CN111389046B - 萃取剂及使用其提取虾青素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种萃取剂及使用其提取虾青素的方法。萃取剂，以质量百分比计，包括：离子液体20％‑50％、低共熔溶剂20％‑30％和水20％‑60％。使用萃取剂提取虾青素的方法，包括：将包括所述萃取剂和虾青素来源物料在内的原料混合，处理后进行第一固液分离得到虾青素提取液；将所述虾青素提取液加热后进行液液分离得到虾青素浓缩液和低共熔溶剂富集液；将所述虾青素浓缩液与水混合进行反萃取，然后进行第二固液分离得到固体虾青素和离子液体废液。使用本申请提供的萃取剂提取虾青素，提取得率高、对虾青素的结构破坏小，利于保持其生物活性，操作简单，物料可回收，生产成本低。

Description

萃取剂及使用其提取虾青素的方法

技术领域

本发明涉及天然成分提取领域，尤其涉及一种萃取剂及使用其提取虾青素的方法。

背景技术

虾青素以其突出的生物活性和生理功能在饲料、食品、化妆品和医药领域具有极高的经济价值和应用前景。但是，化学合成的虾青素同天然虾青素在结构、功能、应用及安全性等方面差别显著。世界各国对化学合成虾青素的管理也越来越严格，美国食品与药物管理局(FDA)已禁止化学合成虾青素进入食品与膳食补充剂市场。由于技术难度大，天然虾青素产量有限，远远不能满足市场需求。因此，从雨生红球藻等生物资源中获取天然虾青素一直是被广泛关注的社会焦点。

雨生红球藻是天然虾青素的重要来源之一。但是，雨生红球藻的坚硬细胞壁结构对物理化学破坏具有一定抵抗力，使得虾青素的提取难度增大。因此提取雨生红球藻中的虾青素方法一般包括细胞破壁和溶剂提取两个步骤。常规的破壁方法有高压均质、机械研磨、酸热法等，提取溶剂主要是有机溶剂。现有方法均存在提取时间长，操作复杂等问题。此外，仍然局限在以有机试剂提取虾青素，不仅对环境造成巨大压力，而且难以循环利用。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种萃取剂及使用其提取虾青素的方法，以解决上述问题。

为实现以上目的，本发明特采用以下技术方案：

一种萃取剂，以质量百分比计，包括：

离子液体20％-50％、低共熔溶剂20％-30％和水20％-60％。

通过离子液体、低共熔溶剂和水的配合，构建离子液体-低共熔溶剂-水三元均相体系，实现在低温条件下对雨生红球藻破壁与虾青素提取的同步进行，避免使用有机溶剂，提取得率高。水的主要作用是降低萃取剂的黏度，便于使用，同时提高提取得率。与纯离子液体、纯低共熔溶剂相比，该混合物体系具有在室温条件下黏度低，生物相容性强，虾青素提取率更高，对虾青素的结构破坏小，利于保持其生物活性等特点。

可选地，所述萃取剂中，离子液体的质量百分比可以是20％、30％、40％、50％以及20％-50％之间的任一值；低共熔溶剂的质量百分比可以是20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％以及20％-30％之间的任一值；水的质量百分比可以是20％、30％、40％、50％、60％以及20％-60％之间的任一值。

优选地，所述低共熔溶剂的制备方法包括：

将包括氢键供体和氢键受体在内的原料加热制备得到所述低共熔溶剂。

本发明使用的低共熔溶剂主要由氢键供体和氢键受体化合物制备得到。

进一步优选地，所述低共熔溶剂包括氯化胆碱-果糖、氯化胆碱-葡萄糖、氯化胆碱-蔗糖、氯化胆碱-核糖、氯化胆碱-乳酸、甘油-L-脯氨酸、氯化胆碱-1,2-丙二醇-水、氯化胆碱-葡萄糖-水、氯化胆碱-果糖-水、乳酸-葡萄糖-水和乳酸-果糖-水中的一种或多种。

可选地，低共熔溶剂的原料还可以包括水。需要说明的是，前述例如“氯化胆碱-果糖”的表述是指：将氯化胆碱和果糖混合后在一定温度条件下加热至澄清得到低共熔溶剂。其他所列低共熔溶剂的表述方式与此表述方式相同。

