前，对破壁后的雨生红球藻主要采用溶剂浸提法和超临界二氧化碳萃取法进行提取。在溶剂浸提法中主要溶剂为强亲脂性的正己烷、氯仿、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯等的1-2种溶剂进行浸提，但这些溶剂大部分是有毒试剂或II类限制性溶剂，一方面在生产过程中存在易燃的安全隐患，另一方面在产品中易残留而造成产品的安全风险，特别是虾青素主要用于保健食品，其食用安全性要求更高。故而，目前有关雨生红球藻提取专利主要集中在超临界二氧化碳萃取上，该方法虽可以有效地提取虾青素并避免高温对其造成的降解，但该工艺对设备的要求很高，价格昂贵，不利于生产普及。其它处于实验研究阶段的方法还有：微波法、超声法等，这些提取方法对设备要求也高或缺乏技术普及过程中的生产可行性，如生产中必须避免微波泄漏等劳动损伤。

由于雨生红球藻在破壁过程和破壁后天然虾青素就暴露于空气中，使之极易被氧化而变质。而现有的提取工艺大多分为破壁-提取-提纯三个步骤来完成，整个工艺的时间长，导致天然虾青素的氧化严重，是抑制提取效率不能进一步提高的主要原因。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明的目的是提供从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，将闪式提取器和油-乙醇复合溶剂应用于虾青素提取工艺中，将破壁和提取同时进行，快速，不超过数分钟，且虾青素提取物以油相为载体，能有效减缓虾青素氧化衰竭，具有很好的稳定性。解决了现有虾青素提取工艺中，有害溶剂残留多，以及提取时间长的技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，包括以下步骤：

步骤一、将雨生红球藻粉末加入油-乙醇复合溶剂中，然后将闪式提取器的刀头部分置于该油-乙醇复合溶剂中，启动闪式提取器，进行破碎提取得混悬液；将混悬液过滤得提取液和滤渣；

步骤二、将提取液减压回收乙醇，得到虾青素提取物。

优选地，步骤一中，所述油-乙醇复合溶剂为按体积百分比包括0.5％～99％的油相和1％～99.5％的乙醇的复合溶剂。

优选地，步骤一中，所述油-乙醇复合溶剂为按体积百分比包括5％～40％的油相和60％～95％的乙醇的复合溶剂。

优选地，步骤一中，所述油-乙醇复合溶剂为按体积百分比包括10％～25％的油相和75％～90％的乙醇的复合溶剂。

进一步地，步骤一中，所述油相为油酯类。

优选地，所述油相为食用油酯类或者可用于药品或者化妆品中的油酯类。则本发明提取得到的虾青素提取物可用直接作为保健食品、药品、化妆品的预混料进行添加。

具体地，所述油相包括但不限于以下几种：芝麻油、大豆油、葵花籽油、花生油、核桃油、红花籽油、玉米油、橄榄油、山茶籽油、天然维生素E、辛葵酸甘油酯、棕榈酸异丙酯，油酸或者肉豆蔻酸异丙酯。

进一步地，步骤一中，所述油-乙醇复合溶剂的重量为3～100倍的雨生红球藻粉末的重量。

优选地，步骤一中，所述油-乙醇复合溶剂的重量为10～60倍的雨生红球藻粉末的重量。

更佳地，步骤一中，所述油-乙醇复合溶剂的重量为20～25倍的雨生红球藻粉末的重量。

进一步地，步骤一中，所述破碎提取的时间每次为0.5～5min。

进一步地，步骤一中，破碎提取过程中，控制刀头的电压为50～200V。

优选地，步骤一中，破碎提取过程中，控制刀头的电压为100～200V。

更佳地，步骤一中，破碎提取过程中，控制刀头的电压为150～200V。

进一步地，步骤一中，将得到的滤渣重复步骤一的操作，将得到的提取液合并后，进行步骤二的操作。

具体地，步骤一中，将得到的滤渣重复1～4次步骤一的操作，将分次得到的提取液合并后，进行步骤二的操作。

本发明的从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法中，采用闪式提取器，对雨生红球藻进行物理破碎的同时，利用油-乙醇复合溶剂进行提取，将破壁和提取同时进行，快速，仅需数分钟(不超过5min)的时间，且提取效率达到现有提取水平。且后续的提纯步骤简单，只需减压回收乙醇即可。本发明的整个工艺流程简单，快速。

本发明中利用闪式提取器对于物料进行快速提取的提取技术叫闪式提取技术，其提取速度是传统方法的百倍以上，且目前已有大生产设备，其操作简单易行，与混合溶剂相结合有很好的应用前景。

本发明的方法中采用油-乙醇复合溶剂作为提取溶剂，其中的乙醇相用于提取出雨生红球藻中的虾青素，提取出的虾青素迅速转移至油相内，而且乙醇相在后续的减压操作中被分离出来，仅油相作为虾青素的载体保留在虾青素提取物中，得到暗红色油状液体的虾青素提取物，无其他有害试剂残留，油相的存在具有两方面的作用：一是使提取物体系均匀，有利于下一步的取用，二是能有效减缓虾青素氧化衰竭，提取物在敞口暴露于空气中，并在2300LX光照条件下放置180天后，其中虾青素的保留率仍达到40％以上。

