一種提取蝦青素過程中的預處理方法
【專利摘要】本發明涉及一種提取蝦青素的方法，特別涉及一種提取蝦青素過程中的預處理方法。步驟為：雨生紅球藻孢子粉在3min內降溫至-45~-30℃，該溫度條件下冷凍20-30min；將冷凍的雨生紅球藻孢子粉在3min內升溫至0℃，然后在1min內降溫至-15~-10℃，然后該溫度條件下避光冷凍干燥2h；將干燥后的雨生紅球藻孢子粉加入到超微粉碎設備的密閉工作腔體內；向工作腔體內通入液氮，將工作腔體內的空氣排凈；調整液氮的流速，啟動超微粉碎設備，超微粉碎40-60s；收集破壁后的雨生紅球藻細胞。本發明的方法，采用迅速升溫和降溫的方式使雨生紅球藻脆化，從而縮短了粉碎時間，有效防止粉碎工作腔體溫度升高。
【專利說明】一種提取蝦青素過程中的預處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種提取蝦青素的方法，特別涉及一種提取蝦青素過程中的預處理方法。
【背景技術】
[0002]雨生紅球藻Qhematoccoccuspluvialis)是一種分布廣泛的單細胞綠藻,在逆境條件下能形成厚壁孢子并大量積累多種具有生理功能的類胡蘿卜素:蝦青素、α -胡蘿卜素、胡蘿卜素、葉黃素、隱黃素、玉米黃素、角黃素等，其中80%為蝦青素及其酯類，雨生紅球藻是目前已知天然蝦青素含量最高的生物資源，2010年10月，衛生部批準雨生紅球藻為新資源食品，利用雨生紅球藻生產胡蘿卜素類活性成分具有廣闊的前景，但雨生紅球藻孢子細胞壁厚且非常堅硬，不易破碎，會阻擋蝦青素等成分的通過，只能采用一些技術將細胞進行破壁處理，同時胡蘿卜素類成分，特別是蝦青素在光照、高溫或氧氣環境下極易氧化變色，因而需要選擇適宜的破壁技術。
[0003]目前研究較多的雨生紅球藻破壁技術主要有勻漿法、研磨法、酶法、超聲波法等，這些方法都較少應用于規模化工業生產，因而為更好地開發利用雨生紅球藻資源，特別是實現細胞內功能成分的大規模工業化生產，需要一種簡便高效，機械化程度高的破壁技術。超微粉碎技術是一種將各種固體物質粉碎成微米甚至納米級粉體的技術，主要通過離心力、機械剪切力和氣流沖擊力等作用力，高壓均質、空穴等效應，在短時甚至瞬時對物料進行破碎，并可在低溫、干燥、密封的環境下實現，避免了物料中活性成分的損失和結構變化。因而該技術具有快速、高效、操作簡便、可連續運行等特點，在食品、醫藥和化工等行業中都有廣泛的應用，目前已應用于工業化生產。
[0004]但是采用現有的超聲速氣流粉碎方法破壁之后的雨生紅球藻，在提取蝦青素的時候，提取率較低。
【發明內容】
[0005]本發明提供了一種以雨生紅球藻為原料在提取蝦青素過程中的預處理方法。采用該方法處理雨生紅球藻之后，能有效防止蝦青素在提取過程中活性成分被氧氣氧化。
[0006]本發明的技術方案:
一種提取蝦青素過程中的預處理方法，其步驟為:
(1)將雨生紅球藻孢子粉在3min內降溫至-45?-30°c，該溫度條件下冷凍20_30min；
(2)將冷凍的雨生紅球藻孢子粉在3min內升溫至O°C，然后在Imin內降溫至-15'10°C，然后該溫度條件下避光冷凍干燥2h ；
(3)將干燥后的雨生紅球藻孢子粉加入到超微粉碎設備的密閉工作腔體內；向工作腔體內通入_197°C的液氮，將工作腔體內的空氣排凈；
(4)調整液氮的流速為0.5^0.6m/s,向工作腔體內持續通入液氮，啟動超微粉碎設備，調整轉速為28000r/min，超微粉碎40_60s ； (5)在樣品出口處的收集破壁后的雨生紅球藻細胞粉，避光冷藏；
所述雨生紅球藻孢子粉的加入量為工作腔體容量的1/3至1/2。
[0007]上述雨生紅球藻細胞的超微粉碎破壁方法，優選的，所述超微粉碎設備用不銹鋼材料制成。
[0008]本發明的方法，采用迅速升溫和降溫的方式使雨生紅球藻脆化，從而縮短了粉碎時間，有效防止粉碎工作腔體溫度升高。另外，整個破壁過程在液氮保護環境下進行。首先，在粉碎之前通入液氮將工作腔室內的空氣排凈，使雨生紅球藻在瞬時超低溫作用下變脆，提高了破壁效果。其次，在破壁過程中持續通入液氮；一方面可降低因雨生紅球藻在工作腔內高速摩擦碰撞過程中產生的高溫，使雨生紅球藻的細胞壁始終處于較脆狀態，同時避免雨生紅球藻中的熱敏成分被破壞；另一方面在工作腔內形成保護環境，使雨生紅球藻與氧氣隔離，可避免破壁后的雨生紅球藻中的蝦青素等生物活性成分被氧化破壞；再一方面還可以降低雨生紅球藻的粘性，防止雨生紅球藻粘壁。