更加优选地，所述氯化胆碱-果糖、所述氯化胆碱-葡萄糖、所述氯化胆碱-蔗糖、所述氯化胆碱-核糖、所述氯化胆碱-乳酸、所述甘油-L-脯氨酸中，所述氢键供体和所述氢键受体的摩尔比为1：(1-3)；

优选地，所述氯化胆碱-1,2-丙二醇-水、所述氯化胆碱-葡萄糖-水、所述氯化胆碱-果糖-水、所述乳酸-葡萄糖-水和所述乳酸-果糖/水中，所述氢键供体、所述氢键受体和水的摩尔比为1:1:1-5:1:3。

低共熔溶剂原料的用量比对低共熔溶剂的稳定性有影响，不适当的比例会导致低共熔溶剂的稳定性下降，同时也会对提取产生负面影响导致提取得率的下降。

例如，制备氯化胆碱-果糖低共熔溶剂时，氯化胆碱和果糖的摩尔比可以是1：1、1：2、1：3以及1：1-3之间的任一值；制备氯化胆碱-1,2-丙二醇-水低共熔溶剂时，氯化胆碱、1,2-丙二醇、水的摩尔比可以是1：1：1、2：1：1、3：1：1、5:1:3以及1:1:1-5:1:3之间的任一值。

优选地，所述离子液体包括四丁基三氟乙酸铵、四丁基三氟乙酸膦、四丁基对甲苯磺酸膦和三丁基辛基氯化膦中的一种或多种。

季铵盐和季膦盐类离子液体相比传统的咪唑类离子液体，对雨生红球藻具有更好的破壁效果，使得本申请提供的萃取剂具有适当的极性性质和溶解虾青素的能力，可渗透雨生红球藻细胞壁使其破壁，同时提取虾青素。

一种使用所述的萃取剂提取虾青素的方法，包括：

将包括所述萃取剂和虾青素来源物料在内的原料混合，处理后进行第一固液分离得到虾青素提取液；

将所述虾青素提取液加热后进行液液分离得到虾青素浓缩液和低共熔溶剂富集液；

将所述虾青素浓缩液与水混合进行反萃取，然后进行第二固液分离得到固体虾青素和离子液体废液。

本发明提供的离子液体-低共熔溶剂-水体系的萃取剂，表现为具有低临界共熔温度的相变，即升高温度利于相分离。对萃取了虾青素的离子液体-低共熔溶剂-水体系加热，使其保持较高温度，可以形成离子液体-低共熔溶剂双水相，从而得到虾青素浓缩液，这有利于进一步的分离纯化。疏水性强的虾青素主要迁移到离子液体中富集起来，其他亲水性小分子则迁移到低共熔溶剂中富集起来。虾青素难溶于水，向含有虾青素的离子液体富集相中加入一定量的水能够有效降低虾青素的溶解度，从而在室温下即可使其反沉淀出来。该反沉淀的方法简单易行，无需加入有机溶剂，对环境友好。

优选地，所述虾青素来源物料包括雨生红球藻粉；

优选地，所述雨生红球藻粉与所述萃取剂的固液比为1：20-50g/mL；

优选地，所述处理包括搅拌或振荡；

优选地，所述振荡的速度为180-220r/min、时间为60-120min；

优选地，所述处理的温度为20-30℃。

可选地，所述雨生红球藻粉与所述萃取剂的固液比可以为1：20g/mL、1：30g/mL、1：40g/mL、1：50g/mL以及1：20-50g/mL之间的任一值；所述振荡的速度可以为180r/min、190r/min、200r/min、210r/min、220r/min以及180-220r/min之间的任一值；时间可以为60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min以及60-120min之间的任一值；处理的温度可以为20℃、25℃、30℃以及20-30℃之间的任一值。

