一种同时从螺旋藻中萃取β-胡萝卜素和γ-亚麻酸的方法

专利名称：一种同时从螺旋藻中萃取β-胡萝卜素和γ-亚麻酸的方法
技术领域：
本发明属于植物提取领域，尤其涉及一种萃取螺旋藻中有用成分的萃取方法。
背景技术：
螺旋藻(spirulina)是一类低等植物,属于蓝藻门，颤藻科。是一种深青色的丝状微藻，在高倍显微镜下可观察到，它是由单细胞单列构成的纤细螺旋状藻体，故称螺旋藻。螺旋藻含有丰富的蛋白质、多糖、胡萝卜素、Y-亚麻酸、叶绿素及多种维生素和矿物质。其中β_胡萝卜素含量约是胡萝卜的15倍，具有防癌抗癌、提高免疫力、延缓衰老等多种保健功能，其提取及剂型开发在保健和医疗领域中的应用日益得剑了人们的重视。β_胡萝卜素是VA的前体物质，VA是一种自由基清除剂，有极好的抗氧化性，被称为“抗癌之神”，在抗癌和预防心血管疾病方面有明显作用。胡萝卜素还可保护视力，对青光眼、白内障具有一定 疗效，人体长期缺乏会导致夜盲症等，β_胡萝卜素防止低密度脂蛋白氧化，在防治癌症和心血管疾病方面有特殊的作用，因次，β-胡萝卜素可用于抗氧化、抗肿瘤、增强机体免疫及其他功能方面。天然β_胡萝卜素作为一种食品添加剂、营养强化剂和医药制剂，是一种与人体健康密切相关的、具有很高价值的有效成分。目前市场上根据来源分为天然和合成的β-胡萝卜素两大类，天然胡萝卜素只占胡萝卜素市场的5% 6%。合成品β-胡萝卜素为全反式构型，而天然胡萝卜素除全反式构型外，还含有不同程度的9-顺式和15-顺式构型。顺式异构体易溶于胆汁，优先掺入乳糜微粒而被吸收。因此大力发展天然β_胡萝卜素产品以代替化学合成的β_胡萝卜素产品，对促进人类健康有重要意义，也有着更为广阔的应用市场。天然胡萝素的物理性质
β -胡萝卜素的分子式为C4tlH56，分子量为536.88，熔点180°C左右，呈深红紫至暗红色有光泽的斜6面体、板状微结晶或结晶性粉末，有轻微异臭或异味。稀溶液呈橙黄色至黄色，浓度增大时带橙色，因溶液的极性可稍带红色。不溶于水、丙二醇、甘油、酸和碱。溶于二硫化碳、苯、氯仿、己烷及植物油，几乎不溶于甲醇和乙醇。天然β -胡萝素的化学性质
β -胡萝卜素遇氧、热和光时呈不稳定，而在弱碱下较稳定，由于它的不饱和结构，使它具有较强的抗氧化活性和清除自由基的能力，因而具有一定的生理活性。也正是由于它的多双键结构，使得它的化学性质不稳定，易在光照和加热时发生氧化变质及其异构化反应，因而应避免直接光照、加热和与空气接触，应低温贮存在不活泼的气体中，其操作也应在无光下进行，胡萝卜素在加氧酶催化下，在其中心断裂可产生两个分子，可生成二分子视黄醇。目前，天然β_胡萝卜素的来源主要从富含胡萝卜素的植物中提取、盐藻养殖提取或微生物发酵法得到。微生物发酵法存在着生产条件苛刻，产量小，目前还无法大面积推广等缺点。Y-亚麻酸,克螺旋藻中含Y-亚麻酸达11.8毫克,是母乳的500倍。Y-亚麻酸是组成人体各组织生物膜的结构材料，实验及临床研究表明，本品具有明显的抗脂质过氧化、降低总胆固醇、提高高密度脂蛋白、抑制血小板聚集及血栓素A2合成、降低血压、抑制溃疡及胃出血、增加胰岛素分泌、减肥等作用。临床上用于某些老年性疾病如糖尿病、高血脂病、动脉粥样硬化、血栓性心脑血管疾病、癌症以及胃溃疡、肥胖症、精神分裂症、特应性湿疹、风湿性关节炎、脉管炎等。Y-亚麻酸也是合成前列腺素的前体，有调节血压和胆固醇合成的作用，并可起到控制炎症和促进细胞增殖的功效.因此长期服用螺旋藻可以有效降低血压及胆固醇浓度，有效降低患心脏病和中风的几率。Y-亚麻酸(GLA)为无色油状液体，在空气中极易氧。它是人体本身无法合成而又必需的一种脂肪酸，是组成人体各组织生物膜的结构材料，具有广泛的生理活性和明显的药理作用，被高度评价为“21世纪功能性食品主作用，被高度评价为“21世纪功能性食品主角”。目前，对Y-亚麻酸的研究主要集中于两个方面，一是寻找富含Y亚麻酸天然资源；二是研究开发富集Y-亚麻酸的新技术。常见的方法是从月见草中提取Y-亚麻酸。