[发明专利]超临界CO2萃取雨生红球藻孢子粉有效成分的方法

说明书

技术领域

本发明属于天然生物资源的提取与精制纯化的技术方法，主要是涉及从一种雨生红球藻孢子粉中超临界CO₂流体萃取虾青素的方法。 

背景技术

大量研究表明雨生红球藻对虾青素的积累速率和生产总量较其它绿藻高，雨生红球藻中虾青素的结构以3S-3′S型为主，当前，雨生红球藻被公认为自然界中生产天然虾青素的最好生物，因此，利用这种微藻提取虾青素无疑具有广阔的发展前景，已成为近年来国际上天然虾青素生产的研究热点.雨生红球藻可在强光、高温、营养盐(氮、磷)饥饿、高盐等逆境胁迫件下能够迅速合成并大量积累虾青素，其积累量最高可达藻细胞干质量的4.0％，远远高于从水产品废弃物(虾、蟹等甲壳)中提取和利用红发夫酵母发酵生产虾青素的产量(0.15％～0.4％，)因此被公认是目前自然界中生产天然虾青素最理想的工具。 

天然虾青素(Astaxanthin)是发现于水生动物体内的一种类胡萝卜素，呈艳丽红色，为脂溶性，具有高效抗氧化、抗癌变、增强免疫及着色等功能，目前已被广泛应用于食品、医药、化妆品和饲料等的行业。研究表明，天然虾青素是唯一能通过血脑屏障的一种类胡萝卜素，由于虾青素两端的羟基(-OH)旋光性原因，虾青素具有3S-3′S、3R-3′S、3R-3′R(也称为左旋、消旋、右旋)这3种异构型态，其中人工合成虾青素为3种结构虾青素的混合物 (左旋占25％、右旋占25％，消旋50％左右)，极少抗氧化活性，酵母菌源的虾青素是100％右旋(3R-3′R)，有部分抗氧化活性；上述两种来源虾青素主要用在非食用动物和物资的着色上。只有藻源的虾青素是100％左旋(3S-3′S)结构，具有最强的生物学活性，是迄今为止人类发现自然界最强的抗氧化剂，其抗氧化活性远远超过现有的抗氧化剂。其清除自由基的能力是：天然VE的1000倍，天然β-胡萝卜素的10倍，葡萄籽的17倍，黄体素的200倍，OPC的150倍，Q10的60倍，多酚的200倍，硫辛酸的75倍，茄红素的7倍。超强的抗氧化活性赋予了天然虾青素突出的生理功能，如提高动物免疫力、抑制肿瘤、清除自由基和活性氧等。天然虾青素具有广泛的应用价值，天然藻源的虾青素及其提取物在欧美、日本、东南亚等发达国家已经得到广泛应用，在药品、化妆品和高级营养保健品等领域具有极大的应用潜力。如在医药领域有望在他汀类和抗血小板药之后掀起第三次预防性药物的浪潮。在化妆品领域，全球差不多一线的化妆品品牌均添加了天然虾青素作为其超强抗氧化剂的成分，包括雅诗兰黛、欧莱雅的DermaE，尤其是日本的品牌高丝(KOSE)、芳凯(FancL)、及曼秀雷登等推出了专门的虾青素系列保湿霜、抗皱眼霜、面膜、口红等，保健品领域，全球的保健品企业也推出了大约200多款虾青素软、硬胶囊、口服液的保健食品。尤其是在日本这个寿命最长的国家最为受到欢迎，近3年来虾青素成为日本最火爆的健康食品。 

由于雨生红球藻的厚壁细胞细胞壁不但阻碍提取溶剂向细胞内渗透，也影响虾青素溶液的扩散。因此在提取前必须先对雨生红球藻孢子进行破壁处理，以破坏雨生红球藻孢子的细胞结构，从而提高虾青素的提取率。目前，利用雨生红球藻孢子粉提取天然虾青素的技术在国内外已取得一定的进展， 文献报道的传统提取方法有溶剂法、超声法、微波法、超高压法、液相色谱法、酶法、这些方法由于虾青素对光、热及有剂溶剂等得不稳定性，存在溶剂残留、环境污染、工艺复杂等局限性，很难实现产业化。 

近年来利用超临界CO₂流体萃取法萃取天然虾青素的研究相继报道，认为高压高温低流量有利于天然虾青素的提取，如申请号200910102291.4，一种从雨生红球藻中提取虾青素的方法；申请号：201010548303.9一种雨生红球藻提取物的制备方法等，这些报道虽然对虾青素的萃取过程作了些研究，但相关研究基本停留在单因子研究上，没有综合考虑各因素之间的相关性，而且对影响其萃取效率的雨生红球藻孢子粉前期处理及影响其成品的品质后其纯化过程没有作深入研究。雨生红球藻在一定逆境条件下，大量合成并积累虾青素过程中造成其细胞壁较厚且存在胶质，加大了虾青素的提取难度，同时藻类中的虾青素大部分以酯类形式存在，其实，从藻类中提取得虾青素其纯度较差，该提取物不是真正的虾青素，是一种虾青素酯类混合物，通常虾青素的转化率只能达到80％左右；且现有技术中超临界CO2萃取技术萃取的虾青素萃取率较低，通常只能在7％左右。 

发明内容