优选地，所述加热的温度终点为35-55℃、时间为30-90min；

优选地，所述反萃取过程中，所述水的用量为所述虾青素浓缩液体积的9-20倍；

优选地，所述反萃取之后、所述第二固液分离之前，静置2-8h；

优选地，所述第一固液分离和所述第二固液分离采用离心分离，所述离心分离的转速为5000-8000rmp、时间为10-20min。

可选地，所述加热的温度终点可以为35℃、40℃、45℃、50℃、55℃以及35-55℃之间的任一值，时间可以为30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min以及30-90min之间的任一值；所述水的用量为所述虾青素浓缩液体积的9倍、10倍、11倍、12倍、13倍、14倍、15倍、16倍、17倍、18倍、19倍、20倍以及9-20倍之间的任一值；所述反萃取之后、所述第二固液分离之前，静置时间可以为2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h以及2-8h之间的任一值；所述离心分离的转速可以为5000rmp、6000rmp、7000rmp、8000rmp以及5000-8000rmp之间的任一值，时间可以为10min、15min、20min以及10-20min之间的任一值。

优选地，所述的方法还包括：

将所述固体虾青素冷冻干燥得到虾青素粉末；

优选地，所述冷冻干燥的温度为-60℃至-50℃、时间为24-48h。

可选地，所述冷冻干燥的温度可以为-60℃、-59℃、-58℃、-57℃、-56℃、-55℃、-54℃、-53℃、-52℃、-51℃、-50℃以及-60℃至-50℃之间的任一值，时间可以为24h、30h、36h、42h、48h以及24-48h之间的任一值。

可选地，所述的方法，还包括：将所述低共熔溶剂富集液和所述离子液体废液分别经过蒸发或者干燥进行回收。

对离子液体和低共熔溶剂进行回收，实现循环利用，减少环境负荷，降低生产成本。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

通过离子液体和低共熔溶剂配合，加上水降低萃取剂的黏度，使得萃取剂在使用过程中可以很容易的在常温条件下对雨生红球藻进行破壁，在不使用有机溶剂的情况下，提高虾青素的提取得率，而且利于保持虾青素的生物活性。本申请提供的使用萃取剂提取虾青素的方法，操作简单、成本低、得率高，生物相容性强，对虾青素的结构破坏小，绿色环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。

图1为原雨生红球藻细胞壁形态(×200倍)图；

图2为原雨生红球藻细胞壁形态的放大图；

图3为实施例1使用的萃取剂中雨生红球藻细胞壁形态(×200倍)图；

图4为实施例1使用的萃取剂中雨生红球藻细胞壁形态放大图；

图5为对比例1溶剂体系中雨生红球藻细胞壁形态(×200倍)；

图6为对比例2溶剂体系中雨生红球藻细胞壁形态(×200倍)。

具体实施方式

如本文所用之术语：

“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。

“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK(K为任意数，表示倍数因子)。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。

“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。

下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

一种萃取剂，包括：三丁基辛基氯化膦35wt％、氯化胆碱-果糖低共熔溶剂25wt％和去离子水40wt％。氯化胆碱-果糖低共熔溶剂的原料中，氯化胆碱和果糖的摩尔比为1：1。

在25℃条件下测试萃取剂的黏度为46.22mPa·s。

将雨生红球藻粉和萃取剂按照固液比1：35g/mL进行混合，使用摇床在25℃条件下、控制振荡速度200r/min振荡处理90min，然后按照6500rmp的速度离心处理15min固液分离得到虾青素提取液；将虾青素提取液加热至45℃处理60min，然后进行液液分离得到虾青素浓缩液和低共熔溶剂富集液；在虾青素浓缩液中加入15倍体积的去离子水进行反萃取，然后静置4h，再进行固液分离(离心转速6500rmp、时间15min)得到固体虾青素和离子液体废液。然后将固体虾青素冷冻干燥(温度-60℃、时间24h)，得到虾青素粉末。

将低共熔溶剂富集液和离子液体废液分别经过蒸发或者干燥进行回收。

按照下述公式计算虾青素的提取得率：

提取得率＝提取得到的虾青素总量/雨生红球藻干基质量，单位为mg/g。

经过多次实验，实施例1的提取得率为276.66±0.42mg/g；测试得到的虾青素的性能，EC50＝20.89μg/mL。EC50是反映虾青素抗氧化活性的指标，数值上等于使溶液中ABTS自由基清除率达到50％的虾青素浓度，越小表示其清除ABTS自由基的能力越强。