为了满足国内外市场需求，近年来在吉林、辽宁、内蒙古地区通过科研攻关，高产量、高含油的月见草己经培植成功，但生产成本高，受时令限制，大规模种植与粮食作物争地，所以从其他植物中提取Y-亚麻酸为当务之急。国内外研究者将人工培养的螺旋藻进行分析发现，螺旋藻中不饱和脂肪酸含量很高，其Y-亚麻酸含量占其脂肪酸的8% 25%，占细胞干重1.1 1.5%左右，而在Y-亚麻酸的主要来源月见草油中其含量只在7% 10%。我国螺旋藻资源丰富，同时其Y-亚麻酸含量丰富，目前尚未完全开发研究，可作为Y-亚麻酸很好开发源。因此有很好的发展前景，值得我们深入研究。尚未查到相同的同时从螺旋藻中萃取β-胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法专利和文献。

发明内容
为克服现有技术没有同时从螺旋藻中萃取胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法，发明如下方法:
一种同时从螺旋藻中萃取β-胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法，包括螺旋藻粉、CO2气瓶、高压泵、温控器、萃取釜、分离釜1、分离釜I1、玻璃球、滤纸等设备，在超临界CO2萃取螺旋藻中β—胡萝卜素时加入夹带剂，其特征在于:所述的夹带剂是夹带剂A和夹带剂B，夹带剂A是石油醚，石油醚的沸程90 120°C ;夹带剂B是丙酮。所用夹带剂的加入方法是夹带剂A与原料混合后一起装入萃取釜中，在萃取过程中再加入夹带剂B进行萃取。
所用夹带剂A的加入量是原料粉末重量的20% 40%的石油醚。所用夹带剂B加入量是原料粉末重量的60% 100%的丙酮。所用夹带剂A的加入量优选方案是原料粉末重量的30%的石油醚。所用夹带剂B的加入量优选方案是原料粉末重量的80%的丙酮。
所用CO2流体流量为18 20L/h，取压力为25MPa 40MPa，萃取温度为40 50°C，取时间为2 3.5小时。优选方案为CO2流体优选方案流量为19L/h，萃取压力优选方案为32MPa、萃取温度优选方案为46°C，萃取时间优选方案为3小时。分离釜I的压力6 8MPa，分离釜I的温度30 45°C，分离时间为2 3.5小时。分离斧I优选方案为:离斧1的压力6.810^，分离斧1的温度371:，分离时间为3小时。分离釜II的压力5 7MPa，分离釜II的温度30 40°C，分离时间为2 3.5小时。所述的螺旋藻是顿顶螺旋藻、极大螺旋藻、盐泽螺旋藻的任意一种的新鲜螺旋藻粉。同时从螺旋藻中萃取β -胡萝卜素和Y -亚麻酸的方法还括以下步骤:
(I)、选取新鲜优质螺旋藻藻粉，过80目筛作为原料粉末，采用原料粉末重量20% 40%的石油醚(沸程90 120°C )作为夹带剂A与原料粉末均匀混合后得到混合物A，将混合物A置于洁净容器中20 30min后备用。(2)、采用步骤(I)中混合物A体积1/3的直径为0.5 1.5cm的玻璃球与混合物A混合后得到混合物B，将混合物B装入萃取斧中，并上好堵头。其中在装入萃取原料前萃取釜中与滤板接触的地方加I 2片滤纸可以防止萃取釜中滤板堵塞。(3)、向超临界流体萃取设备 萃取釜中通入流量为18 20L/h的CO2流体，在萃取压力为25MPa 40MPa、萃取温度为40 50°C的条件下进行萃取,萃取20 30min后，经夹带剂泵加丙酮溶液作为夹带剂B，加入量为原料粉末重量的60% 100%，加入的速度为0.6 1.0L/h，萃取时间为2 3.5小时。(4)、将步骤(3)项下萃取釜中所得到的含有原料粉末溶解成分的CO2流体导入超临界流体萃取设备分离釜I中，设定分离釜I的压力6 8MPa，分离釜I的温度30 45°C，分离时间为2 3.5小时。分离后CO2进入分离釜II，分离釜I中所得到的便是以β-胡萝卜素和Y-亚麻酸为主的螺旋藻萃取物。(5)、经过步骤(4)分离后，将仍然含有少量原料粉末溶解成分的CO2导入超临界流体萃取设备分离釜II中，设定分离斧II的压力5 7MPa，分离斧II的温度30 40°C，分离时间为2 3.5小时。分离后CO2进入下次循环萃取，分离斧II中所得到的便是在分离斧I中未完全分离的以胡萝卜素和Y-亚麻酸为主的螺旋藻萃取物。(6)、合并步骤(4)和步骤(5)项下所得到的螺旋藻萃取物，其中含β-胡萝卜素占螺旋藻粉干重的0.27 0.88%，提取率为92%以上；含Y -亚麻酸占螺旋藻粉干重的
