CN113429327B - 一种提取法夫酵母中虾青素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及虾青素提取方法的技术领域,本发明提供了一种提取法夫酵母中虾青素的方法。包括如下步骤:(1)用二甲基亚砜对法夫酵母进行浸泡预处理,然后分离法夫酵母;(2)在分离的法夫酵母中加入乙醇,用超声波进行破壁处理;(3)固液分离,得到法夫酵母细胞碎片;(4)在所述法夫酵母细胞碎片中加入丙酮浸提,得到虾青素浸提液。本发明提供了一种提取法夫酵母中虾青素的方法,本发明采用两步破壁法,即二甲基亚砜破壁法和超声波破壁法,先后处理法夫酵母,提高了虾青素的提取率,减少了虾青素的损失,使虾青素的产量能够达到180.7~197.6μg/g。

Description

一种提取法夫酵母中虾青素的方法
技术领域
本发明涉及虾青素提取方法的技术领域,尤其涉及一种提取法夫酵母中虾青素的方法。
背景技术
在法夫酵母所产的十几种类胡萝卜素中,虾青素是其主要成分。在生物体内,虾青素具有强抗氧化、抗肿瘤、抗光敏等多种生物学活性,因此在食品、化妆品、药品及养殖工业中有重要作用。但虾青素是法夫酵母的细胞内色素,破壁效果及提取方法直接影响色素的产量和质量。因而寻找有效的法夫酵母破壁和提取方法,对于虾青素的工业化生产和应用具有十分重要的意义。目前,常用的酵母破壁方法有自溶法、酸法、碱法、二甲亚砜法、超声波法、高压均质法等。但这些方法均存在不同程度的虾青素提取率低、虾青素损失大的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提高法夫酵母的破壁效果,降低虾青素的损失,从而提高虾青素的产量。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种提取法夫酵母中虾青素的方法,包括如下步骤:
(1)用二甲基亚砜对法夫酵母进行浸泡预处理,然后分离法夫酵母;
(2)在分离的法夫酵母中加入乙醇,用超声波进行破壁处理;
(3)固液分离,得到法夫酵母细胞碎片;
(4)在所述法夫酵母细胞碎片中加入丙酮浸提,得到虾青素浸提液。
优选的,所述浸泡预处理前的法夫酵母与二甲基亚砜的质量体积比为1g:12~18ml。
优选的,所述浸泡预处理的温度为30~35℃,浸泡预处理的时间为10~15min。
优选的,所述浸泡预处理前的法夫酵母与乙醇的质量体积比为1g:4~5ml。
优选的,所述超声波的振幅为48~72μm,所述破壁处理的时间为30~50s。
优选的,所述浸泡预处理前的法夫酵母与丙酮的质量体积比为1g:30~50ml。
优选的,所述丙酮浸提的温度为50~60℃,所述丙酮浸提的时间为10~20min。
本发明提供了一种提取法夫酵母中虾青素的方法,本发明采用两步破壁法,即二甲基亚砜破壁法和超声波破壁法,先后处理法夫酵母,提高了虾青素的提取率,减少了虾青素的损失,使虾青素的产量能够达到180.7~197.6μg/g。
具体实施方式
本发明提供了一种提取法夫酵母中虾青素的方法,包括如下步骤:
(1)用二甲基亚砜对法夫酵母进行浸泡预处理,然后分离法夫酵母;
(2)在分离的法夫酵母中加入乙醇,用超声波进行破壁处理;
(3)固液分离,得到法夫酵母细胞碎片;
(4)在所述法夫酵母细胞碎片中加入丙酮浸提,得到虾青素浸提液。
本发明对法夫酵母的破壁包括两个阶段,第一阶段采用二甲基亚砜浸泡破壁,第二阶段采用超声波破壁。
第一阶段,用二甲基亚砜对法夫酵母进行浸泡预处理,然后分离法夫酵母。
在本发明中,所述浸泡预处理前的法夫酵母与二甲基亚砜的质量体积比优选为1g:12~18ml,进一步优选为1g:12ml、1g:13ml、1g:14ml、1g:15ml、1g:16ml、1g:17ml、1g:18ml,再进一步优选为1g:15ml。
