CN106478553A - 高纯度岩藻黄素制备技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从海藻中提取高纯度岩藻黄素的技术，该技术包括海藻的预处理，岩藻黄素的溶剂提取和岩藻黄素的纯化等步骤。采用本发明的技术不但解决了现有技术中提取的岩藻黄素产品纯度低、溶剂残留的问题，而且由于本发明技术所采用的原材料易获得、提取溶剂可回收、提取得率高、纯化材料可重复利用、提取和纯化工艺简单，使得本发明技术成本低、效率高，为岩藻黄素相关产品的工业化生产奠定基础。

Description

高纯度岩藻黄素制备技术

技术领域

本发明涉及岩藻黄素的提取和纯化，具体的说是从一种近海海域的褐藻和硅藻，如裙带菜中提取岩藻黄素并利用大孔吸附树脂来纯化的技术。

背景技术

岩藻黄素（fucoxanthin）作为类胡萝卜素中含量最丰富的色素，其产量约占自然界中类胡萝卜总产量的10%（Hosokawa et al.，2009），主要存在于近海海域的褐藻和硅藻中，是其特征性色素，与蛋白结合，在类囊体中与叶绿素a一起构成岩藻黄素-叶绿素a-蛋白复合物，起到光捕获和能量转换的作用（Caron et al., 1996）。

1914年，岩藻黄素首次由Willstätter 和Page从褐藻Fucus, Dictyota和 Laminaria 中以晶体形态被分离出来。随后，它完整的结构（图1），包括手性被Englert 等人（1914）解析出来。从它的结构图我们可以看到，不同于其他类胡萝卜素，岩藻黄素具有不寻常的丙二烯碳（C-7′），5,6-环氧结构，两个羟基，一个羰基和一个乙酰基。由于它这种独特的分子结构，使它具有不同于其他类胡萝卜素的生物活性。岩藻黄素除了具有极强的抗氧化能力，它还具有抗炎、抗癌、抗肥胖、治疗糖尿病、保护皮肤、抗血管增生、保护脑血管、骨骼、眼睛、抗疟疾等作用。尤其是岩藻黄素的抗肥胖活性，对成熟T细胞白血病细胞的抗增殖作用，以及对HL-60细胞的生存力的抑制作用均优于β-胡萝卜素和虾青素，由于岩藻黄素的显著的生物活性使其成为目前研究的热点，而岩藻黄素相关药物和保健食品的开发将具有巨大的潜力。

目前对于岩藻黄素的研究大部分还处在实验室阶段，国内市售的岩藻黄素产品主要用于研究，价格昂贵，纯度低，造成这种现象的原因主要是岩藻黄素提取纯化技术的不成熟，由于原材料中岩藻黄素的含量低，以及其特殊的结构，使其对光、氧和热等外界条件表现出不稳定的特性，易降解或异构化，这给岩藻黄素的提取和纯化造成了极大的困难。目前文献中报道的提取新技术，主要包括在前处理中加入酶（Jagan et al.；2013；秦云等人，2013；专利CN103232552A，2012）、应用微波技术（Xiaohua Xiao et al. 2012；Virginie et al.2010）、超声前处理（苌钊等人，2013）、超临界提取技术（Armando et al.2013；CN101445496，2009）以及发酵法（曲荣荣，2011）等，虽然这些方法一定程度上提高了岩藻黄素的得率，但是同时也大大增加了提取过程的成本，并且限于特定的设备，不能大规模的应用。目前纯化方法，除了传统的硅胶柱层析法外，相关文献还报道了高速逆流色谱法（Xiaohua Xiao et al. 2012）和制备型高效液相色谱法（专利CN103012327，2013），虽然纯化得到的岩藻黄素纯度高，但设备昂贵，成本高，得到的岩藻黄素量有限，主要供实验室研究，因此阻碍了岩藻黄素相关产品在市场上的开发和应用。

本发明立足于可食用、无污染，以褐藻中的裙带菜为原料，在纯化方法上引入大孔吸附树脂，操作简单易行，安全环保，成本低，纯度高，制备出了可供食品工业需要的岩藻黄素产品。