本发明提取得到的虾青素提取物可直接作为保健食品、药品、化妆品等的预混料进行添加，制作得到含有虾青素的保健食品、药品或者化妆品等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1中采用的雨生红球藻粉末的放大400倍的显微形貌图；

图2是本发明实施例1经步骤一的破壁提取后的雨生红球藻粉末的放大400倍的显微形貌图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中虾青素的含量测定方法为：取适量样品的丙酮溶解，紫外分光光度法于376nm波长处测定，计算即得。

实施例1

从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，包括以下步骤：

步骤一、将10g雨生红球藻粉末(虾青素含量为2％)加入60mL油-乙醇复合溶剂中，然后将闪式提取器的刀头部分置于该油-乙醇复合溶剂中，启动闪式提取器，控制刀头的电压为200V，进行破碎提取3min。得混悬液；将混悬液过滤得一次提取液和滤渣；所述油-乙醇复合溶剂中包括体积百分比为5％的油相和95％的乙醇的复合溶剂，其中，油相采用辛葵酸甘油酯，乙醇采用无水乙醇。

将得到的滤渣代替雨生红球藻粉末重复上述步骤一的操作3次，对应得到二次、三次和四次提取液，将一至五次提取液合并，得到总提取液。

步骤二、将总提取液在40℃下减压回收乙醇至无液体冷凝下来为止，得到9.2g虾青素提取物。

本实施例1得到的虾青素提取物为暗红色油状液体，其中虾青素含量为1.96％。本实施例1的虾青素的提取效率为90.2％。

本实施例1采用的雨生红球藻粉末的形貌如图1所示，雨生红球藻呈球形，内部充满红色物质(图1中每个球形的颜色深的部位)。经步骤一的破壁提取后的雨生红球藻粉末的形貌如图2所示，可见，雨生红球藻用复合溶剂，经闪式提取后球形已破碎成灰色小片，红色物质消失。两图比较说明闪式提取能够将雨声红球藻完全破壁，复合溶剂能够完全提取虾青素。

本实施例1提取得到的虾青素提取物可用作为保健食品、药品、化妆品等的预混料进行直接添加去制备相应的保健食品、药品、化妆品等。

实施例2

从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，包括以下步骤：

步骤一、将15g雨生红球藻粉末(虾青素含量为2％)加入75mL油-乙醇复合溶剂中，然后将闪式提取器的刀头部分置于该油-乙醇复合溶剂中，启动闪式提取器，控制刀头的电压为150V，进行破碎提取1min。得混悬液；将混悬液过滤得一次提取液和滤渣；所述油-乙醇复合溶剂中包括体积百分比为25％的油相和75％的乙醇的复合溶剂，其中，油相采用棕榈酸异丙酯，乙醇采用无水乙醇。

将滤渣代替步骤一中的雨生红球藻粉末，重复上述操作1次，得到二次提取液和二次滤渣。

步骤二、将一次提取液和二次提取液混合后，在40℃下进行减压回收乙醇至无液体冷凝下来为止，得到39.8g虾青素提取物。

本实施例2得到的虾青素提取物为暗红色油状液体，其中虾青素含量为0.26％。本实施例2的虾青素的提取效率为51.7％。

本实施例2提取得到的虾青素提取物可用作为保健食品、药品、化妆品等的预混料进行直接添加去制备相应的保健食品、药品、化妆品等。

实施例3

从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，包括以下步骤：

步骤一、将2g雨生红球藻粉末(虾青素含量为2％)加入160mL油-乙醇复合溶剂中，然后将闪式提取器的刀头部分置于该油-乙醇复合溶剂中，启动闪式提取器，控制刀头的电压为200V，进行破碎提取3min，得混悬液；将混悬液过滤得一次提取液和滤渣；所述油-乙醇复合溶剂中包括体积百分比为10％的油相和90％的乙醇的复合溶剂，其中，油相采用山茶籽油，乙醇采用无水乙醇。

步骤二、将一次提取液在40℃下进行减压回收乙醇至无液体冷凝下来为止，得到22.7g虾青素提取物。

本实施例3得到的虾青素提取物为暗红色油状液体，其中虾青素含量0.12％。本实施例3的虾青素的提取效率为68.1％。

本实施例3提取得到的虾青素提取物可用作为保健食品、药品、化妆品等的预混料进行直接添加去制备相应的保健食品、药品、化妆品等。

实施例4

从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，包括以下步骤：

步骤一、将20g雨生红球藻粉末(虾青素含量为2％)加入100mL油-乙醇复合溶剂中，然后将闪式提取器的刀头部分置于该油-乙醇复合溶剂中，启动闪式提取器，控制刀头的电压为150V，进行破碎提取3min，得混悬液；将混悬液过滤得一次提取液和滤渣；所述油-乙醇复合溶剂中包括体积百分比为40％的油相和60％的乙醇的复合溶剂，其中，油相采用肉豆蔻酸异丙酯。