在本发明中,所述浸泡预处理的温度优选为30~35℃,进一步优选为30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃,再进一步优选为32℃。
在本发明中,所述浸泡预处理的时间优选为10~15min,进一步优选为10min、11min、12min、13min、14min、15min,再进一步优选为15min。
第二阶段,在分离的法夫酵母中加入乙醇,用超声波进行破壁处理。
在本发明中,第二阶段的超声波破壁处理优选在乙醇溶液中进行。
在本发明中,所述浸泡预处理前的法夫酵母与乙醇的质量体积比优选为1g:4~5ml,进一步优选为1g:4ml、1g:4.5ml、1g:5ml,再进一步优选为1g:5ml。
在本发明中,所述超声波的振幅优选为48~75μm,进一步优选为48μm、60μm、72μm,再进一步优选为60μm。
在本发明中,所述破壁处理的时间优选为30~50s,进一步优选为30s、35s、40s、45s、50s,再进一步优选为45s。
对法夫酵母破壁完成后,固液分离,得到法夫酵母细胞碎片。
在本发明中,所述浸泡预处理前的法夫酵母与丙酮的质量体积比优选为1g:30~50ml,进一步优选为1g:30ml、1g:35ml、1g:40ml、1g:45ml、1g:50ml,再进一步优选为1g:40ml。
在本发明中,所述丙酮浸提的温度优选为50~60℃,进一步优选为50℃、52℃、54℃、56℃、58℃、60℃,再进一步优选为60℃。
在本发明中,所述丙酮浸提的时间优选为10~20min,进一步优选为10min、12min、14min、15min、16min、18min、20min,再进一步优选为15min。
在本发明中,利用UV-1100紫外可见分光光度计对虾青素浸提液中的虾青素进行测定,并按照下述公式计算虾青素的产量。
虾青素产量=A480×V/(0.16×W)
式中:A480为提取液在480nm出的吸光度;V为丙酮的体积,ml;W为用于提取的酵母细胞重量,g;0.16为消光系数。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明实施例中所用材料和仪器如表1所示:
表1本发明所用材料和仪器
Figure BDA0003187326390000031
Figure BDA0003187326390000041
实施例1
用电子天平精确称量1g法夫酵母加入15ml二甲基亚砜,在32℃下浸泡15min;离心分离,得到浸泡后的法夫酵母;在浸泡后的法夫酵母中加入5ml 75%的乙醇,超声波处理45s,控制超声波的振幅为60μm,离心分离,得到法夫酵母细胞碎片;在法夫酵母细胞碎片中加入40ml丙酮,在60℃下浸提15min,得到虾青素浸提液。计算虾青素的产量为195.3μg/g。
实施例2
用电子天平精确称量1g法夫酵母加入12ml二甲基亚砜,在35℃下浸泡10min;离心分离,得到浸泡后的法夫酵母;在浸泡后的法夫酵母中加入4ml 75%的乙醇,超声波处理35s,控制超声波的振幅为48μm,离心分离,得到法夫酵母细胞碎片;在法夫酵母细胞碎片中加入45ml丙酮,在50℃下浸提12min,得到虾青素浸提液。计算虾青素的产量为180.7μg/g。
实施例3
用电子天平精确称量1g法夫酵母加入18ml二甲基亚砜,在30℃下浸泡12min;离心分离,得到浸泡后的法夫酵母;在浸泡后的法夫酵母中加入4.5ml 75%的乙醇,超声波处理30s,控制超声波的振幅为60μm,离心分离,得到法夫酵母细胞碎片;在法夫酵母细胞碎片中加入50ml丙酮,在52℃下浸提10min,得到虾青素浸提液。计算虾青素的产量为182.6μg/g。
实施例4
