专利名称：一种从雨生红球藻中提取虾青素的方法
技术领域：
本发明属于天然产物的提取与加工方法，主要涉及一种从雨生红球藻中超临界
提取虾青素的方法。
背景技术：
虾青素(又称为虾红素)是一种红色素，其化学结构类似于e -胡萝卜素。虾青
素是类胡萝卜组的一种，也是类胡萝素合成的最高级别产物。e-胡萝卜素、叶黄素、角 黄素、番茄红素等都不过是类胡萝卜素合成的中间产物，因此在自然界，虾青素具有最
强的抗氧化性。研究发现，虾青素有重要的生理功能，它的抗氧化能力较强，是维生素E 的550倍，是13 -类胡萝卜素等的10倍，能更有效的阻止不饱和脂肪酸过氧化。另外， 虾青素还具有很强的抑制肿瘤生长、增强免疫功能、抵御紫外线伤害等多种生理功效， 因而广泛应用于食品、药品、保健品和化妆品等领域。 由于其强大的抗氧化性，全球差不多一线的化妆品品牌均添加了天然虾青素作 为其超强抗氧化剂的成分，尤其是日本的品牌高丝、芳凯等推出了专门的虾青素系列保 湿霜、眼霜、面膜、口红等。全球的保健品企业也推出了大约200多款虾青素软、硬胶 囊、口服液的保健食品。在日本，近3年来虾青素成为最火爆的健康食品之一。
虾青素的来源包括化学合成和生物提取两种。虾青素的合成技术已经十分成 熟，达到了工业化生产的程度。但是，人工合成虾青素不仅价格昂贵，而且同天然虾青 素在结构、功能、应用及安全性等方面差别显著。天然界虾青素是由藻类、细菌和浮游 植物物产生的。而在天然虾青素的生物来源中，雨生红球藻的虾青素含量是最高的，被 公认为自然界中生产天然虾青素的最好生物，因此，利用这种微藻提取虾青素无疑具有 广阔的发展前景，已成为近年来国际上天然虾青素生产的研究热点。 目前，国外利用雨生红球藻提取天然虾青素的技术已取得长足发展，如瑞典已 有公司采用全封闭式(人工源照射)的光生物反应器生产虾青素；美国的Aquasearch公司 在计算机控制的室外封闭光生物反应器(AGM)中进行雨生红球藻培养；美国Cyanotech 微藻公司则采用封闭的"平台"式光生物反应器进行雨生红球藻的培养。近年来，国内 在虾青素研究方面也取得了一定的进展，专利CN1392244A研究了一种培养雨生红球藻 生产虾青素的方法，这种方法采用一步法生产工艺，改善了两步法生产带来的生产周期 长、工艺复杂等缺点，大大提高虾青素的产量和质量。专利CN1966660A发明了一种大 规模培养雨生红球藻和转化虾青素的装置及其方法，解决了雨生红球藻限于小批量实验 的缺点，大大推进了商业化生产的进程。专利CN1392250A公开了一种光反应器调节红 球藻种群密度及虾青素合成和积累的方法。然而，关于雨生红球藻生产虾青素的研究主 要集中在培养生产方面，而关于虾青素的提取及加工技术方面的研究很少。王灵昭比较 了微波法、低温研磨萃取法和碱提法提取雨生红球藻中虾青素的效果(食品研究与开发， 2008年第7期)。从其研究结果看，这些提取方法的步骤较多，虽然提取物具有较好的 抗氧化和清除羟自由基的能力，但虾青素的浓度较低。郭文晶等研究了超高压法从雨生
3红球藻中提取虾青素的工艺，雨生红球藻中虾青素转移率可达到98%，但300MPa超高 压很难达到工业化应用的条件(农业机械学报，2008年5期)。 虾青素的传统提取方法有溶剂提取法、微波提取法、酶提取法、超高压提取法 等等，然而这些方法存在着提取物中有溶剂残留、污染环境、工艺复杂等缺点。
发明内容
本发明的目的是利用超临界萃取技术，提供一种从雨生红球藻中超临界提取虾 青素的方法，通过以下的方案实现 取经过粉碎的雨生红球藻粉末，装入超临界萃取装置中的萃取釜中，设定萃
取釜的温度为30-50°C，压力为20-30MPa，分离釜I的温度和压力分别为30-40°C ，
8-10MPa，分离釜II的温度为30-40°C， C02流体的流速为20-40L/h，萃取时间为2-4h，
萃取物不定期地从分离釜中放出，收集并保存于容器中。萃取物中虾青素的含量分析采用美国Cyanotech公司的测定方法。超临界流体萃取技术是20世纪70年代末才兴起的一种新型生物分离精制技术。
它没有传统溶剂法的溶剂分离问题，从而使天然产物的提取工艺发生革命性的改进。通
过本发明方法获得的虾青素提取物，为暗红色粘稠状物质，较好的保留了有效物质，可
用于保健食品开发。 本发明的意义 (l)提取方法简单、快速、操作方便； (2)萃取过程中所用的提取溶剂为C02，生产过程绿色环保，提取物无有机溶剂 残留； (3)萃取过程中温度较低，可以有效的避免有效物质高温分解； (4)如虾青素的含量分析结果所示，新工艺可提高虾青素的产量及质量。
具体实施例方式
以下结合实例对本发明做进一步详细描述。