步骤二、将一次提取液在40℃下进行减压回收乙醇至无液体冷凝下来为止，得到41.2g虾青素提取物。

本实施例4得到的虾青素提取物为暗红色油状液体，其中虾青素含量为0.34％。本实施例4的虾青素的提取效率为35.02％。

本实施例4提取得到的虾青素提取物可用作为保健食品、药品、化妆品等的预混料进行直接添加去制备相应的保健食品、药品、化妆品等。

实施例5

从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，包括以下步骤：

步骤一、将30g雨生红球藻粉末(虾青素含量为2％)加入150mL油-乙醇复合溶剂中，然后将闪式提取器的刀头部分置于该油-乙醇复合溶剂中，启动闪式提取器，控制刀头的电压为100V，进行破碎提取3min，得混悬液；将混悬液过滤得一次提取液和滤渣；所述油-乙醇复合溶剂中包括体积百分比为98％的油相和2％的乙醇的复合溶剂，其中，油相采用辛葵酸甘油酯。

将滤渣代替步骤一中的雨生红球藻粉末，重复上述操作1次，得到二次提取液和二次滤渣。

步骤二、将一次提取液和二次提取液混合后，在40℃下进行减压回收乙醇至无液体冷凝下来为止，得到11.6g虾青素提取物。

本实施例5得到的虾青素提取物为暗红色油状液体，其中虾青素含量为2.93％。本实施例5的虾青素的提取效率为56.6％。

本实施例5提取得到的虾青素提取物可用作为保健食品、药品、化妆品等的预混料进行直接添加去制备相应的保健食品、药品、化妆品等。

对比例1

仅采用乙醇作为提取液提取得对比虾青素提取液

对比虾青素提取液的方法，包括以下步骤：

步骤一、将15g雨生红球藻粉末(虾青素含量为2％)加入150mL无水乙醇溶剂中，然后将闪式提取器的刀头部分置于该油-乙醇复合溶剂中，启动闪式提取器，控制刀头的电压为200V，进行破碎提取2min，得混悬液；将混悬液过滤得提取液和滤渣。

将滤渣代替步骤一中的雨生红球藻粉末，重复上述操作1次，得到二次提取液和二次滤渣。

步骤二、将一次提取液和二次提取液混合后，在35℃下减压回收乙醇至无液体冷凝下来为止，得到3.17g虾青素提取物。

对比例1得到的虾青素提取物为黑色粘稠状液体，其中虾青素含量5.54％。对比例1的虾青素的提取效率为58.5％。

本发明中将实施例5提取的虾青素提取液作为样品1，对比例1提取的对比虾青素提取液作为样品2，分别将样品1和样品2置于敞口容器中，暴露于空气中，并进行光照2300Lx，温度保持25℃左右。在不同时间点取样，丙酮稀释后，在476nm下测定吸光度并计算含量，再计算虾青素含量保留率，见表1。

其中，虾青素含量保留率的计算公式为：保留率＝虾青素含量/原始虾青素含量×100％。

表1

由表1可见，利用本发明的提取方法得到的虾青素提取物具有更好的稳定性，说明虾青素提取物中油相的存在能够有效减缓虾青素氧化衰竭。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、将雨生红球藻粉末加入油-乙醇复合溶剂中，然后将闪式提取器的刀头部分置于该油-乙醇复合溶剂中，启动闪式提取器，进行破碎提取得混悬液；将混悬液过滤得提取液和滤渣；

步骤二、将提取液减压回收乙醇，得到虾青素提取物。

2.根据权利要求1所述的从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，其特征在于：步骤一中，所述油-乙醇复合溶剂为按体积百分比包括0.5％～99％的油相和1％～99.5％的乙醇的复合溶剂。

3.根据权利要求2所述的从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，其特征在于：步骤一中，所述油-乙醇复合溶剂为按体积百分比包括5％～40％的油相和60％～95％的乙醇的复合溶剂。

4.根据权利要求1至3之一所述的从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，其特征在于：步骤一中，所述油相为油酯类。

5.根据权利要求4所述的从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，其特征在于：所述油相为食用油酯类，或者为可用于药品或者化妆品中的油酯类。

6.根据权利要求4所述的从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，其特征在于：所述油相包括但不限于以下几种：芝麻油、大豆油、葵花籽油、花生油、核桃油、红花籽油、玉米油、橄榄油、山茶籽油、天然维生素E、辛葵酸甘油酯、棕榈酸异丙酯，油酸或者肉豆蔻酸异丙酯。

7.根据权利要求1、2、3、5或者6所述的从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，其特征在于：步骤一中，所述油-乙醇复合溶剂的重量为3～100倍的雨生红球藻粉末的重量。

8.根据权利要求1、2、3、5或者6所述的从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，其特征在于：步骤一中，所述破碎提取的时间每次为0.5～5min。

9.根据权利要求1、2、3、5或者6所述的从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，其特征在于：步骤一中，破碎提取过程中，控制刀头的电压为50～200V。

10.根据权利要求1、2、3、5或者6所述的从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，其特征在于：步骤一中，将得到的滤渣重复步骤一的操作，将得到的提取液合并后，进行步骤二的操作。