[发明专利]基于红法夫酵母制备虾青素精油的方法

说明书

本发明涉及虾青素技术领域，具体涉及到基于红法夫酵母制备虾青素精油的方法。本申请的基于红法夫酵母制备虾青素精油的方法，利用食品级试剂(食品乙醇，食品乳酸)通过物料前处理、酸法破壁、收集红法夫酵母菌体、提取红法夫酵母中虾青素、浓缩虾青素提取液、粗制虾青素精油、精制虾青素精油、获取虾青素精油成品并进行保存，使红发夫酵母中部分磷脂溶于油脂并增加虾青素在油脂中的溶解度，在不添加额外辅料的情况下使精油中虾青素的含量从300mg/L提升至1200mg/L，从而获得高品质的虾青素精油。本发明的工艺简单、成本低廉，使用较低比例的乙醇和乳酸，即可获得高收率的虾青素精油。

技术领域

本发明涉及虾青素技术领域，具体涉及到基于红法夫酵母制备虾青素精油的方法。

背景技术

虾青素(astaxanthin)，又名虾黄质、龙虾壳色素，是海洋生物体内主要的类胡萝卜素之一，其系统名称为3，3′-二羟基-4，4′-二酮基-β，β′-胡萝卜素(3，3′-dihydroxy-β，β′-carotene-4，4′-dione)，分子式为C₄₀H₅₂O₄,相对分子量为596.86，虾青素全反式异构体的分子结构如下所示：

该分子结构中的碳骨架由中央多聚烯链和位于两侧的芳香环组成，同时在每个芳香环上各有一个羟基(－OH)及一个酮基(＝O)。因此，虾青素除有一般的类胡萝卜素的化学性质外，还具有特殊的抗氧化活性。

近年来人们对虾青素的抗氧化活性进行了广泛的研究。在体外实验发现它有淬灭单线态氧的能力，同时能有效清除氧自由基。体外细胞实验研究了几种类胡萝卜素淬灭单线态氧的效果，结果发现虾青素淬灭效果最佳，而β-胡萝卜素最差。虾青素清除过氧化氢的能力强于玉米黄素、角黄素及β-胡萝卜素。天然虾青素比角黄素、β-胡萝卜和玉米黄素更有效地防止不饱和脂肪酸的脂质过氧化。因此经研究发现虾青素类似维生素E(VE)，为脂溶性抗氧化剂，但其抗氧化活性高于VE，也高于β-胡萝卜、玉米黄素、叶黄素(lutein)和角黄素等类胡萝卜素。

目前，虾青素主要通过以下四种途径获得：(1)化学合成；(2)从甲壳类水产品废弃物中提取；(3)从藻类中提取；(4)利用微生物(如雨生红球藻和红发夫酵母等)发酵生产。由于虾青素分子结构复杂，合成困难，所以化学合成生产的虾青素价格比较昂贵；而从甲壳类水产品废弃物中提取的方法，也面临着原材料来源和收集困难、供应不稳定的问题。因此，目前国内外的研究重点都放在了利用微生物来生产获取虾青素的途径上。

研究发现虾青素在野生红发夫酵母所具有的十几种类胡萝卜素中占的比例最大，达到了40％-95％，因此，红发夫酵母被认为是工业化发酵生产虾青素的优良的潜在菌株。

目前利用红法夫酵母提取虾青素的方法有如：专利公开号CN103553994A利用三氯甲烷富集乙醇中的虾青素；专利公布号CN109965279A含≤250ppm的二氯甲烷且含≤500ppm的甲醇，但是甲醇，二氯甲烷与三氯甲烷对人体有毒有害，产品用于食品添加有安全隐患。专利公开号CN102340998B将油脂加入研磨的虾青素颗粒再加热，使虾青素完全溶解于油脂，工艺繁复设备要求高。

而且红法夫酵母属于单细胞真核微生物，其细胞壁厚度约为0.1～0.3μm。酵母细胞壁的主要构成为：葡聚糖(35％～45％)、甘露聚糖(40％～45％)、蛋白质(5％～10％)、几丁质(1％～2％)、脂类(3％～8％)和无机盐(1％～3％)。因此，红法夫酵母的细胞壁异常坚硬，不利于胞内虾青素的提取，给红法夫酵母虾青素的研究、开发及利用带来了不便。

但目前红法夫酵母细胞破壁的方法主要有：酸热法破壁、碱法破壁、酶法破壁和有机溶剂破壁。研究发现，酸热法破壁效果较好，碱法破壁次之，虽然二甲基亚砜法破壁所得的提取液中虾青素浓度最高，但仅限于小规模检测使用，而虾青素在碱性条件下容易发生不可逆地酯化反应，虽然提取液中总类胡萝卜素的浓度很高，但该碱法破壁已逐渐被淘汰。