一種從小球藻中提取葉黃素的方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種從小球藻中提取葉黃素的方法。該方法包括下述步驟：以乙醇或乙醇水溶液為提取劑，采用超聲波法提取小球藻藻粉中的游離葉黃素及其酯，然后加入氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液進(jìn)行皂化反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入二氯甲烷或三氯甲烷進(jìn)行萃取、離心、蒸餾水水洗后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，得到葉黃素。用甲醇溶解后，通過(guò)紫外分光光度儀及HPLC對(duì)葉黃素進(jìn)行檢測(cè)，葉黃素提取量可達(dá)到3.02mg/g(小球藻干重)。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從小球藻中快速、高效提取葉黃素，為小球藻產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)葉黃素提供了技術(shù)支持。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及。
技術(shù)介紹
葉黃素(lutein)屬含氧的四萜類(lèi)類(lèi)胡蘿卜素，是人體眼睛黃斑區(qū)和血液中的主要類(lèi)胡蘿卜素，具有吸收有害藍(lán)色光保護(hù)視力及強(qiáng)的抗氧化活性，已經(jīng)被運(yùn)用到護(hù)眼功能飲料、化妝品、食品添加劑、醫(yī)藥、飼料等領(lǐng)域。利用微藻提取葉黃素是近年國(guó)際上開(kāi)發(fā)的代替萬(wàn)壽菊花為提取源的新方法，微藻生產(chǎn)葉黃素具有以萬(wàn)壽菊花等植物為材料來(lái)源不可比擬的優(yōu)勢(shì)快速異養(yǎng)代謝、培養(yǎng)時(shí)間短、能夠在生物反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)高密度培養(yǎng)，不受氣候、季節(jié)和區(qū)域的限制。國(guó)內(nèi)外主要利用光生物反應(yīng)器和發(fā)酵兩種方式進(jìn)行自養(yǎng)型及異養(yǎng)型微藻的生產(chǎn)。葉黃素的提取方法有有機(jī)溶劑浸提法、微波提取、膜分離、高速逆流色譜、雙水相等方法，實(shí)際應(yīng)用中以有機(jī)溶劑浸提為主。葉黃素提取相關(guān)技術(shù)的專(zhuān)利主要以萬(wàn)壽菊為原料，微藻具有與植物不同的生理及結(jié)構(gòu)特征，以微藻為原料的專(zhuān)利有CN1865242A以小球藻為材料，提取溶劑為甲醇與正己烷混合溶劑，通過(guò)細(xì)胞破碎儀及正己烷進(jìn)行提取；專(zhuān)利CN101130513A以小球藻為材料，提取溶劑為乙醇與正己烷混合溶劑，皂化劑為NaOH，通過(guò)低溫離心分離葉黃素。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供。本專(zhuān)利技術(shù)所提供的從小球藻中提取葉黃素的方法，包括下述步驟以乙醇或乙醇水溶液為提取劑，采用超聲波法提取小球藻藻粉中的游離葉黃素及其酯，然后加入氫氧化鉀水溶液或氫氧化鈉水溶液進(jìn)行皂化反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入二氯甲烷或三氯甲烷進(jìn)行萃取，通過(guò)低壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收二氯甲烷或三氯甲烷，得到葉黃素粗提物。其中，所述乙醇水溶液具體可為質(zhì)量濃度為80% — 100%的乙醇水溶液。所述超聲波法中，超聲波功率可為200-300W，優(yōu)選210-240W ;超聲波提取時(shí)間可為30-60min ;超聲波提取溫度可為10_50°C，優(yōu)選20_40°C，進(jìn)一步優(yōu)選30_40°C。所述皂化反應(yīng)中，所述氫氧化鉀水溶液或氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量濃度10% -20%；所述皂化反應(yīng)的溫度為可為10-50°C，優(yōu)選20-40°C，進(jìn)一步優(yōu)選30-40°C ;皂化反應(yīng)的時(shí)間為10-20min。所述皂化反應(yīng)在超聲波輔助下進(jìn)行，超聲波功率為200-300W。