CN116836098A - 一种从发酵液中提取纯化虾青素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及提取及分离纯化技术领域，且公开了一种从发酵液中提取纯化虾青素的方法，酵母湿菌体与胆碱基离子液体混匀促使虾青素从酵母中释放，在酵母破壁这一步，实现了环保溶剂对丙酮、二甲基亚砜等传统有机试剂的替代，然后通过乙酸乙酯萃取虾青素、超临界二氧化碳二次萃取虾青素，从而实现酵母湿菌体到虾青素浓缩液的总提取率达到82%以上，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及提取及分离纯化技术领域，具体为一种从发酵液中提取纯化虾青素的方法。
背景技术
虾青素是一种酮式类胡萝卜素，具有脂溶性，易溶于有机溶剂，并且是一种断链抗氧化剂，具有极强的抗氧化性，可以降低脂质过氧化作用，有抑制肿瘤，增强免疫力等多方面生理作用，广泛用于药妆、化工、饲料、食品和制药行业。红发夫酵母是高附加值胡萝卜素-虾青素的天然来源，虾青素是红发夫酵母的胞内产物，想要获得纯度较高的虾青素产品，需要对红发夫酵母进行破壁处理。如专利申请号为CN113429327B的专利《一种提取法夫酵母中虾青素的方法》公开了一种提取法夫酵母中虾青素的方法，(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。传统上，红发夫酵母中的虾青素是通过使用挥发性有机物，如丙酮或二甲基亚砜的固液萃取方式回收的，这些挥发性有机化合物可能会对人体健康和环境造成一定的伤害。使用环保溶剂获得虾青素已成为取代传统溶剂的挑战。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种从发酵液中提取纯化虾青素的方法，采用胆碱基离子液体处理酵母湿菌体，乙酸乙酯萃取虾青素、超临界二氧化碳二次萃取虾青素，具有高效、环保的优点。
本发明旨在提出一种新型环保的溶剂代替传统挥发性溶剂，对酵母中的虾青素进行有效的提取及分离纯化。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种从发酵液中提取纯化虾青素的方法，所述方法如下：
（1）使用磷酸盐缓冲液对酵母进行洗涤，再将酵母湿菌体与含抗氧化剂的胆碱基离子液体水溶液混合均匀，对酵母进行搅拌破壁，乙酸乙酯萃取、减压蒸馏，得到油状虾青素；
（2）将得到的油状虾青素置于萃取釜中，进行超临界二氧化碳萃取，经过进一步的提纯，得到高纯度的虾青素。
所述酵母为红发夫酵母或者解脂耶氏酵母。
进一步地讲，所述步骤（1）中磷酸盐缓冲液的pH为5.5-7.0。
进一步地讲，所述步骤（1）中抗氧化剂为抗坏血酸、生育酚中的一种，抗氧化剂的使用量是酵母与胆碱基离子液体混合液质量的1%-2%。
进一步地讲，所述步骤（1）中胆碱基离子液体水溶液为乳酸胆碱、丁酸胆碱、辛酸胆碱水溶液中的一种或几种，胆碱基离子液体水溶液的浓度为30%-70%，酵母湿菌体与胆碱基离子液体水溶液的的混合比例为10g湿菌体：50mL-150mL浓度为30%-70%胆碱基离子液体水溶液。
进一步地讲，所述步骤（1）中搅拌温度为35℃-48℃，时间为45min-60min，搅拌转速为150rpm-230rpm。
进一步地讲，所述步骤（1）中乙酸乙酯与含虾青素的上清液体积比为1:1-3。
进一步地讲，所述步骤（1）中萃取温度为25℃-32℃，时间为5min-10min。
进一步地讲，所述步骤（1）中减压蒸馏压力为0.05MPa-0.1MPa，温度为40℃-45℃。
进一步地讲，所述步骤（2）中二氧化碳的流量为1-1.5L/min，萃取压力为320-480Pa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