用电子天平精确称量1g法夫酵母加入14ml二甲基亚砜,在33℃下浸泡11min;离心分离,得到浸泡后的法夫酵母;在浸泡后的法夫酵母中加入5ml 75%的乙醇,超声波处理40s,控制超声波的振幅为72μm,离心分离,得到法夫酵母细胞碎片;在法夫酵母细胞碎片中加入35ml丙酮,在56℃下浸提20min,得到虾青素浸提液。计算虾青素的产量为192.6μg/g。
实施例5
用电子天平精确称量1g法夫酵母加入16ml二甲基亚砜,在34℃下浸泡14min;离心分离,得到浸泡后的法夫酵母;在浸泡后的法夫酵母中加入5ml 75%的乙醇,超声波处理50s,控制超声波的振幅为60μm,离心分离,得到法夫酵母细胞碎片;在法夫酵母细胞碎片中加入30ml丙酮,在58℃下浸提18min,得到虾青素浸提液。计算虾青素的产量为197.6μg/g。
对比例1
单独用二甲基亚砜对法夫酵母进行破壁。
(1)用电子天平称量多份1g重量的法夫酵母,分别加入5ml、10ml、15ml、20ml、25ml、30ml的二甲基亚砜,在50℃下浸泡15min,离心分离,得到法夫酵母细胞碎片,在法夫酵母细胞碎片中加入60ml丙酮,在50℃下浸提30min,得到虾青素浸提液。计算虾青素的产量如表2。
表2法夫酵母二甲基亚砜料液比对虾青素产量的影响
料液比/g/ml 1:5 1:10 1:15 1:20 1:25 1:30
产量/μg/g 116.6 118.5 119.2 121.0 121.5 120.4
由表2可知,单独用二甲基亚砜对法夫酵母进行破壁时较佳的料液比为1g:25ml。
(2)用电子天平称量多份1g重量的法夫酵母,均加入25ml的二甲基亚砜,分别在20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃的温度下浸泡15min,离心分离,得到法夫酵母细胞碎片,在法夫酵母细胞碎片中加入60ml丙酮,在50℃下浸提30min,得到虾青素浸提液。计算虾青素的产量如表3。
表3二甲基亚砜破壁温度对虾青素产量的影响
温度/℃ 20 30 40 50 60 70 80
产量/μg/g 118.5 119.2 120.5 121.4 123.1 122.3 121.8
由表3可知,单独用二甲基亚砜对法夫酵母进行破壁时较佳的温度为60℃。
(3)用电子天平称量多份1g重量的法夫酵母,均加入25ml的二甲基亚砜,均置于60℃下,分别浸泡5min、15min、20min、25min、30min,离心分离,得到法夫酵母细胞碎片,在法夫酵母细胞碎片中加入60ml丙酮,在50℃下浸提30min,得到虾青素浸提液。计算虾青素的产量如表4。
表4二甲基亚砜浸泡破壁时间对虾青素产量的影响
时间/min 5 15 20 25 30
产量/μg/g 119.0 123.0 125.8 122.5 120.2
由表4可知,单独用二甲基亚砜对法夫酵母进行破壁时较佳的时间为20min。
由对比例1的试验可以得知,单独用二甲基亚砜对法夫酵母进行破壁时较佳的破壁条件为料液比1g:25ml,温度60℃,时间20min。但即便是在该最佳条件下,其虾青素的产量仅为125.8μg/g,远低于本发明180.7~197.6μg/g的虾青素产量。
对比例2
单独用超声波对法夫酵母进行破壁
(1)用电子天平称量多份1g重量的法夫酵母,以乙醇为超声波介质,分别加入3ml、4ml、5ml、6ml、7ml、8ml的75%的乙醇,调整超声波振幅为120μm,超声波处理30s,离心分离,得到法夫酵母细胞碎片,在法夫酵母细胞碎片中加入60ml丙酮,在50℃下浸提30min,得到虾青素浸提液。计算虾青素的产量如表5。
表5法夫酵母乙醇料液比对虾青素产量的影响
料液比/g/ml 1:3 1:4 1:5 1:6 1:7 1:8
产量/μg/g 54.6 55.5 56.3 58.5 60.6 55.2
由表5可知,单独用超声波对法夫酵母进行破壁时较佳的料液比为1g:7ml。
