一种利用微乳相生物转化制备天然虾青素的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于活性物质制备技术领域，具体涉及一种利用微乳相生物转化制备天然 虾青素的方法。
【背景技术】
[0002] 虾青素（Astaxanthin)又名虾黄质、龙虾壳色素，化学名称为3, 3' -二羟 基-00 -胡萝卜素-4, 4' -二酮，分子式为CzroH52O4，相对分子质量为596. 86,广泛存在于 海洋动植物体内，如虾、蟹、野生三文鱼、虹鳟鱼、微藻等，是一种天然的类胡萝卜素。其化学 结构是由四个异戊二烯单位以共辄双键形式连接，在两端有两个异戊二烯单位组成的六元 环结构。虾青素独特的化学结构，使其具有优良的抗氧化、抗癌以及增强机体免疫等功能。
[0003] 在自然界中，虾青素主要以虾青素酯的形式存在，天然虾青素的获得主要是通过 对虾青素酯进行水解而制得的。传统的水解方法有皂化法，即利用强碱将虾青素酯的脂肪 酸链水解掉，但是该工艺用碱量大，易造成环境污染，同时，皂化得到的虾青素在碱性环境 下极易氧化成虾红素和/或半虾红素，产生副产物。另外，虽然利用脂肪酶酶解的方法制备 虾青素具有一定的适用性，但是传统反应体系致使酶解转化率低，并且对酶的专一性要求 较高，很难实现工业化应用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种利用微乳相生物转化制备天然虾青素的方法，即以虾青 素酯为原料，通过制备含底物的有机相和含酶微乳液，然后酶解制备天然虾青素的方法，从 而弥补现有技术的不足。
[0005] 本发明的方法，包括有如下的步骤：
[0006] 1)制备含底物的有机相
[0007] 以虾青素酯为原料，加入质量比为1:1~20的载体油，充分混匀，使虾青素酯均匀 的溶于载体油当中作为油相；然后向油相中加入1~10倍体积的乳化剂和/或助乳化剂混 合物，均质使体系分散均匀，得到含底物的有机相；
[0008] 其中所用载体油为直链脂肪酸酯、脂肪酸甘油酯中的一种或几种；
[0009] 所用的乳化剂为山梨酸醇脂肪酸酯类乳化剂、磷脂类乳化剂、糖脂类乳化剂中的 一种或几种的混合物；
[0010] 助乳化剂为乙醇、丁醇、丙二醇、聚乙二醇、甘油和聚甘油酯中的一种或几种的混 合物；
[0011] 2)制备含酶微乳液
[0012] 将脂肪酶溶于缓冲液中，得到酶液；向步骤1)得到的含底物有机相中加入酶液， 均质得到含酶微乳液；
[0013] 3)酶解
[0014] 将步骤2)制备的含酶微乳液进行酶解反应，酶解条件为30°C~70°C，pH5. 0~ 8. 0,酶解时间为Ih~20h;
[0015] 4)产物分离
[0016] 酶解完成后，向酶解产物中加入载体油使水解得到油溶性的游离虾青素从乳化体 系中分离出来，收集油相，经减压浓缩，得到天然虾青素产品。
[0017] 所述的脂肪酶为假丝酵母酯酶、曲霉酯酶、假单胞菌酯酶和根霉酯酶中的一种或 几种的混合物。
[0018] 本发明利用微乳相生物转化制备虾青素的方法，过程通过进薄层层析（TLC)、液质 联用对转化产物进行检测鉴定，结果表明本发明提供了一种新的制备天然游离虾青素的方 法。采用本发明所述的方法，虾青素单体回收率最高可达80%以上。本方法操作简单，反应 条件温和，能耗低，环境友好，具有较好的应用前景。
【具体实施方式】
[0019] 以下采用实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段 来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
[0020] 虾青素检测方法：
[0021] HPLC分析
[0022] 准确称取2.Omg样品，加入IOml色谱纯二氯甲烷溶解，经0. 22ym有机膜过滤，然 后进行HPLC-MS分析。检测仪器：1100系列高效液相色谱仪，配二极管阵列检测器（DAD， 美国Agilent公司）；色谱柱为DevelosilC3〇-UG(4.6mmX250mm，5iim);流动相A:甲醇； 流动相B:甲基叔丁基醚；线性梯度洗脱：0-15min:B为0% ;15-22min:B由0%升至22% ; 22-48min:B维持在 22 % ;48-56min:B由 22 %升至 40 % ;56-76min:B为 40 %。流速为I.Oml/ min;检测波长：476nm;柱温：35°C;DAD全波长扫描范围：200~800nm;进样量为10yL。通 过积分面积，以虾青素标准品溶液绘制标准曲线，对虾青素进行定量，进而计算虾青素单体 的回收率。
[0023] 实施例1
[0024] (1)制备含底物有机相
[0025] 以南极磷虾来源虾青素酯为原料，加入质量比为1:2的乙酸乙酯，充分混匀，使虾 青素酯均匀的溶于载体油当中，作为油相。然后向油相中加入2倍体积的乳化剂和助乳化 剂混合物，然后均质，使体系分散均匀，得到含底物的有机相。所用的乳化剂为：吐温80;助 乳化剂为：乙醇；其中乳化剂和助乳化剂的体积比为：1:0. 5。
[0026] (2)制备含酶微乳液
[0027] 将脂肪酶溶于pH7的磷酸盐缓冲液中，得到酶液；向步骤（1)得到的含底物有机相 中加入5倍的酶液，均质，得到含酶微乳液。
[0028] ⑶酶解
[0029] 将步骤（2)制备的含酶微乳液于一定条件下进行酶解反应，反应条件为：酶解条 件为40°C，pH5. 5,酶解时间为12h。
[0030] (4)产物分离
[0031] 酶解完成后，向体系中加入乙酸乙酯，直至破乳，使水解得到油溶性的游离虾青素 从乳化体系中分离出来，收集油相，经减压浓缩，得到天然虾青素产品，经HPLC检测，游离 虾青素单体的回收率为70. 8%。
[0032] 实施例2
[0033] (1)制备含底物有机相
[0034] 以雨生红球藻来源虾青素酯为原料，加入质量比为1:4的丁酸乙酯，充分混匀，使 虾青素酯均匀的溶于载体油当中，作为油相。然后向油相中加入3倍体积的乳化剂和助乳 化剂混合物，然后均质，使体系分散均匀，得到含底物的有机相。所用的乳化剂为：吐温60 ; 助乳化剂为：聚乙二醇400 ;其中乳化剂和助乳化剂的体积比为：1:0. 5。
[0035] (2)制备含酶微乳液
[0036] 将脂肪酶溶于pH7. 5磷酸盐缓冲液中，得到酶液；向步骤（1)得到的含底物有机相 中加入8倍的酶液，均质，得到含酶微乳液。
[0037] (3)酶解
[0038] 将步骤（2)制备的含酶微乳液于一定条件下进行酶解反应，反应条件为：酶解条 件为40°C，pH60,酶解时间为10h。
[0039] (4)产物分离
[0040] 酶解完成后，向体系中加入载体油，直至破乳，使水解得到油溶性的游离虾青素从 乳化体系中分离出来，收集油相，经减压浓缩，得到天然虾青素产品，经HPLC检