图1为原雨生红球藻细胞壁形态(×200倍)，图2为原雨生红球藻细胞壁形态的放大图；图3为实施例1使用的萃取剂中雨生红球藻细胞壁形态(×200倍)，图4为实施例1使用的萃取剂中雨生红球藻细胞壁形态放大图。

由图1和图3对比、图2和图4对比可以看出，在本申请提供的萃取剂的作用下，雨生红球藻细胞壁有明显的破壁现象发生。

实施例2

一种萃取剂，包括：三丁基辛基氯化膦35wt％、氯化胆碱-果糖低共熔溶剂25wt％和去离子水40wt％。氯化胆碱-果糖低共熔溶剂的原料中，氯化胆碱和果糖的摩尔比为1：1。

在25℃条件下测试萃取剂的黏度为46.22mPa·s。

将雨生红球藻粉和萃取剂按照固液比1：50g/mL进行混合，使用摇床在30℃条件下、控制振荡速度180r/min振荡处理60min，然后按照5000rmp的速度离心处理15min固液分离得到虾青素提取液；将虾青素提取液加热至45℃处理60min，然后进行液液分离得到虾青素浓缩液和低共熔溶剂富集液；在虾青素浓缩液中加入15倍体积的去离子水进行反萃取，然后静置4h，再进行固液分离(离心转速5000rmp、时间15min)得到固体虾青素和离子液体废液。然后将固体虾青素冷冻干燥(温度-50℃、时间48h)，得到虾青素粉末。

将低共熔溶剂富集液和离子液体废液分别经过蒸发或者干燥进行回收。

经过多次实验，实施例2的提取得率为409.96±7.60mg/g；测试得到的虾青素的性能，EC50＝15.53μg/mL。

实施例3

一种萃取剂，包括：三丁基辛基氯化膦35wt％、氯化胆碱-果糖-水低共熔溶剂25wt％和去离子水40wt％。氯化胆碱-果糖-水低共熔溶剂的原料中，氯化胆碱、果糖、水的摩尔比为1：1：1。

在25℃条件下测试萃取剂的黏度为13.41mPa·s。

将雨生红球藻粉和萃取剂按照固液比1：20g/mL进行混合，使用摇床在20℃条件下、控制振荡速度220r/min振荡处理120min，然后按照8000rmp的速度离心处理10min固液分离得到虾青素提取液；将虾青素提取液加热至55℃处理30min，然后进行液液分离得到虾青素浓缩液和低共熔溶剂富集液；在虾青素浓缩液中加入10倍体积的去离子水进行反萃取，然后静置4h，再进行固液分离(离心转速8000rmp、时间10min)得到固体虾青素和离子液体废液。然后将固体虾青素冷冻干燥(温度-55℃、时间36h)，得到虾青素粉末。

将低共熔溶剂富集液和离子液体废液分别经过蒸发或者干燥进行回收。

经过多次实验，实施例3的提取得率为381.79±2.54mg/g；测试得到的虾青素的性能，EC50＝21.57μg/mL。

实施例4

一种萃取剂，包括：四丁基对甲苯磺酸膦35wt％、氯化胆碱-乳酸低共熔溶剂25wt％和去离子水40wt％。氯化胆碱-乳酸低共熔溶剂的原料中，氯化胆碱和乳酸的摩尔比为1：1。

在25℃条件下测试萃取剂的黏度为35.33mPa·s。

将雨生红球藻粉和萃取剂按照固液比1：35g/mL进行混合，使用摇床在25℃条件下、控制振荡速度200r/min振荡处理90min，然后按照6500rmp的速度离心处理20min固液分离得到虾青素提取液；将虾青素提取液加热至35℃处理90min，然后进行液液分离得到虾青素浓缩液和低共熔溶剂富集液；在虾青素浓缩液中加入15倍体积的去离子水进行反萃取，然后静置4h，再进行固液分离(离心转速6500rmp、时间15min)得到固体虾青素和离子液体废液。然后将固体虾青素冷冻干燥(温度-60℃、时间24h)，得到虾青素粉末。

