[发明专利]一种可循环利用的双水相从雨生红球藻中提取虾青素的方法

说明书

本发明涉及一种可循环利用的双水相从雨生红球藻中提取虾青素的方法，主要通过雨生红球藻的破碎、离子液体/表面活性剂双水相体系萃取和有机试剂反萃取制得虾青素。本发明通过采用绿色环保可循环使用的离子液体/表面活性剂双水相体系萃取和有机试剂反萃取制得虾青素，避免了传统提取技术活性低、收率低等弊端，提取工艺简单、成本低、反应条件温和，适用于间歇性和规模化生产加工高活性、高收率的虾青素成品。本发明制得的虾青素中包含游离虾青素和少量表面活性剂Triton X‑100，两者的结合起协同作用使得虾青素具有较高的抗氧化能力和稳定性，有利于天然虾青素的商品化。

技术领域

本发明涉及藻类功能成分提取领域，尤其涉及一种可循环利用的双水相从雨生红球藻中提取虾青素的方法。

背景技术

虾青素分子式为C₄₀H₅₂O₄，化学名称为3,3’-二羟基-4,4’-二酮基-β,β’-胡萝卜素，末端环上具有羰基和羟基，使其有着较为活泼的电子效应，即可向自由基提供电子或者吸引自由基，最终能够清除掉自由基，因此它有很高的抗氧化活性，被称为“超级抗氧化剂”。初始阶段，虾青素仅作为水产养殖动物(虾蟹、虹鳟鱼类等)的着色剂及添加剂。最近，世界范围内对天然虾青素在人体健康应用方面的研究和需求(即虾青素作为人类保健品及药物)都出现了爆炸式增长。日本的临床医生甚至使用从微藻雨生红球藻中提取的虾青素，作为对常规药物耐受或者由于严重症状而不能服用其他药物的患者的附加补充剂。虾青素也成为化妆品等行业的研究热点，甚至可用于太阳能电池的天然光敏剂。

目前，天然虾青素的提取分离，主要是以雨生红球藻为最佳来源。由于雨生红球藻的厚壁孢子具有坚韧的细胞壁，若直接利用将导致其生物有效利用率降低，因而在虾青素提取前必须先进行孢子态细胞的破壁处理。采用机械破碎、冻融、研磨、酶处理、碱处理、酸处理等前处理方法均可对雨生红球藻进行预处理。从雨生红球藻中提取天然虾青素可运用有机溶剂提取法、微波法、超高压法、酶法、超临界CO₂流体萃取法、负压空化法、超声波法、低温研磨萃取法以及碱提法等。总的来说，虾青素的提取率与破壁方法、提取方法密切相关。因此，选择合适的破壁方法和成本低、操作简单且提取率高的提取方法对天然虾青素的产业化生产至关重要。

离子液体是在室温或接近室温下以液体状态存在的有机熔融盐，是近年来迅速发展的一种可代替传统的有毒、挥发性有机溶剂的绿色溶剂，可用于开发更环保的生物分离工艺流程。离子液体/表面活性剂双水相体系结合离子液体和表面活性剂双水相体系的优点，不但具有萃取条件温和、可用于生物分子的分离和分析，选择性好、表面活性剂用量小、离子液体可循环利用等优点，同时在保持生物物质的活性及构象等方面有明显的技术优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可循环利用的双水相从雨生红球藻中提取虾青素的方法，以解决现有虾青素生产时分离纯化工艺的不足，价格昂贵，活性、纯度和稳定性都非常低等问题。

为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：

一种可循环利用的双水相从雨生红球藻中提取虾青素的方法，主要包括以下步骤：

(1)将雨生红球藻藻粉溶于水中，用超声波组织破碎仪在冰浴环境中超声波破碎，然后低温离心，得到含虾青素的上清液于-4℃条件下避光保存；将上述步骤重复多次；

(2)将步骤(1)所得上清液、表面活性剂Triton X-100、SDS(十二烷基硫酸钠)、90％的[Emim]Cl(氯化1-乙基-3-甲基咪唑，主要相组成成分)溶液、超纯水一起配制成离子液体/表面活性剂双水相体系，混匀，静置待完全分相后，分别取出上下相；测定上相和下相在478nm处的吸光度值；

(3)将步骤(2)所得下相与体积比为1：1的乙酸乙酯：乙醇混合溶剂等体积混合，将虾青素从下相中反萃出来，将得到的样品旋转蒸发掉全部有机溶剂后，得到虾青素。