实施例一 称取经过粉碎的雨生红球藻粉末100g，置于1L超临界萃取装置(HA220-50-06 型)中的萃取釜中，设定萃取釜的温度为4(TC，压力为30MPa，萃取剂(^02的流量为20L/ h，分离釜I的温度和压力分别为35t:和lOMPa，分离釜II的温度为40°C ， C02流体的流 速为20-40L/h，连续动态萃取时间为2.5h，萃取物不定期地从分离釜中放出，收集并保存 于容器中，萃取物呈暗红色的粘稠状物质。称重，共得萃取物8.0g，萃取率为8.0%。
实施例二 参照实施例一，称取雨生红球藻粉末100g，置于1L萃取釜中，设定好萃取参 数，萃取釜温度为5(TC，压力为20MPa， C02的流量为25L/h，分离釜I温度为35"，压 力为9MPa，分离釜II温度为4(TC，连续动态萃取2.5h，提取结束后从分离釜中分离得到 暗红色的粘稠状物质。称重，共得提取物6.8g，萃取率为6.8%。
实施例三 参照实施例一，称取雨生红球藻粉末100g，置于1L萃取釜中，设定好萃取参
4数，萃取釜温度为4(TC，压力为25MPa， C02的流量为20L/h，分离釜I温度为30-35°C ， 压力为8MPa，分离釜II温度为35-40°C，连续动态萃取3h，提取结束后从分离釜中分离 得到暗红色的粘稠状物质。称重，共得提取物7.4g，萃取率为7.4%。
实施例四 参照实施例一，称取雨生红球藻粉末100g，置于1L萃取釜中，同时加入100ml 乙醇为共溶剂。设定好萃取参数，萃取釜温度为40-42°C，压力为30MPa， C02的流量 为20L/h，分离釜I温度为30-35。C，压力为8-9MPa，分离釜II温度为35-40°C，连续动态 萃取2h，不定时地从分离釜中收集暗红色液体。然后将提取液在旋转蒸发器中除去共溶 剂，得到暗红色的粘稠状物质。称重，共得提取物7.5g，萃取率为7.5%。
实施例五 参照实施例一，称取雨生红球藻粉末600g，置于5L萃取釜中，设定好萃取参 数，萃取釜温度为40-42°C，压力为30MPa，萃取剂C02的流量为40L/h，分离釜I温度 为30-35t:，压力为8-10MPa，分离釜II温度为35-4(TC ，连续动态萃取4h，提取过程不 定时地从分离釜中收集暗红色的粘稠状提取物。合并称重，共得提取物42.6g，萃取率为 7.1%。 实施例六 萃取物中虾青素的含量分析采用美国Cyanotech公司的测定方法。称取10mg藻 粉提取物，放入10mL离心管中，加3g石英砂，在离心管中加入5mL DMSO， 45-50°C 水浴放置30min，期间振荡3次。然后3000rpm离心5min使不容物沉淀，将上清液转入 25mL容量瓶中。再往离心管中加入5mL丙酮，涡旋振荡30s，离心分离沉淀，将上清液 转入25mL容量瓶中，丙酮抽提至少3次，直至上清液基本无色(吸光值小于0.05)。
用丙酮定容至25mL，盖上容量瓶，轻微振荡混合，吸取5-7mL放入离心管，再 次离心以除去前面步骤中带入的颗粒物。在474nm波长下测定最大吸光值，丙酮作空白 对照。虾青素的标准品(CAS No : 472-61-7，分子式C4。H5204)由Sigma公司提供。
准确称取2.0mg虾青素纯样品，用丙酮溶解并定容至50mL，分别准确移取出0.5， 1.0，
1.5， 2.0， 2.5mL，用丙酮稀释并定容至50mL，于相同波长处测吸光值。 提取物中虾青素的含量见表1。 表1
实施例二四五
提取物得率，％8.06.87.47.57.1
虾青素含量，％17.518.319.418.818.0
虾青素得率，％1.401.241.461.411.28
权利要求
一种从雨生红球藻中超临界提取虾青素的方法，通过以下方案实现取粉碎的雨生红球藻粉末，装入超临界萃取装置中的萃取釜中，设定萃取釜的温度为30-50℃，压力为20-30MPa，分离釜I的温度和压力分别为30-40℃和8-10MPa，分离釜II的温度为30-40℃，CO2流体的流速为20-40L/h，萃取时间为2-4h，收集萃取物于容器中保存，萃取物为暗红色粘稠状物质。
全文摘要
本发明提供一种从雨生红球藻中超临界提取虾青素的方法，利用超临界CO2萃取工艺提取虾青素，设定萃取釜的温度为30-50℃，压力为20-30MPa，CO2流体的流速为20-40L/h，萃取时间为2-4h。虾青素具有最强的抗氧化性，容易被氧化。本发明的提取方法简单、快速、操作方便；萃取过程中所用的提取溶剂为CO2，使生产过程绿色环保，提取物无有机溶剂残留；萃取过程中温度较低，可以有效的避免有效物质高温分解；获得的虾青素提取物，为暗红色粘稠状物质，能够较好的保留有效物质，可用于保健食品开发或作为药用成分的原料。
文档编号C07C403/00GK101691348SQ20091010229
公开日2010年4月7日 申请日期2009年9月7日 优先权日2009年9月7日
发明者刘雪松, 栾连军, 王龙虎, 陈勇, 陈杨胜 申请人:浙江大学