所述小球藻藻粉與所述提取劑的配比可為Ig (30-80)mL。所述小球藻藻粉與所述氫氧化鉀水溶液的配比可為Ig : (10-30)mL。所述萃取的方法是向所述反應(yīng)體系中加入二氯甲烷或三氯甲烷混合均勻，然后在4°C 一 8°C以4000g-8000g的轉(zhuǎn)速離心5_10min，收集下相黃色液體，即為所述葉黃素的二氯甲烷或三氯甲烷萃取液。所述方法還包括對(duì)葉黃素的二氯甲烷或三氯甲烷萃取液進(jìn)行水洗、低壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收二氯甲烷或三氯甲烷，得到葉黃素的步驟。通過(guò)條件優(yōu)化，從小球藻中提取葉黃素的最優(yōu)方法為以乙醇為提取劑，采用超聲波法提取藻粉中的游離葉黃素及其酯，其中，超聲波功率為240W，超聲波提取時(shí)間為30min，提取溫度為40°C，藻粉與乙醇的配比為Ig 50mL ;然后加入質(zhì)量濃度為20%氫氧化鉀水溶液(藻粉與氫氧化鉀水溶液的配比為Ig 30mL)在40°C、240W超聲波輔助下進(jìn)行皂化反應(yīng)IOmin ;反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入藻粉與二氯甲烷配比大于Ig 150mL的二氯甲烷進(jìn)行萃取，4°C、5000g離心5min，蒸餾水洗二氯甲烷相，低壓旋轉(zhuǎn)蒸干提取物，得到葉黃素。本專(zhuān)利技術(shù)中所用的原料藻粉是按照下述方法制備得到的將可用于葉黃素提取的小球藻藻泥進(jìn)行冷凍干燥得到藻粉。本專(zhuān)利技術(shù)以乙醇為溶劑，利用超聲波法進(jìn)行小球藻葉黃素及其酯類(lèi)的提取，以20%KOH為皂化劑將葉黃素酯類(lèi)轉(zhuǎn)化為游離葉黃素，以二氯甲烷萃取游離葉黃素，達(dá)到與葉綠素等水溶性物質(zhì)分離，采用低溫旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑獲得葉黃素。用甲醇溶解后，通過(guò)紫外分光光度儀及HPLC對(duì)葉黃素進(jìn)行檢測(cè)，葉黃素提取量可達(dá)到3. 02mg/g (干重)。本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從小球藻中快速、高效提取葉黃素，為小球藻產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)葉黃素提供了技術(shù)支持。附圖說(shuō)明圖I為實(shí)施例I對(duì)提取溶劑(a)、皂化劑(b)、萃取溶劑(C)的篩選柱形圖，橫坐標(biāo)分別為溶劑種類(lèi)，皂化劑及皂化先后順序，縱坐標(biāo)為提取的總類(lèi)胡蘿卜素在444nm的紫外吸收值。圖2為實(shí)施例2對(duì)超聲波功率(a)、皂化時(shí)間(b)、提取及皂化溫度(C)、提取溶劑乙醇的濃度(d)提取的單因子優(yōu)化圖。圖3為實(shí)施例3采用四因子三水平正交優(yōu)化對(duì)小球藻葉黃素的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化的效應(yīng)曲線圖。圖4為實(shí)施例4從小球藻藻粉中對(duì)提取的葉黃素與標(biāo)準(zhǔn)品葉黃素HPLC對(duì)比圖。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的方法進(jìn)行說(shuō)明，但本專(zhuān)利技術(shù)并不局限于此。下述實(shí)施例中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得。下述實(shí)施例中所用藻種為購(gòu)買(mǎi)自天津豐年水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司的海水小球藻(Chlorella sp.)藻泥。藻泥冷凍干燥得到小球藻藻粉。實(shí)施例I、從小球藻中提取葉黃素的工藝優(yōu)化I、提取溶劑的篩選準(zhǔn)確稱(chēng)取O. Ig海水小球藻(Chlorella sp.)藻粉置于50mL離心管,加入5mL待篩選提取溶劑進(jìn)行超聲波(210W)提取30min，室溫20_30°C ;然后加入5mL，20% NaOH皂化IOmin ;再加入三氯甲烷進(jìn)行萃取，離心，收集萃取液，濃縮至干，提取物用甲醇5mL定容檢測(cè)含量。上述待篩選的提取劑分別是甲醇、乙醇、丙酮、正己烷、乙酸乙酯、石油醚(沸程60_90°C)、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇/三氯甲烷的混合溶劑(3 I, v/v)采用紫外分光光度儀對(duì)濃縮液中總類(lèi)胡蘿卜素含量進(jìn)行檢測(cè)，400-500nm波長(zhǎng)掃描，比較最大吸收峰444nm處吸光度值。