[发明专利]一种红法夫酵母胞内虾青素的提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及虾青素的技术领域，尤其涉及红法夫酵母胞内虾青素提取的技术。

背景技术

虾青素（Astaxanthin）是一种非维生素A源类胡萝卜素，具有极强的抗氧化性和着色能力，被广泛运用于食品、医药、饲料、化妆品、保健品等领域。近年来更因为其在诸多疾病（如心脑血管疾病、帕金森综合征等）的预防和治疗中的显著效果而受到极大关注。

虾青素可根据来源分为化学合成虾青素和天然虾青素。化学法合成虾青素工艺成熟，生产成本低，但合成的虾青素生物活性显著较低，且存在一定残留毒性，FDA（美国食品与药物管理局）只批准其在饲料工业中应用，不能应用于药品和食品领域。此外，在欧盟已经开始质疑化学合成虾青素对水产养殖的安全性，并拟就是否允许化学合成虾青素继续在饲料中的应用展开讨论。天然虾青素的生产方法有两种：一是从水产下脚料（虾、蟹的壳等）中提取，该方法存在原料不稳定、虾青素提取率低、提取工艺复杂等缺点；二是微生物（雨生红球藻、法夫酵母等）发酵生产，雨生红球藻细胞中的虾青素含量较高（可达细胞干重的0.2%~2.0%），但是培养周期长（可达15天以上），生物量低（细胞干重一般不超过3g/L），同时藻细胞破壁提取虾青素也比较困难，因此，雨生红球藻生产天然虾青素的效率较低。较之雨生红球藻，利用法夫酵母发酵生产虾青素具有生长速度快、发酵周期短、发酵工艺简单、可进行高密度培养、不需要光照等优点，是一种良好的天然虾青素来源。

目前，国际市场上虾青素的价格约为每千克2500-3000美元，全球每年有超过2亿美元的市场容量，并呈现不断增加的趋势。因此，拓宽天然虾青素的来源，研究一种简便高效的虾青素提取方法，不仅具有重要的研究价值，更具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于为红法夫酵母发酵生产虾青素提供一种简便、高效、适合工业化推广的虾青素提取方法。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种红法夫酵母胞内虾青素的提取方法，其步骤如下：

步骤（1），发酵液浓缩：红法夫酵母的发酵液通过浓缩，得到菌泥；

步骤（2），红法夫酵母菌体破壁：菌体灭活，调节料液pH值，进行高压均质破壁；

采用砂磨机、胶体磨、高压均质机等单一或是复合方法对红法夫酵母菌体破壁；物理方法破壁可避免有机溶剂（如二甲基亚砜）破壁产生的有机溶剂残留，简化有机溶剂去除的工序，节约生产成本，提高经济效益；

步骤（3），菌体破壁后，进行砂磨破乳；

步骤（4），利用无水乙醇/醋酸混合液真空充氮条件下提取，离心除去菌体碎片，得到虾青素粗提液；

虾青素在乙醇溶液中的溶解度比较低，将乙醇和醋酸混合作为提取溶剂可增加虾青素的溶解度；乙醇/醋酸混合液可以改变法夫酵母细胞的通透性，使胞内色素释放到胞外，溶解在有机溶剂体系中；同时，乙醇、醋酸对人、畜无害，作为提取虾青素的有机溶剂，可简化后续虾青素的纯化步骤。此外，乙醇/醋酸混合液的沸点比较低，可通过蒸馏回收再利用，减少工业废水生成，提高原料利用率；

步骤（5），在虾青素粗提液中加入油脂，反萃取，经过恒温震荡混合，离心分层后，收集上层油脂相，得到虾青素的油脂萃取液，下层乙醇-醋酸-水相通过蒸馏回收乙醇和醋酸成分；

虾青素可溶解于乙醇、醋酸等有机溶剂，乙醇和醋酸与水互溶，体系中的乙醇-醋酸-水相较难去除，油脂可以帮助体系分层，形成清晰的两相；同时，将虾青素包埋在油脂当中可以更好地保持虾青素的稳定性。

上述菌种为红法夫酵母Phaffiarhodozyma/Xanthophyllomycesdendrorhous菌种。

所述的步骤（2）中，菌泥升温至68~75℃灭活20~40min。

所述的步骤（2）中，菌体灭活后，添加有机酸调节料液pH值至4.0~6.0，所使用的有机酸为柠檬酸、苹果酸、酒石酸或草酸。

所述的步骤（2）中，高压均质破壁是在80~100MPa压力条件下均质1~2次，避免了传统有机溶剂破壁产生的有机溶剂残留，并简化虾青素提取的纯化步骤。

所述的步骤（4）中，所使用的乙醇/醋酸混合液是按体积比（v:v）乙醇:醋酸=1:1~3混合，法夫酵母菌体质量（g）与乙醇/醋酸混合溶液体积（ml）的比为1:10~15。

所述的步骤（4）中，提取温度60~75℃，真空充氮条件下提取3~4h，提取2～3次，合并提取液即为虾青素粗提液。