0.87 1.51%，提取率为91%以上。本发明的同时从螺旋藻中萃取胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法的显著进步是: 本发明的方法是采用自制的超临界流体萃取设备对螺旋藻中主要有效成分β_胡萝
卜素和Y-亚麻酸进行萃取，萃取后成分经简单分离纯化即可得到纯度较高的天然胡萝卜素和Y-亚麻酸。本发明方法的措施得力，操作简单，容易实施，技术效果显著，提取的胡萝卜素和Y-亚麻酸得率高且质量好。提取之后的螺旋藻腥味大减却蛋白质和多糖等水溶性成分几乎无损失，对藻蓝蛋白及多糖的提取有一定帮助，同时，提取后的螺旋藻也可以直接开发成保健食品。


图1是同时从螺旋藻中萃取β_胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法设备示意图。图2是同时从螺旋藻中萃取β_胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法工艺流程图。
具体实施例方式实施例1
一种同时从螺旋藻中萃取β-胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法，包括螺旋藻粉、CO2气瓶、高压泵、温控器、萃取釜、分离釜1、分离釜I1、玻璃球、滤纸等设备，在超临界CO2萃取螺旋藻中β—胡萝卜素时加入夹带剂，其特征在于:所述的夹带剂是夹带剂A和夹带剂B，夹带剂A是石油醚，石油醚的沸程90 120°C ;夹带剂B是丙酮。所用夹带剂的加入方法是夹带剂A与原料混合后一起装入萃取釜中，在萃取过程中再加入夹带剂B进行萃取 。所用夹带剂A的加入量是原料粉末重量的30%的石油醚。所用夹带剂B的加入量是原料粉末重量的80%的丙酮。所用CO2流体流量为19L/h，萃取压力为32MPa、萃取温度为46°C，萃取时间为3小时。分离釜I工艺参数为:分离斧I的压力6.8MPa，分离釜I的温度37°C，分离时间为3小时。分离釜II的压力5 7MPa，分离釜II的温度30 40°C，分离时间为2 3.5小时。同时从螺旋藻中萃取β -胡萝卜素和Y -亚麻酸的方法还括以下步骤:
(I)、选取新鲜优质极大螺旋藻粉，过80目筛作为原料粉末，采用原料粉末重量20% 40%的石油醚(沸程90 120°C)作为夹带剂A与原料粉末均匀混合后得到混合物A，将混合物A置于洁净容器中20 30min后备用。(2)、采用步骤(I)中混合物I体积1/3的直径为0.5 1.5cm的玻璃球与混合物A混合后得到混合物B，将混合物B装入萃取釜中，并上好堵头。其中在装入萃取原料前萃取釜中与滤板接触的地方加I 2片滤纸可以防止萃取釜中滤板堵塞。(3)、向超临界流体萃取设备萃取釜中通入CO2流体，经夹带剂泵加丙酮溶液作为夹带剂B。(4)、将步骤(3)项下萃取釜中所得到的含有原料粉末溶解成分的CO2流体导入超临界流体萃取设备分离釜I中；分离后CO2进入分离釜II，分离釜I中所得到的便是以β-胡萝卜素和Y-亚麻酸为主的螺旋藻萃取物。(5)、经过步骤(4)分离后，将仍然含有少量原料粉末溶解成分的CO2导入超临界流体萃取设备分离釜II中，分离后CO2进入下次循环萃取，分离斧II中所得到的便是在分离斧I中未完全分离的以β-胡萝卜素和Y-亚麻酸为主的螺旋藻萃取物。(6)、合并步骤(4)和步骤(5)项下所得到的螺旋藻萃取物，其中含β-胡萝卜素占螺旋藻粉干重的0.27 0.88%，提取率为92%以上；含Y -亚麻酸占螺旋藻粉干重的
