[發(fā)明專利]從佐夫色綠藻中提取角黃素的工藝及優(yōu)化方法

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• 申請日: 2022-11-15
• 公開（公告）號: CN115894321A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王立巖;徐穎;楊丹;邱煒嘉;胡章立
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學
• 主分類號: C07C403/24
• 分類號: C07C403/24;G16B5/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 廖慧敏

本發(fā)明公開了從佐夫色綠藻中提取角黃素的工藝及優(yōu)化方法。包括：首先篩選出對佐夫色綠藻中角黃素提取效率最高的天然低共熔溶劑；在部分因子設(shè)計試驗的基礎(chǔ)上尋找出影響提取效率的主效應因子，并應用于中心復合設(shè)計試驗，獲得不同參數(shù)條件下角黃素的提取效率；最后結(jié)合響應面模型進行提取工藝參數(shù)優(yōu)化，并進行試驗驗證。本發(fā)明采用的天然低共熔溶劑較傳統(tǒng)有機溶劑更綠色安全、高效、經(jīng)濟、環(huán)保，應用的優(yōu)化提取手段大大節(jié)約了時間成本，為工業(yè)大生產(chǎn)提供了高價值的參考意義，該法可用于佐夫色綠藻中角黃素的提取，同時為其他食品、植物等的提取提供新的見解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物提取領(lǐng)域，具體涉及從佐夫色綠藻中提取角黃素的工藝及優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

佐夫色綠藻(Chromochloris?zofingiensis)是一種重要的淡水綠藻，因其生長速度較快、生物密度大、可以量化的投入大生產(chǎn)等特點受到廣泛關(guān)注。研究表明富含佐夫色綠藻富含類胡蘿卜素類化合物，其中角黃素的含量最高。角黃素是一種極具潛力的色素和抗氧化劑，其淬滅活性氧和清除自由基能力僅次于蝦青素角黃素，是β-胡蘿卜素的近兩倍，是維生素的五十倍，又稱作超級維生素。角黃素同樣具有保護皮膚健康及骨骼健康、提高免疫力、抗癌等重要的生理作用。

目前，已報道的從微藻中提取類胡蘿卜素的方法主要有索氏提取法、有機溶劑提取、酶輔助提取、微波輔助萃取等。由于佐夫色綠藻具有致密且堅硬的三層細胞壁結(jié)構(gòu)導致了高價值的角黃素難以從細胞中釋放，增加了提取難度。S.A.Choi等人利用強酸(HCl)結(jié)合丙酮提取可以有效破壞微藻細胞壁，使類胡蘿卜素提取效率高達到85％以上。但是使用大量的強酸和有機溶劑會嚴重污染環(huán)境且容易破壞色素結(jié)構(gòu)。

為了進一步克服這些缺陷，研究者尋找到了一種被稱為離子液體(IL)的新型綠色溶劑，能夠?qū)τ晟t球藻、球等鞭金藻、富油新綠藻等微藻進行十分有效的破壁提取。在2011年Choi等人進一步提出了天然低共熔溶劑(NADESs)的概念，即用一些植物來源的初級代謝產(chǎn)物形成類似離子液體的低溫共融狀態(tài)。該溶劑相比之下更為綠色、環(huán)保，制備方法更簡單、產(chǎn)品純度高，制備過程無三廢，彌補了離子液體毒性大、制備繁瑣、提純困難等諸多不足。大量研究表明NADESs對食品、植物中的多酚、黃酮等成分均具有較好的提取效果。前期有研究者分別利用不同種的NADESs成功從雨生紅球藻和蝦殼中高效提取出了蝦青素。另一方面，研究證實超聲的空化作用、機械效應、熱效應能有效破壞細胞壁，利于成分的快速釋放與溶解，能夠很好的彌補NADESs黏度相對較大、提取過程中目標成分擴散慢的不足。但現(xiàn)有公開的提取方法針對佐夫色綠藻中角黃素的提取效果依然存在并不理想的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決第一個技術(shù)問題在于，克服在現(xiàn)有的微藻破壁提取過程中存在的有機試劑環(huán)境污染嚴重，提取手段能量消耗大，提取效果并不理想等方面的缺陷，采用超聲波輔助NADES技術(shù)篩選出提取佐夫色綠藻中角黃素的最佳NADES配方。從而提供一種安全綠色、提取效率更高的利用天然低共熔溶劑從佐夫色綠藻中提取角黃素的方法。

本發(fā)明要解決第二個技術(shù)問題在于，現(xiàn)有技術(shù)中對于天然低共熔溶劑的提取參數(shù)篩選需要進行大量的實驗，導致工藝條件篩選耗時長且浪費實驗耗材的問題；本發(fā)明利用部分因子設(shè)計分析和響應曲面分析優(yōu)化出最佳的提取條件，為佐夫色綠藻的綠色環(huán)保破壁提取工藝新技術(shù)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。進而提供一種可以預測最佳工藝條件的方法，以達到無需大量實驗也能獲取最佳工藝條件的優(yōu)化天然低共熔溶劑從佐夫色綠藻中提取角黃素工藝條件的方法。

優(yōu)化天然低共熔溶劑提取角黃素的工藝條件的方法，包括：

利用天然低共熔溶劑從佐夫色綠藻中提取角黃素，選擇提取效率最優(yōu)的天然低共熔溶劑種類；

以效率最優(yōu)的天然低共熔溶劑的摩爾比A、佐夫色綠藻與天然低共熔溶劑的固液比B、超聲時間C、超聲溫度D為考察因素進行部分因子設(shè)計實驗，獲得不同參數(shù)下角黃素提取效率Y1；

所述選擇提取效率最優(yōu)的天然低共熔溶劑種類由辛酸和癸酸組成。