酵母湿菌体与胆碱基离子液体混匀促使虾青素从酵母中释放，使用环保试剂胆碱基离子液体水溶液代替传统的挥发性有机物丙酮、二甲基亚砜等，避免了挥发性有机试剂对环境的污染以及产品中的残留对人体或动物的潜在伤害，具有高效、环保的优点。然后通过乙酸乙酯萃取虾青素，超临界二氧化碳二次萃取，从而实现酵母湿菌体到虾青素浓缩液的总提取率达到82%以上，适合工业化生产。
具体实施方式
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。
实施例1
（1）用pH为7.0磷酸盐缓冲液洗涤红发夫酵母3次，除去杂质，将10g湿菌体加入到50mLmL浓度为50%含2%抗坏血酸、生育酚抗氧剂的乳酸胆碱、丁酸胆碱、辛酸胆碱胆碱基离子液体水溶液，混合均匀，在35℃下，将混合物以200rpm的转速进行搅拌，孵育50min，结束后，离心，过滤，得到虾青素粗产品。
（2）在25℃下，向10mL的乙酸乙酯萃取剂中加入12mL的虾青素搅拌5min，混合均匀，过滤，在40℃下，以0.05MPa的压力进行减压蒸馏，得到乙酸乙酯萃取后的虾青素。
（3）在45℃下，将得到的乙酸乙酯萃取后的虾青素置于萃取压力为480Pa的萃取釜中，进行超临界二氧化碳萃取，其中二氧化碳的流量为1.5L/min，经过进一步的提纯，得到高纯度的虾青素。
实施例2
（1）用pH为6磷酸盐缓冲液洗涤红发夫酵母3次，除去杂质，将10g湿菌体加入到100mL浓度为50%含2%抗坏血酸、生育酚抗氧剂的乳酸胆碱、丁酸胆碱、辛酸胆碱胆碱基离子液体水溶液，混合均匀，在45℃下，将混合物以200rpm的转速进行搅拌，孵育50min，结束后，离心，过滤，得到虾青素粗产品。
（2）在32℃下，向10mL的乙酸乙酯萃取剂中加入12mL的虾青素搅拌10min，混合均匀，过滤，在45℃下，以0.1MPa的压力进行减压蒸馏，得到乙酸乙酯萃取后的虾青素。
（3）在35℃下，将得到的乙酸乙酯萃取后的虾青素置于萃取压力为320Pa的萃取釜中，进行超临界二氧化碳萃取，其中二氧化碳的流量为1L/min，经过进一步的提纯，得到高纯度的虾青素。
实施例3
（1）用pH为7.0磷酸盐缓冲液洗涤解脂耶氏酵母3次，除去杂质，将10g湿菌体加入到150mL浓度为70%含2%抗坏血酸、生育酚抗氧剂的乳酸胆碱、丁酸胆碱、辛酸胆碱胆碱基离子液体水溶液，混合均匀，在48℃下，将混合物以230rpm的转速进行搅拌，孵育60min，结束后，离心，过滤，得到虾青素粗产品。
（2）在32℃下，向10mL的乙酸乙酯萃取剂中加入12mL的虾青素搅拌8min，混合均匀，过滤，在40℃下，以0.1MPa的压力进行减压蒸馏，得到乙酸乙酯萃取后的虾青素。
（3）在45℃下，将得到的乙酸乙酯萃取后的虾青素置于萃取压力为400Pa的萃取釜中，进行超临界二氧化碳萃取，其中二氧化碳的流量为1.5L/min，经过进一步的提纯，得到高纯度的虾青素。
实施例4
（1）用pH为5.5磷酸盐缓冲液洗涤解脂耶氏酵母3次，除去杂质，将10g湿菌体加入到50mL浓度为30%含1%抗坏血酸抗氧剂的乳酸胆碱离子液体水溶液，混合均匀，在35℃下，将混合物以150rpm的转速进行搅拌，孵育45min，结束后，离心，过滤，得到虾青素粗产品。
（2）在30℃下，向10mL的乙酸乙酯萃取剂中加入12mL的虾青素搅拌8min，混合均匀，过滤，在42℃下，以0.5MPa的压力进行减压蒸馏，得到乙酸乙酯萃取后的虾青素。
（3）在40℃下，将得到的乙酸乙酯萃取后的虾青素置于萃取压力为400Pa的萃取釜中，进行超临界二氧化碳萃取，其中二氧化碳的流量为1.2L/min，经过进一步的提纯，得到高纯度的虾青素。