0.87 1.51%，提取率为91%以上。
权利要求
1.一种同时从螺旋藻中萃取β-胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法，包括螺旋藻粉、CO2气瓶、高压泵、温控器、萃取釜、分离釜1、分离釜I1、玻璃球、滤纸等设备，在超临界CO2萃取螺旋藻中β—胡萝卜素和Y-亚麻酸时加入夹带剂，其特征在于:所述的夹带剂是夹带剂A和夹带剂B，夹带剂A是石油醚，石油醚的沸程90 120°C ;夹带剂B是丙酮。
2.如权利要求1所述的一种同时从螺旋藻中萃取胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法，其特征在于:所用夹带剂的加入方法是夹带剂A与原料混合后一起装入萃取釜中，在萃取过程中再加入夹带剂B进行萃取。
3.如权利要求1所述的一种同时从螺旋藻中萃取胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法，其特征在于:所用夹带剂A的加入量是原料粉末重量的20% 40%的石油醚。
4.如权利要求1所述的一种同时从螺旋藻中萃取胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法，其特征在于:所用夹带剂B加入量是原料粉末重量的60% 100%的丙酮。
5.如权利要求3所述的一种同时从螺旋藻中萃取β-胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法，其特征在于:所用夹带剂A的加入量优选方案是原料粉末重量的30%的石油醚。
6.如权利要求4所述的的一种同时从螺旋藻中萃取β-胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法，其特征在于:所用夹带剂B的加入量优选方案是原料粉末重量的80%的丙酮。
7.如权利要求4所述的一种同时从螺旋藻中萃取β-胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法，其特征在于:所用CO2流体流量为18 20L/h，取压力为25MPa 40MPa，萃取温度为40 50°C，取时间为2 3.5小时。
8.如权利要求7所述的一种同时从螺旋藻中萃取β-胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法，其特征在于:优选方案为CO2流体优选方案流量为19L/h，萃取压力优选方案为32MPa、萃取温度优选方案为46°C，萃取时间优选方案为3小时。
9.如权利要求1述的一种同时从螺旋藻中萃取胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法，其特征在于:分离釜I的压力6 8MPa，分离釜I的温度30 45°C，分离时间为2 3.5小时。
10.如权利要求1述的一种同时从螺旋藻中萃取胡萝卜素和Y-亚麻酸的方法，其特征在于:分离釜II的 压力5 7MPa，分离釜II的温度30 40°C，分离时间为2 3.5小时。
全文摘要
一种同时从螺旋藻中萃取β-胡萝卜素和γ-亚麻酸的方法，包括螺旋藻粉、CO2气瓶、高压泵、温控器、萃取釜、分离釜Ⅰ、分离釜Ⅱ、玻璃球、滤纸等设备，在超临界CO2萃取螺旋藻中β—胡萝卜素时加入夹带剂，其特征在于所述的夹带剂是夹带剂A和夹带剂B，夹带剂A是石油醚，石油醚的沸程90～120℃；夹带剂B是丙酮。本发明方法的措施得力，操作简单，容易实施，技术效果显著，提取的β-胡萝卜素和γ-亚麻酸得率高且质量好。
文档编号C07C57/12GK103193694SQ201310152148
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者不公告发明人 申请人:云南蓝钻生物科技有限公司