发明内容

本发明基于食品工业，是一种能够低成本，高效率的从裙带菜中提取高纯度岩藻黄素的方法。其特征在于，如下步骤。

1. 裙带菜粗提液的制备

（1）将干燥的裙带菜（含水量低于1%）用中药粉碎机粉碎（50-100目）；

（2）将80%的乙醇水溶液以10:1的液料比加入到由（1）制得的裙带菜干粉中，在40℃下避光浸提10.0h；

（3）将（2）所得的裙带菜粗提液进行抽滤，残渣按照（2）步骤重复浸提并抽滤浸提液，弃掉残渣，将两次所得的海藻提取液混合。

2. 岩藻黄素的纯化

（1）将AB-8树脂浸泡在75%的乙醇水溶液中24h，然后用蒸馏水进行充分冲洗，至闻不到醇味，没有白色絮状物；

（2）将预处理后的AB-8树脂用75%的乙醇水溶液冲洗3~4次，并将树脂浸泡在75%的乙醇水溶液，后将AB-8树脂湿法装柱，径高比1:4；

（3）将6倍柱体积(BV)的岩藻黄素粗提液，以1.5柱体积/小时（BV/h）的流速流过树脂柱；

（4）用无水乙醇以3BV/h的流速洗脱树脂柱，收集2.0~4.0个柱体积的橘红色洗脱液；

（5）将步骤（4）所得的洗脱液在40℃下减压浓缩，得到红色膏状物，纯度大于2.7% 。

从步骤（3）开始，整个纯化过程在0~10℃的层析柜中避光进行。

步骤（3）（4）中海藻提取液的上样流速和洗脱流速均由恒流泵控制。

3. 本发明的优点

（1）整个提取纯化过程不涉及任何有毒的有机溶剂，安全环保；

（2）裙带菜来源广泛，提取过程不需要特殊的预处理过程，不需要昂贵的仪器设备，乙醇可回收重复利用，操作简便易行；

（3）纯化过程相比硅胶柱层析法，在纯化之前，树脂柱层析法不需要复杂的粗提液前处理过程，直接进行纯化，避免了复杂的前处理步骤造成的岩藻黄素不必要的损失，节省了时间和人力，降低了纯化成本，提高了纯化效率；

（4）在树脂柱的洗脱过程中，岩藻黄素首先被洗脱下来，集中分布在3~4个柱体积的洗脱液中，这为后期洗脱液浓缩节省了成本。

附图说明

图1 岩藻黄素结构示意图。

图2 粗提液在AB-8大孔吸附树脂柱纯化前后的HPLC色谱对照图。

具体的实施方式

以下结合附图实施例对本发明做进一步详细描述。

实施例1

（1）将干燥的裙带菜粉碎成裙带菜干粉（50-100目）；

（2）取100g干燥的裙带菜粉末，加入1.5L的70%的乙醇水溶液，搅拌均匀，于40℃，避光静置12.0h；

（3）抽滤海藻提取液，将残渣按照步骤（2）的操作进行二次浸提，最后弃掉残渣，混合两次的藻粉提取液；

（4）将AB-8树脂用75%的乙醇水溶液进行预处理24h，然后用蒸馏水进行充分冲洗，再将AB-8树脂用75%的乙醇溶液冲洗3~4次，使树脂浸在75%的乙醇水溶液，最后将AB-8大孔吸附树脂湿法装柱，75%的乙醇水溶液平衡；

（5）将样品提取液以0.5BV/h的速度上样，用无水乙醇以1.0BV/h的速度解吸，连续收集洗脱液，进行HPLC色谱分析；

（6）将收集的洗脱液40℃减压浓缩，得到岩藻黄素纯化物12g，岩藻黄素的纯度为2.75%,与粗提液的液相色谱对照图如图2。

从图2可以看出纯化效果明显，杂质峰相较纯化前大大减少，岩藻黄素所占峰面积从60%增加到95%以上。

实施例2

（1）将3kg干燥的裙带菜粉碎成裙带菜干粉；

（2）在50L的反应容器内加入45L的75%乙醇水溶液，将裙带菜干粉加入其中，搅拌30min后 ，45℃避光浸提16h；

（3）抽滤海藻提取液，残渣进行重复提取，同步骤（2），最后将两次抽提液混合；

（4）按照实施例1中（4）的步骤对AB-8树脂进行预处理，湿法装柱（10×75cm），平衡后柱高56cm，1柱体积4.4L；

（5）以70ml/min的速度自动上样，无水乙醇洗脱，收集橘黄色的洗脱液并混合均匀，HPLC分析；

（6）将洗脱液在40℃以下进行减压浓缩至少量，后氮气吹干，得到红色膏状物378g，含岩藻黄素10.3g。

Claims (5)

1.一种高纯度岩藻黄素制备技术，其特征在于，包括如下工序：

第1工序，在干燥的裙带菜粉末中加入含水溶剂，浸提得到含有海藻成分的提取液，过滤提取液，残渣进行二次提取，混合两次提取液；

和第2工序，将裙带菜的混合提取液流经树脂柱，经溶剂洗脱，并将洗脱液减压浓缩得到高纯度的岩藻黄素。

2.根据权利要求1所述的高纯度岩藻黄素制备技术，其特征在于，所述第1工序中，含水溶剂为60%~80%的乙醇水溶液，溶剂与海藻粉的液料比为15:1~7（v/m，ml/g）。

3.根据权利要求1所述的高纯度岩藻黄素制备技术，其特征在于，所述第1工序中，浸提条件为避光、25~50℃、浸提时间为11.0~18.0h。

4.根据权利要求1所述的高纯度岩藻黄素制备技术，其特征在于，所述第2工序中，所用的树脂为AB-8大孔吸附树脂，树脂柱的径高比为1:4~8。

5.根据权利要求1所述的高纯度岩藻黄素制备技术，其特征在于，所述第2工序中，流经树脂柱的海藻提取液体积为6倍的柱体积，上样流速为0.1~1.0 柱体积/小时(BV/h)；洗脱树脂柱的溶液为90~100%乙醇水溶液，洗脱流速为1.0~3.0BV/h。