(2)用电子天平称量多份1g重量的法夫酵母,均加入7ml乙醇,分别在振幅为36μm、48μm、60μm、72μm、84μm、96μm、108μm、120μm的条件下超声处理30s,离心分离,得到法夫酵母细胞碎片,在法夫酵母细胞碎片中加入60ml丙酮,在50℃下浸提30min,得到虾青素浸提液。计算虾青素的产量如表6。
表6超声波振幅对虾青素产量的影响
振幅/μm 36 48 60 72 84 96 108 120
产量/μg/g 53.5 54.3 55.2 55.8 56.4 57.3 58.6 60.5
由表6可知,单独用超声波对法夫酵母进行破壁时较佳的振幅为120μm。
(3)用电子天平称量多份1g重量的法夫酵母,均加入7ml乙醇,在振幅120μm的超声波下分别处理20s、30s、40s、50s、60s,离心分离,得到法夫酵母细胞碎片,在法夫酵母细胞碎片中加入60ml丙酮,在50℃下浸提30min,得到色素浸提液。计算虾青素的产量如表7。
表7超声波时间对虾青素产量的影响
时间/min 20 30 40 50 60
产量/μg/g 59.7 60.5 60.8 61.5 63.2
由表7可知,单独用超声波对法夫酵母进行破壁时较佳的时间为60s。
由对比例2的试验可知,单独用超声波对法夫酵母进行破壁时较佳的破壁条件为法夫酵母乙醇的料液比1g:7ml,超声波振幅120μm,超声波处理时间60s。但在该条件下,其虾青素的产量仅为63.2μg/g,远低于本发明180.7~197.6μg/g的虾青素产量。
对比例3
按照对比例1和对比例2优选出来的较佳方案将二甲基亚砜破壁法和超声波破壁进行结合,得到以下方案:用电子天平称量1g重量的法夫酵母,加入25ml的二甲基亚砜,置于60℃下,浸泡20min,离心分离;然后以乙醇为超声波介质,在分离后的法夫酵母中加入5ml 75%的乙醇,调整超声波振幅为120μm,超声波处理60s,离心分离,得到法夫酵母细胞碎片,在法夫酵母细胞碎片中加入40ml丙酮,在60℃下浸提15min,得到虾青素浸提液。计算虾青素的产量为86.5μg/g。将两种方案直接联合使用不仅没能提高虾青素的产量,反而使其大大降低。
对比例4
用电子天平精确称量1g法夫酵母加入15ml二甲基亚砜,在32℃下浸泡15min;并直接以二甲基亚砜为超声介质,在振幅为60μm的超声波中处理45s,离心分离,得到法夫酵母细胞碎片;在法夫酵母细胞碎片中加入40ml丙酮,在60℃下浸提15min,得到虾青素浸提液。计算虾青素的产量为132.2μg/g。可见,直接以二甲基亚砜为介质进行超声波处理,对虾青素的提取效果并不理想。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种提取法夫酵母中虾青素的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)用二甲基亚砜对法夫酵母进行浸泡预处理,然后分离法夫酵母;
(2)在分离的法夫酵母中加入乙醇,用超声波进行破壁处理;
(3)固液分离,得到法夫酵母细胞碎片;
(4)在所述法夫酵母细胞碎片中加入丙酮浸提,得到虾青素浸提液;
所述浸泡预处理前的法夫酵母与二甲基亚砜的质量体积比为1g:12~18ml;所述浸泡预处理的温度为30~35℃,所述浸泡预处理的时间为10~15min;
所述浸泡预处理前的法夫酵母与乙醇的质量体积比为1g:4~5ml;所述超声波的振幅为48~72μm,所述破壁处理的时间为30~50s。
2.如权利要求1所述的一种提取法夫酵母中虾青素的方法,其特征在于,所述浸泡预处理前的法夫酵母与丙酮的质量体积比为1g:30~50ml。
3.如权利要求1或2所述的一种提取法夫酵母中虾青素的方法,其特征在于,所述丙酮浸提的温度为50~60℃,所述丙酮浸提的时间为10~20min。
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