結(jié)果見(jiàn)圖la。由圖可知，以乙醇作為提取劑時(shí),提 取的葉黃素濃度最聞。2、提取與皂化順序的篩選及皂化劑的篩選準(zhǔn)確稱(chēng)取O. Ig海水小球藻(Chlorella sp.)藻粉置于50mL離心管，加入5mL乙醇進(jìn)行超聲波(210W)提取30min，室溫20_30°C ;然后加入5mL質(zhì)量濃度20% NaOH水溶液(或質(zhì)量濃度20% KOH水溶液)皂化IOmin ;再加入三氯甲烷進(jìn)行萃取，離心，收集萃取液，濃縮至干，提取物用甲醇5mL定容檢測(cè)含量。準(zhǔn)確稱(chēng)取O. Ig海水小球藻(Chlorella sp.)藻粉置于5OmL離心管,加入5mL質(zhì)量濃度20% NaOH水溶液(或質(zhì)量濃度20% KOH水溶液)皂化IOmin ;然后加入5mL乙醇進(jìn)行超聲波(210W)提取30min，室溫20-30°C ;再加入三氯甲烷進(jìn)行萃取，離心，收集萃取液，濃縮至干，提取物用甲醇5mL定容檢測(cè)含量。采用紫外分光光度儀對(duì)濃縮液中總類(lèi)胡蘿卜素含量進(jìn)行檢測(cè)，比較最大吸收峰444nm處吸光度值。結(jié)果見(jiàn)圖lb。由圖可知，以20% KOH溶液為皂化劑，采用先提取后皂化的方式，提取的葉黃素濃度最高。3、萃取溶劑的篩選準(zhǔn)確稱(chēng)取O. Ig海水小球藻(Chlorella sp.)藻粉置于50mL離心管，加入5mL乙醇進(jìn)行超聲波(210W)提取30min，室溫20_3(TC ;然后加入5mL質(zhì)量濃度20% KOH水溶液皂化IOmin ;再加入20mL待篩萃取溶劑進(jìn)行萃取，離心，收集萃取液，濃縮至干，提取物用甲醇5mL定容檢測(cè)含量。上述待篩選的萃取溶劑分別是正己烷、石油醚本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種從小球藻中提取葉黃素的方法，包括下述步驟：以乙醇或乙醇水溶液為提取劑，采用超聲波法提取小球藻藻粉中的游離葉黃素及其酯，然后加入氫氧化鉀水溶液或氫氧化鈉水溶液進(jìn)行皂化反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入二氯甲烷或三氯甲烷進(jìn)行萃取，得到葉黃素的二氯甲烷或三氯甲烷萃取液。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種從小球藻中提取葉黃素的方法，包括下述步驟以乙醇或乙醇水溶液為提取齊U，采用超聲波法提取小球藻藻粉中的游離葉黃素及其酯，然后加入氫氧化鉀水溶液或氫氧化鈉水溶液進(jìn)行皂化反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入二氯甲烷或三氯甲烷進(jìn)行萃取，得到葉黃素的二氯甲烷或三氯甲烷萃取液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述乙醇水溶液為質(zhì)量濃度為80% -100%的乙醇水溶液。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述超聲波法中，超聲波功率為200-300W，優(yōu)選210-240W ;超聲波提取時(shí)間為30_60min ;超聲波提取溫度為10_50°C，優(yōu)選20-40。。。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述皂化反應(yīng)中，所述氫氧化鉀水溶液或氫氧化鈉水溶液的為質(zhì)量濃度10% -20% ;所述皂化反應(yīng)的溫度為20-40°C，優(yōu)選20-40°C，時(shí)間為10-20min ;所述皂化反應(yīng)在超聲波輔助下進(jìn)行，超聲波功率為200-300W。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述小球藻藻粉與所述提取劑的配比為1g (30-80...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林祥志，馬伏寧，林汝榕，榮輝，閆晉飛，劉瀟，楊善軍，王昭凱，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：國(guó)家海洋局第三海洋研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：