[發明專利]一種從微生物菌體中提取制備類胡蘿卜素的方法

有效

• 申請號: 201210180281.4
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN102732049A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 余龍江;王紅波;魯明波;何謐;何峰
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;湖北廣濟藥業股份有限公司;湖北普信工業微生物應用技術開發有限公司
• 主分類號: C09B61/00
• 分類號: C09B61/00;C07C403/24;C07C403/02;C07C11/21;C07C7/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明屬于生物工程和生物分離工程領域，具體涉及一種從微生物菌體中提取制備類胡蘿卜素的方法。該方法尤其適用于從三孢布拉霉和紅發夫酵母中大量提取制備類胡蘿卜素。

背景技術

β-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素、番茄紅素、蝦青素是微生物中四種主要的類胡蘿卜素。β-胡蘿卜素、番茄紅素、蝦青素是市場價值非常高的親脂化合物。在食品工業中是天然的色素，在化妝品工業中是抗衰老的抗氧化劑，在制藥工業中是抗癌的藥物。食品、化妝品、醫藥行業對這些類胡蘿卜素的需求也日益增加，市場前景良好。目前，番茄紅素主要從番茄中提取，β-胡蘿卜素主要從鹽藻中提取，原料的供應不足成為生產上的最大瓶頸。發酵法在生產時間、地域選擇、原料供應方面靈活性很高，是生產類胡蘿卜素的理想方法。

三孢布拉霉是目前工業化生產β-胡蘿卜素和番茄紅素的主要微生物，紅發夫酵母是發酵生產蝦青素的主要微生物。類胡蘿卜素是細胞內產物。因此，類胡蘿卜素的提取包括細胞的破碎、脫水干燥、有機溶劑提取及濃縮回收等步驟。如專利申請200910135676.0“從三孢布拉霉菌發酵液中制備β-胡蘿卜素的方法”中運用了真空干燥使菌絲體脫水，研磨粉碎干菌絲體，二氯甲烷提取。專利申請200910158159.5“由三孢布拉霉菌發酵生產的天然β-胡蘿卜素或番茄紅素發酵液的樣品處理方法”中運用超聲破碎、無水乙醇脫水、乙酸乙酯提取。這些提取方法都需要脫水干燥和菌體粉碎工序，工藝流程長、單次提取收率低且用時長、有機溶媒用量大，能耗和其他成本高，工業化應用受到限制。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種從微生物菌體中提取制備類胡蘿卜素的方法。該方法省去傳統提取工藝中的脫水干燥和菌體粉碎工序，工藝流程短，單次提取收率高且用時短，有機溶媒用量減少，能耗和其他成本顯著降低，整個提取制備過程簡單，質量可控，適合于工業化生產應用。

本發明提供的一種從微生物菌體中提取制備類胡蘿卜素的方法，包括以下步驟：

（1）微生物菌體發酵結束后，發酵液與菌體分離，得到濕菌體；

（2）濕菌體通過物流管道導入爆破罐中，采用蒸汽爆破方法破壁，使濕菌體細胞破碎；

（3）將細胞破碎后的濕菌體脫水，得到菌體碎片形成的濾餅；

（4）將濾餅加入到有機溶媒中，每千克濾餅需要有機溶媒10～25升，30～55℃攪拌浸提20～50分鐘，過濾，得到含類胡蘿卜素油脂的有機溶媒提取液；

（5）提取液在40～60℃、真空度0.01～0.1MPa條件下真空濃縮，回收有機溶媒，得到含類胡蘿卜素的油脂。

作為上述技術方案的改進，步驟（1）中發酵液與菌體分離的方法是靜置沉淀、板框過濾或離心。

作為上述技術方案的改進，步驟（2）中所述蒸汽爆破方法是菌體用0.1～0.8MPa蒸汽加熱至飽和蒸汽壓0.1～0.5MPa爆破。

作為上述技術方案的進一步改進，步驟（3）中脫水的方法是真空抽濾、板框過濾或離心，得到菌體碎片形成的濾餅。

作為上述技術方案的更進一步改進，步驟（4）中有機溶媒是丙酮或乙醇丙酮混合液，乙醇丙酮混合液中乙醇體積百分比含量可以為0至50％之間。

所述微生物菌體尤其適用于三孢布拉霉和紅發夫酵母。

本發明提供的一種從微生物菌體中大量提取制備類胡蘿卜素的方法，與現有技術相比，有以下優點：

本發明的方法省去傳統提取工藝中的脫水干燥和菌體粉碎工序，工藝流程短，單次提取收率高且用時短，有機溶媒用量減少，能耗和其他成本顯著降低。整個提取制備過程簡單、質量可控，適合于工業化生產應用。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1

三孢布拉霉發酵結束后，靜置沉淀，棄上清液，得到濕菌體。濕菌體通過物流管道導入爆破罐中，用0.3MPa蒸汽加熱至飽和蒸汽壓0.1MPa蒸汽爆破，離心得到菌體濾餅，取200g菌體濾餅，用5L丙酮，50℃攪拌浸提30分鐘，過濾得到澄清的提取液，在50℃及真空度0.01MPa條件下真空濃縮，回收丙酮，得到含β-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素、番茄紅素的類胡蘿卜素油脂。β-胡蘿卜素的回收率達到90%，γ-胡蘿卜素的回收率達到93%，番茄紅素的回收率達到92%。

實施例2