本發明專利技術涉及一種以微生物生物質為原料，制備天然類胡蘿卜素晶體，特別是番茄紅素和β-胡蘿卜素的方法。該方法包括以下步驟：在三孢布拉霉菌菌絲體中加入提取溶劑進行細胞破壁，過濾，收集濾液；將濾液真空濃縮，回收溶劑得油樹脂；油樹脂中加入洗滌溶劑進行洗滌，過濾得粗晶體；粗晶體干燥除去殘留溶劑后得高含量類胡蘿卜素晶體。本發明專利技術的方法所用溶劑種類少、用量小，提取純化工藝簡單，收率高，適合于工業化生產，得到的類胡蘿卜素晶體產品含量高、質量好，可廣泛應用于功能食品、醫藥等領域。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及生化工程領域，更具體涉及一種以微生物生物質為原料的類胡蘿卜素的提取與純化工藝。
技術介紹
類胡蘿卜素是廣泛地存在于植物、動物、微生物及藻類中的一類含蓋了由黃到暗紅的多烯類物質，具有很多功能，如能夠抗氧化、防癌癥、預防夜盲癥、著色力強等。類胡蘿卜素作為食品添加劑和營養增補劑，已經得到FDA、歐洲共同體、WHO等國際組織的認可。近年來更是被廣泛地應用于醫藥、食品、保健品及化妝品等領域中。 番茄紅素和β -胡蘿卜素是類胡蘿卜素中非常重要的兩種，它們具有很強的抗氧化能力和著色功能。植物是獲取番茄紅素和β_胡蘿卜素的重要來源之一，如番茄、胡蘿卜，但植物中的類胡蘿卜素含量非常低，難于滿足日益增長的市場需求。微生物具有生長繁殖快、營養需求少、生長條件不苛刻等優點，所以，利用微生物來生產天然的類胡蘿卜素，t匕用體積大、質量重、生長周期長的水果、蔬菜等，更能節約成本、提高效率。三孢布拉霉菌是目前研究最廣泛的生產番茄紅素和胡蘿卜素重要菌株。由微生物中提取類胡蘿卜素通常首先獲得粗提物，一般為油樹脂，而后再進行粗提物的分離純化，以獲得高含量的晶體。高含量的晶體可以很容易的制成各種制劑類型的產品，如微膠囊、油溶液產品、水可分散產品、乳劑產品等。專利W02011/145113A2將酸化醇預處理后的菌絲體采用溶劑萃取，萃取液經一定濃縮后低溫結晶，晶體過濾后干燥，母液則進一步濃縮成油樹脂，該法所得番茄紅素晶體或β -胡蘿卜素晶體含量可達99%以上，但破壁率較低，提取后的菌絲體殘渣中仍剩余10%以上的類胡蘿卜素，且提取溶劑用量大。專利W02002/0025548A1、CN1472183A、CN101417917A 公布了一種從菌絲體中制備含量大于90%的β-胡蘿卜素晶體的方法。該方法采用溶劑萃取，萃取液經水洗后，濃縮結晶獲得粗晶體，再經多次不同溶劑的洗滌得到高含量的晶體。該法純化工藝繁瑣，損失大，通過實例看，收率僅有 30% 40%ο 專利 CN1472183A、CN101417917A、CN10187 0668Α 也采用低溫結晶方法，雖然晶體純度可達95%以上，但收率都較低。專利US5858700、CN1363554A采用皂化方法，堿處理類胡蘿卜素油樹脂以獲得晶體。皂化方法需較劇烈的反應條件和長時間的高溫，在這一過程中會造成類胡蘿卜素的大量損失，所得晶體還需進一步的洗滌純化等，工藝步驟繁瑣。添加反溶劑促結晶的方法是菌絲體中類胡蘿卜素提取常用的一種方法。專利 W001/12832A1(CN1370241A)、W003/056028A1 (CN1617934Α)US2005106657Α1、AU2011253728A1、US2004067550A1將干燥菌絲體破壁后進行溶劑萃取，萃取液濃縮后添加反溶劑結晶，最終獲得95%以上含量的類胡蘿卜素晶體。CN1528906A也采用在萃取液中添加反溶劑促結晶的方法獲得番茄紅素晶體，并包含多次重結晶步驟。專利US2010/0145116Α1先用混合食品級溶劑提取菌絲體中的類胡蘿卜素，然后再用親脂性混合溶劑通過液一液萃取提取溶劑中的類胡蘿卜素，而后在類胡蘿卜素萃取液中添加反溶劑結晶。添加反溶劑促結晶的工藝復雜，形成的大量混合溶劑不利于溶劑回收再利用，收率也較低。專利CN1760282A以菌絲體為原料，采用超臨界CO2流體萃取得到大于3%的番茄紅素油樹脂，然后溶于乙酸乙酯中，通過添加反溶劑低溫結晶得到含量大于60%的結晶番茄紅素制品，該工藝所需設備昂貴，形成大量混合溶劑，且獲得的產品純度低。專利US2OO2OO55I35AU WO98Z5O574AU W003/038064A2、US2OO3I3948OAUCN1396911A(W001/55100)以三孢布拉霉菌發酵液為原料，將破壁后的菌體通過離心獲得油狀結晶類胡蘿卜素懸浮液，此油狀結晶類胡蘿卜素懸浮液經去脂、堿性醇洗、酸性水洗及反復的醇洗得到含量大于90%的晶體，且晶格中基本不含溶劑。該方法步驟繁瑣冗長，消耗大量溶劑，收率低，在β -胡蘿卜素菌絲體的提取中，晶體收率僅有35%。專利CN101838667A將預處理后的發酵產物進行三次循環提取，而后又經濃縮、結 晶后又經三步脫溶獲得番茄紅素油樹脂，步驟冗長，提取率低。