[發(fā)明專利]從雨生紅球藻中提取總蝦青素的固相萃取方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210106234.5
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN102659652A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建剛;秦寶富;曹斌云;廖光紅;鄭立飛
• 申請（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號: C07C403/24
• 分類號: C07C403/24;C09B61/00
• 代理公司: 北京五月天專利商標(biāo)代理有限公司 11294
• 代理人: 梁慶豐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種蝦青素的固相萃取方法，具體涉及一種從雨生紅球藻中提取蝦青素的固相萃取方法。屬于分離富集化學(xué)的固相萃取工藝技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

蝦青素（Astanxantin）是一種具有鄰羥基酮結(jié)構(gòu)的類胡蘿卜素，其化學(xué)名稱為3,3-二羥基-4，4-二酮基-β,?β′-胡蘿卜素，分子式為C₄₀H₅₂O₄，相對分子量為596.86，純蝦青素是暗紅棕色晶體，熔點(diǎn)224℃，不溶于水，能溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑。

蝦青素具有超強(qiáng)的抗氧化性和清除自由基的能力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過β-胡蘿卜素（約為10倍）、維生素E（約為550倍），被譽(yù)為“超級維生素E”和“健康軟黃金”。臨床及動物學(xué)實(shí)驗(yàn)表明蝦青素具有良好的抗炎、抗腫瘤、抗衰老、保護(hù)皮膚、增強(qiáng)機(jī)體免疫、預(yù)防心血管疾病、維護(hù)眼睛健康、提高動物的繁殖力等多方面重要的生物學(xué)功能。

除此之外，蝦青素還具有顯著的著色性能，目前主要作為水產(chǎn)品、禽蛋、觀賞動物養(yǎng)殖和畜牧產(chǎn)品的著色劑。因此蝦青素在食品、醫(yī)藥、化妝品、保健品和飼料等行業(yè)具有非常大的應(yīng)用潛力，市場前景廣闊。全球蝦青素產(chǎn)量每年不超過4噸，國際市場天然蝦青素的價格在3500美元/公斤以上（NatuRose?(astaxanthin)?powder）。

我國天然蝦青素的生產(chǎn)目前還處于初級階段，大量工作主要集中在實(shí)驗(yàn)室研究水平。國內(nèi)蝦青素粉（蝦青素含量為2～3%）的市場價格為3500元/公斤。因此蝦青素的生產(chǎn)具有很大的市場潛力。

商品蝦青素的生產(chǎn)主要有兩種途徑，一是人工化學(xué)合成，二是生物提取。

目前，化學(xué)合成蝦青素在市場上還占據(jù)著主導(dǎo)地位，主要供應(yīng)商有Roche及BASF等公司。但是，采用人工化學(xué)合成方法生產(chǎn)蝦青素必須面對生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，另外其產(chǎn)品中還含有不能被人體和動物體所利用的非天然異構(gòu)體。隨著科技的發(fā)展、人們生活水平的提高和環(huán)保意識的增強(qiáng)，化學(xué)合成蝦青素在食品、飼料、醫(yī)藥品及化妝品上的應(yīng)用受到很大的限制，例如美國食品與藥物管理局(FDA)僅批準(zhǔn)反式結(jié)構(gòu)的蝦青素用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的添加劑，不允許任何化學(xué)合成產(chǎn)品進(jìn)入保健食品市場。因此，從含蝦青素的生物原料中提取天然蝦青素已經(jīng)引起國內(nèi)外商家的高度關(guān)注。

蝦青素在生物界分布較為廣泛，特別是水產(chǎn)動物如蝦、蟹和魚等，以及鳥類的羽毛中，作為生產(chǎn)原料，人們多采用甲殼動物的殼，酵母菌、藻類和蝦青素生產(chǎn)菌。雨生紅球藻中蝦青素的含量可高達(dá)細(xì)胞干重的2.0-3.0％，被看作是天然蝦青素的“濃縮品”，?其所含的蝦青素?zé)o論從含量、結(jié)構(gòu)、生物可利用性，還是從游離蝦青素所占的比例上講，都具有很強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，被公認(rèn)為是自然界中蝦青素的最佳來源。在蝦青素含量較高的生物體中，如雨生紅球藻、紅發(fā)夫酵母、短桿菌等，蝦青素大多數(shù)是以酯類形式存在，如雨生紅球藻中就含有70%的單酯和25%的雙酯形式的蝦青素。

蝦青素提取的研究主要涉及破孢、粗提、純化、皂化和結(jié)晶等五階段。目前報(bào)道較多的破孢法有：勻漿法（以水為介質(zhì)，破壁22min）、凍融溫差法（水介質(zhì)中，-?70℃，處理2次，每次12h）、超聲波法（功率400W，超聲處理300次，每次5?s）和微波法等，另外還有資料報(bào)導(dǎo)采用直接研磨法、液氮低溫研磨法、負(fù)壓空化法和高壓均質(zhì)法等。不同的方法，提取率存在一定差異，以直接研磨法最好，但太過耗時，不利于工業(yè)化生產(chǎn)，而負(fù)壓空化法明顯優(yōu)于其它方法。

目前，國內(nèi)蝦青素提取的研究主要集中在粗提工藝的探索，已報(bào)導(dǎo)的方法有堿解法、酸提法和溶劑萃取法等。通常是采用各種非極性或弱極性的溶劑，如植物油，有機(jī)溶劑，超臨界流體等方法進(jìn)行萃取，其工藝簡單、無需特殊設(shè)備，但存在浸提時間長、提取的純度和效率低，而且有機(jī)溶劑的殘留問題影響了其在食品和藥品等對安全性要求較高領(lǐng)域的應(yīng)用。

油溶法提取蝦青素所用的油脂主要為可食用油脂類，最常見的是大豆油，也可用魚油。油溶法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品安全，提取效率高，而其缺點(diǎn)是提取物不易與高沸點(diǎn)的油分離，產(chǎn)品濃度不高，應(yīng)用范圍受到限制。若要進(jìn)一步純化，需要采用層析或分子蒸餾等方法。

低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑是一類提取蝦青素的有效溶劑。由于選擇的萃取劑沸點(diǎn)低，故可借助蒸餾技術(shù)將溶劑回收而循環(huán)利用，并可得到濃度較大的蝦青素油。常見的溶劑有丙酮、乙醇、氯仿、二氯甲烷等，可單獨(dú)使用也可將不同的溶劑按一定比例混合使用。