将低共熔溶剂富集液和离子液体废液分别经过蒸发或者干燥进行回收。

经过多次实验，实施例4的提取得率为345.75±4.98mg/g；测试得到的虾青素的性能，EC50＝21.58μg/mL。

实施例5

一种萃取剂，包括：三丁基辛基氯化膦40wt％、氯化胆碱-果糖低共熔溶剂20wt％和去离子水40wt％。氯化胆碱-果糖低共熔溶剂的原料中，氯化胆碱和果糖的摩尔比为1：1。

在25℃条件下测试萃取剂的黏度为50.30mPa·s。

将雨生红球藻粉和萃取剂按照固液比1：35g/mL进行混合，使用摇床在25℃条件下、控制振荡速度200r/min振荡处理90min，然后按照6500rmp的速度离心处理15min固液分离得到虾青素提取液；将虾青素提取液加热至45℃处理60min，然后进行液液分离得到虾青素浓缩液和低共熔溶剂富集液；在虾青素浓缩液中加入9倍体积的去离子水进行反萃取，然后静置8h，再进行固液分离(离心转速6500rmp、时间15min)得到固体虾青素和离子液体废液。然后将固体虾青素冷冻干燥(温度-60℃、时间24h)，得到虾青素粉末。

将低共熔溶剂富集液和离子液体废液分别经过蒸发或者干燥进行回收。

经过多次实验，实施例5的提取得率为264.73±1.32mg/g；测试得到的虾青素的性能，EC50＝24.53μg/mL。

实施例6

一种萃取剂，包括：四丁基三氟乙酸铵35wt％、氯化胆碱-果糖低共熔溶剂25wt％和去离子水40wt％。氯化胆碱-果糖低共熔溶剂的原料中，氯化胆碱和果糖的摩尔比为1：1。

在25℃条件下测试萃取剂的黏度为28.47mPa·s。

将雨生红球藻粉和萃取剂按照固液比1：35g/mL进行混合，使用摇床在25℃条件下、控制振荡速度200r/min振荡处理90min，然后按照6500rmp的速度离心处理15min固液分离得到虾青素提取液；将虾青素提取液加热至45℃处理60min，然后进行液液分离得到虾青素浓缩液和低共熔溶剂富集液；在虾青素浓缩液中加入20倍体积的去离子水进行反萃取，然后静置2h，再进行固液分离(离心转速6500rmp、时间15min)得到固体虾青素和离子液体废液。然后将固体虾青素冷冻干燥(温度-60℃、时间24h)，得到虾青素粉末。

将低共熔溶剂富集液和离子液体废液分别经过蒸发或者干燥进行回收。

经过多次实验，实施例6的提取得率为260.32±0.66mg/g；测试得到的虾青素的性能，EC50＝18.30μg/mL。

实施例7

一种萃取剂，包括：三丁基辛基氯化膦35wt％、甘油-L-脯氨酸共熔溶剂25wt％和去离子水40wt％。甘油-L-脯氨酸共熔溶剂的原料中，甘油与L-脯氨酸的摩尔比为1：3。

在25℃条件下测试萃取剂的黏度为78.89mPa·s。

将雨生红球藻粉和萃取剂按照固液比1：35g/mL进行混合，使用摇床在25℃条件下、控制振荡速度200r/min振荡处理90min，然后按照6500rmp的速度离心处理15min固液分离得到虾青素提取液；将虾青素提取液加热至45℃处理60min，然后进行液液分离得到虾青素浓缩液和低共熔溶剂富集液；在虾青素浓缩液中加入15倍体积的去离子水进行反萃取，然后静置4h，再进行固液分离(离心转速6500rmp、时间15min)得到固体虾青素和离子液体废液。然后将固体虾青素冷冻干燥(温度-60℃、时间24h)，得到虾青素粉末。