实施例1-4的虾青素提取率均大于82%，其中实施例4的虾青素提取率最大为85.6%，本发明中具有的环保试剂胆碱基离子液体水溶液代替传统的挥发性有机物达到了一种绿色生产的目的，并且，在乙酸乙酯溶剂萃取虾青素后使用二氧化碳超临界萃取进行二次萃取，得到的虾青素的纯度更高。
Claims (10)
1.一种从发酵液中提取纯化虾青素的方法，其特征在于：所述方法如下：
（1）使用磷酸盐缓冲液对酵母进行洗涤，再将酵母湿菌体与含抗氧化剂的胆碱基离子液体水溶液混合均匀，对酵母进行搅拌破壁，乙酸乙酯萃取、减压蒸馏，得到油状虾青素；
（2）将得到的油状虾青素置于萃取釜中，进行超临界二氧化碳萃取，经过进一步的提纯，得到高纯度的虾青素。
2.根据权利要求1所述的从发酵液中提取纯化虾青素的方法，其特征在于：所述酵母为红发夫酵母或者解脂耶氏酵母。
3.根据权利要求1所述的从发酵液中提取纯化虾青素的方法，其特征在于：所述步骤（1）中磷酸盐缓冲液的pH为5.5-7.0。
4.根据权利要求1所述的从发酵液中提取纯化虾青素的方法，其特征在于：所述步骤（1）中抗氧化剂为抗坏血酸、生育酚中的一种，抗氧化剂的使用量是酵母与胆碱基离子液体混合液质量的1%-2%。
5.根据权利要求1所述的从发酵液中提取纯化虾青素的方法，其特征在于：所述步骤（1）中胆碱基离子液体水溶液为乳酸胆碱、丁酸胆碱、辛酸胆碱水溶液中的一种或几种，胆碱基离子液体水溶液的浓度为30%-70%，酵母湿菌体与胆碱基离子液体水溶液的的混合比例为10g湿菌体：50mL-150mL浓度为30%-70%胆碱基离子液体水溶液。
6.根据权利要求1所述的从发酵液中提取纯化虾青素的方法，其特征在于：所述步骤（1）中搅拌温度为35℃-48℃，时间为45min-60min，搅拌转速为150rpm-230rpm。
7.根据权利要求1所述的从发酵液中提取纯化虾青素的方法，其特征在于：所述步骤（1）中乙酸乙酯与含虾青素的上清液体积比为1:1-3。
8.根据权利要求1所述的从发酵液中提取纯化虾青素的方法，其特征在于：所述步骤（1）中萃取温度为25℃-32℃，时间为5min-10min。
9.根据权利要求1所述的从发酵液中提取纯化虾青素的方法，其特征在于：所述步骤（1）中减压蒸馏压力为0.05MPa-0.1MPa，温度为40℃-45℃。
10.根据权利要求1所述的从发酵液中提取纯化虾青素的方法，其特征在于：所述步骤（2）中二氧化碳的流量为1-1.5L/min，萃取压力为320-480Pa。
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| CN1548420A (zh) * | 2003-05-17 | 2004-11-24 | 浙江工业大学 | 红发夫酵母中虾青素的提取方法 |
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| CN116082207A (zh) * | 2021-11-08 | 2023-05-09 | 深圳大学 | 一种nades以及使用其从雨生红球藻中提取虾青素的方法 |
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2023
- 2023-06-21 CN CN202310741951.3A patent/CN116836098B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1548420A (zh) * | 2003-05-17 | 2004-11-24 | 浙江工业大学 | 红发夫酵母中虾青素的提取方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116836098B (zh) | 2024-05-07 |
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