CN10212691IA所述一種高效生產番茄紅素晶體的工業化方法中，番茄紅素油樹脂經多次與烷烴類溶劑混合、溶解、離心得到含量大于90%的晶體，在這一過程中烷烴類溶劑溶解了大量番茄紅素，使晶體收率降低，并最終得到含量約5%副產品油樹脂。以發酵產物為原料制備高純度類胡蘿卜素晶體目前主要存在工藝復雜、溶劑用量大、收率低、晶體純度和質量難以保證等問題，無論從效率方面還是成本方面都不利于工業化生產。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術的不足，提供了一種高效的、低成本的、更適合于工業化生產的高含量類胡蘿卜素晶體的制備方法。本專利技術所述類胡蘿卜素晶體的制備方法包括如下步驟①在三孢布拉霉菌菌絲體中加入溶劑A進行細胞破壁，過濾，收集濾液；②將步驟①的濾液真空濃縮，回收溶劑得油樹脂；③在步驟②的油樹脂中加入溶劑B進行洗滌，過濾得粗晶體；④粗晶體干燥除去殘留溶劑后得高含量類胡蘿卜素晶體；其中所述溶劑A為乙酸乙酯、二氯甲烷、正己烷中的一種；所述溶劑B為乙酸乙酯、乙醇、甲醇中的一種。本專利技術所述的三孢布拉霉菌菌絲體是三孢布拉霉菌(Blakeslea trispora)發酵產物經干燥后獲得的生物質，所述三孢布拉霉菌是一種產β_胡蘿卜素的高產菌，該菌具有獨特的代謝過程，番茄紅素是其代謝途徑中的一個中間產物，通過添加阻斷劑來抑制 胡蘿卜素生物合成途徑中番茄紅素環化酶的活性，從而積累番茄紅素。本專利技術優選的技術方案中，所述的三孢布拉霉菌菌絲體為干番茄紅素菌絲體，所述干番茄紅素菌絲體為在三孢布拉霉菌培養過程中添加阻斷劑抑制β_胡蘿卜素生物合成途徑中番茄紅素環化酶的活性，從而積累番茄紅素，高產番茄紅素的三孢布拉霉菌發酵產物經干燥后獲得的生物質，富含番茄紅素。在此技術方案中獲得的晶體產品，其番茄紅素為80%以上，其它類胡蘿卜素含量小于3%。本專利技術優選的技術方案中，所述的三孢布拉霉菌菌絲體為β_胡蘿卜素菌絲體，所述β-胡蘿卜素菌絲體為三孢布拉霉菌在培養過程中未添加阻斷劑，從而高產β-胡蘿卜素的三孢布拉霉菌發酵產物經干燥后獲得的生物質，富含β-胡蘿卜素。在此技術方案中獲得的晶體產品，其β_胡蘿卜素含量為80%以上，其它類胡蘿卜素含量小于3%。以上所述的技術方案中，步驟①所述的細胞破壁溫度優選為10_50°C，細胞破壁時間優選為O. 5-6小時，細胞破壁次數優選為1-3次。以上所述的技術方案中，步驟①所述的三孢布拉霉菌菌絲體與溶劑A的質量體積比(g:ml)優選為1:1_10。以上所述的技術方案中，步驟②所述真空濃縮溫度優選為40_50°C，真空濃縮時間優選為O. 5-6小時。以上所述的技術方案中，步驟③所述油樹脂與溶劑B的質量體積比(g:ml)優選為1:1-10。 以上所述的技術方案中，步驟③所述洗滌溫度優選為10-50°C，洗滌時間優選為5-90分鐘，洗滌次數為1-5次。以上所述的技術方案中，步驟④所述粗晶體干燥溫度優選為20_50°C，干燥至粗晶體中有機溶劑B的揮發本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種天然類胡蘿卜素晶體的制備方法，其特征在于該制備方法包括以下步驟：①在三孢布拉霉菌菌絲體中加入溶劑A進行細胞破壁，過濾，收集濾液；②將步驟①的濾液真空濃縮，回收溶劑得油樹脂；③在步驟②的油樹脂中加入溶劑B進行洗滌，過濾得粗晶體；④粗晶體干燥除去殘留溶劑后得高含量類胡蘿卜素晶體；其中所述溶劑A為乙酸乙酯、二氯甲烷、正己烷中的一種；所述溶劑B為乙酸乙酯、乙醇、甲醇中的一種。
【技術特征摘要】
1.一種天然類胡蘿卜素晶體的制備方法，其特征在于該制備方法包括以下步驟①在三孢布拉霉菌菌絲體中加入溶劑A進行細胞破壁，過濾，收集濾液；②將步驟①的濾液真空濃縮，回收溶劑得油樹脂；③在步驟②的油樹脂中加入溶劑B進行洗滌，過濾得粗晶體；④粗晶體干燥除去殘留溶劑后得高含量類胡蘿卜素晶體；其中所述溶劑A為乙酸乙酯、二氯甲烷、正己烷中的一種；所述溶劑B為乙酸乙酯、乙醇、甲醇中的一種。2.根據權利要求1所述的天然類胡蘿卜素晶體的制備方法，其特征在于所述三孢布拉霉菌菌絲體為干番茄紅素菌絲體或干β-胡蘿卜素菌絲體。3.根據權利要求1所述的天然類胡蘿卜素晶體的制備方法，其特征在于步驟①所述的三孢布拉霉菌菌絲體與溶劑A的質量體積比(g:ml)為1:1-10。4.根據權利要求1所述的天然類胡蘿卜素晶體的制備方法，其特征在于步驟①所述的細胞破壁溫度為10...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳文忠，王建華，徐維鋒，張顯仁，
申請(專利權)人：大連醫諾生物有限公司，
類型：發明
國別省市：
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