将低共熔溶剂富集液和离子液体废液分别经过蒸发或者干燥进行回收。

经过多次实验，实施例7的提取得率为169.43±0.21mg/g；测试得到的虾青素的性能，EC50＝23.44μg/mL。

对比例1

使用水(黏度2.98×10^-3mPa·s)作为提取溶剂。

将雨生红球藻粉和水按照固液比1：35g/mL进行混合，使用摇床在25℃条件下、控制振荡速度200r/min振荡处理90min，然后按照6500rmp的速度离心处理15min固液分离得到虾青素提取液；在虾青素提取液中加入15倍体积的去离子水进行处理，然后静置4h，再进行固液分离(离心转速6500rmp、时间15min)得到固体虾青素。然后将固体虾青素冷冻干燥(温度-60℃、时间24h)，得到虾青素粉末。

经过多次实验，对比例1的提取得率为43.88±1.77mg/g。

图5为对比例1溶剂体系中雨生红球藻细胞壁形态(×200倍)。

对比例2

使用乙醇(黏度9.74×10^-2mPa·s)作为提取溶剂。

将雨生红球藻粉和乙醇按照固液比1：35g/mL进行混合，使用摇床在25℃条件下、控制振荡速度200r/min振荡处理90min，然后按照6500rmp的速度离心处理15min固液分离得到虾青素提取液；在虾青素提取液中加入15倍体积的去离子水进行处理，然后静置4h，再进行固液分离(离心转速6500rmp、时间15min)得到固体虾青素。然后将固体虾青素冷冻干燥(温度-60℃、时间24h)，得到虾青素粉末。

经过多次实验，对比例2的提取得率为287.38±3.54mg/g，测试得到的虾青素的性能，EC50＝26.74μg/mL。

图6为对比例2溶剂体系中雨生红球藻细胞壁形态(×200倍)。

对比例3

使用三丁基辛基氯化膦(黏度2365.54mPa·s)作为提取溶剂。

将雨生红球藻粉和三丁基辛基氯化膦按照固液比1：35g/mL进行混合，使用摇床在25℃条件下、控制振荡速度200r/min振荡处理90min，然后按照6500rmp的速度离心处理15min固液分离得到虾青素提取液；在虾青素提取液中加入15倍体积的去离子水进行处理，然后静置4h，再进行固液分离(离心转速6500rmp、时间15min)得到固体虾青素。然后将固体虾青素冷冻干燥(温度-60℃、时间24h)，得到虾青素粉末。

经过多次实验，对比例3的提取得率为55.25±0.53mg/g。

对比例4

氯化胆碱-果糖低共熔溶剂呈凝胶状，无法作为提取溶剂使用。

对比例5

使用1-丁基-3-甲基咪唑氯盐:(氯化胆碱-葡萄糖低共熔溶剂):水(质量比＝0.35:0.25:0.40)(黏度135.26mPa·s)作为提取溶剂。氯化胆碱-葡萄糖低共熔溶剂的原料中，氯化胆碱与葡萄糖的摩尔比为1：1。

将雨生红球藻粉和上述提取溶剂按照固液比1：35g/mL进行混合，使用摇床在25℃条件下、控制振荡速度200r/min振荡处理90min，然后按照6500rmp的速度离心处理15min固液分离得到虾青素提取液；将虾青素提取液放置在4℃冰箱冷却60min，然后进行液液分离得到虾青素浓缩液和低共熔溶剂富集液；在虾青素浓缩液中加入15倍体积的去离子水进行反萃取，然后静置4h，再进行固液分离(离心转速6500rmp、时间15min)得到固体虾青素和离子液体废液。然后将固体虾青素冷冻干燥(温度-60℃、时间24h)，得到虾青素粉末。

经过多次实验，对比例5的提取得率为35.63±2.47mg/g。

对比例6

使用三丁基辛基氯化膦:(氯化胆碱-果糖低共熔溶剂):水(质量比＝0.10:0.30:0.60)(黏度98.61mPa·s)作为提取溶剂。氯化胆碱-果糖低共熔溶剂的原料中，氯化胆碱和果糖的摩尔比为1：1。

将雨生红球藻粉和上述提取溶剂按照固液比1：35g/mL进行混合，使用摇床在25℃条件下、控制振荡速度200r/min振荡处理90min，然后按照6500rmp的速度离心处理15min固液分离得到虾青素提取液；在虾青素提取液中加入15倍体积的去离子水进行处理，然后静置4h，再进行固液分离(离心转速6500rmp、时间15min)得到固体虾青素。然后将固体虾青素冷冻干燥(温度-60℃、时间24h)，得到虾青素粉末。

经过多次实验，对比例6的提取得率为165.63±0.71mg/g。

通过实施例和对比例的比较可知，本申请提供的萃取剂，相比水、离子液体、低共熔溶剂、常规咪唑类离子液体-低共熔溶剂-水体系，具有更好的提取得率；与常规有机溶剂相比，可以获得相当或者更高的提取得率，同时获得的虾青素或活性更好；本申请提供的离子液体-低共熔溶剂-水体系萃取剂，离子液体、低共熔溶剂、水需要合适的比例，才能够发挥更好的提取作用。

本申请提供的萃取剂和提取虾青素的方法，是一种可循环利用的从雨生红球藻中提取和预浓缩虾青素的方法。该方法不仅能够在低温下实现雨生红球藻破壁与虾青素提取同步进行，而且不使用有机溶剂，操作简便、提取时间短、提取得率高。温度的调控可促进溶剂体系相平衡分离，从而促进虾青素的进一步预浓缩。萃取剂可回收利用，成本低，绿色环保。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (18)

1.一种使用萃取剂提取虾青素的方法，其特征在于，包括：

将包括所述萃取剂和虾青素来源物料在内的原料混合，处理后进行第一固液分离得到虾青素提取液；

将所述虾青素提取液加热后进行液液分离得到虾青素浓缩液和低共熔溶剂富集液；

将所述虾青素浓缩液与水混合进行反萃取，然后进行第二固液分离得到固体虾青素和离子液体废液；

所述萃取剂以质量百分比计，包括：

离子液体20%-50%、低共熔溶剂20%-30%和水20%-60%。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂的制备方法包括：

将包括氢键供体和氢键受体在内的原料加热制备得到所述低共熔溶剂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂包括氯化胆碱-果糖、氯化胆碱-葡萄糖、氯化胆碱-蔗糖、氯化胆碱-核糖、氯化胆碱-乳酸、甘油-L-脯氨酸、氯化胆碱-1,2-丙二醇-水、氯化胆碱-葡萄糖-水、氯化胆碱-果糖-水、乳酸-葡萄糖-水和乳酸-果糖-水中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述氯化胆碱-果糖、所述氯化胆碱-葡萄糖、所述氯化胆碱-蔗糖、所述氯化胆碱-核糖、所述氯化胆碱-乳酸、所述甘油-L-脯氨酸中，所述氢键供体和所述氢键受体的摩尔比为1：（1-3）。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述氯化胆碱-1,2-丙二醇-水、所述氯化胆碱-葡萄糖-水、所述氯化胆碱-果糖-水、所述乳酸-葡萄糖-水和所述乳酸-果糖/水中，所述氢键供体、所述氢键受体和水的摩尔比为1:1:1-5:1:3。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离子液体包括四丁基三氟乙酸铵、四丁基三氟乙酸膦、四丁基对甲苯磺酸膦和三丁基辛基氯化膦中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虾青素来源物料包括雨生红球藻粉。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述雨生红球藻粉与所述萃取剂的固液比为1：（20-50）g/mL。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理包括搅拌或振荡。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述振荡的速度为180-220rmp、时间为60-120min。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理的温度为20-30℃。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热的温度终点为35-55℃、时间为30-90min。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反萃取过程中，所述水的用量为所述虾青素浓缩液体积的9-20倍。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反萃取之后、所述第二固液分离之前，静置2-8h。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一固液分离和所述第二固液分离采用离心分离，所述离心分离的转速为5000-8000rmp、时间为10-20min。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述固体虾青素冷冻干燥得到虾青素粉末。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述冷冻干燥的温度为-60℃至-50℃、时间为24-48h。

18.根据权利要求1-17任一项所述的方法，其特征在于，还包括：将所述低共熔溶剂富集液和所述离子液体废液分别经过蒸发或者干燥进行回收。

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