[0009]因此，采用本發明方法破壁后的雨生紅球藻細胞，其活性物質的滲出率高且未被氧化，從而提高了活性物質的提取率。
[0010]有益效果
(1)雨生紅球藻的破碎率高、破碎程度高且均勻、處理時間短；
(2)有效防止蝦青素等活性成分被氧氣的氧化損失；
(3)有效防止熱敏活性成分在破碎過程中被高溫破壞；
(4)操作流程簡單，操作方便，對于少量樣品可一次短時處理，也可與連續設備、樣品收集設備等配套，實現自動連續生產，機械化程度較高，適宜應用于工業化生產；
(5)設備運行過程中不會對樣品產生污染，安全性高。
【具體實施方式】
[0011]選用人工養殖的、蝦青素含量為2%的雨生紅球藻孢子粉作為原料，選用大刀片的FDV超微粉碎機作為超微粉碎設備。
[0012]實施例1
(1)將雨生紅球藻孢子粉在3min內降溫至-30°C，該溫度條件下冷凍20min；
(2)將冷凍的雨生紅球藻孢子粉在3min內升溫至(TC，然后在Imin內降溫至_15°C，然后該溫度條件下避光冷凍干燥2h ；
(3)將干燥后的雨生紅球藻孢子粉加入到超微粉碎設備的密閉工作腔體內；向工作腔體內通入_197°C的液氮，將工作腔體內的空氣排凈；
(4)調整液氮的流速為0.6m/s,向工作腔體內持續通入液氮，啟動超微粉碎設備，調整轉速為28000r/min，超微粉碎60s ;停止設備；在樣品出口處的布袋內收集得到破壁后的雨生紅球藻孢子粉。
[0013]用電子顯微鏡觀察，處理完的樣品比超微破碎之前粒度明顯變小，樣品中出現大量細胞壁碎片。其中，87.7%的雨生紅球藻細胞的細胞壁出現缺損；11.1%的雨生紅球藻細胞的細胞壁出現裂縫；總的破碎率為98.8%。
[0014]實施例2
(I)將避光條件下保存的雨生紅球藻孢子粉取出；在3!^11內降溫至_45°C，該溫度條件下冷凍20min ;將冷凍的雨生紅球藻孢子粉在3min內升溫至0°C,然后在Imin內降溫至-10°C，然后該溫度條件下避光冷凍干燥2h ;稱取200g，經進料口加入至工作腔體內，充入_197°C液氮預冷2min ;調整液氮的流速為0.6m/s，持續通入液氮；
(2)開啟超微粉碎設備，轉速28000r/min，超微粉碎50s后，停止設備；在樣品出口處的布袋內收集得到破壁后的雨生紅球藻孢子粉。
[0015]用電子顯微鏡觀察，處理完的樣品比超微破碎之前粒度明顯變小，樣品中出現大量細胞壁碎片。其中，85.8%的雨生紅球藻細胞的細胞壁出現缺損；12.8%的雨生紅球藻細胞的細胞壁出現裂縫；總的破碎率為98.6%。
[0016]實施例3
(1)將避光條件下保存的雨生紅球藻孢子粉取出；在3!^11內降溫至_45°C，該溫度條件下冷凍30min ;將冷凍的雨生紅球藻孢子粉在3min內升溫至0°C,然后在Imin內降溫至-15°C，然后該溫度條件下避光冷凍干燥2h ;稱取200g，經進料口加入至工作腔體內，充入_197°C液氮預冷2min ;調整液氮的流速為0.6m/s，持續通入液氮；
(2)開啟超微粉碎設備，轉速28000r/min，超微粉碎40s后，停止設備；在樣品出口處的布袋內收集得到破壁后的雨生紅球藻孢子粉。
[0017]用電子顯微鏡觀察，處理完的樣品比超微破碎之前粒度明顯變小，樣品中出現大量細胞壁碎片。其中，87.6%的雨生紅球藻細胞的細胞壁出現缺損；11.3%的雨生紅球藻細胞的細胞壁出現裂縫；總的破碎率為98.9%。
【權利要求】
1.一種提取蝦青素過程中的預處理方法，其特征在于，其步驟為:(1)將雨生紅球藻孢子粉在3min內降溫至-45?-30°c，該溫度條件下冷凍20_30min； (2)將冷凍的雨生紅球藻孢子粉在3min內升溫至O°C，然后在Imin內降溫至-15'10°C，然后該溫度條件下避光冷凍干燥2h ； (3)將干燥后的雨生紅球藻孢子粉加入到超微粉碎設備的密閉工作腔體內；向工作腔體內通入_197°C的液氮，將工作腔體內的空氣排凈； (4)調整液氮的流速為0.5^0.6m/s,向工作腔體內持續通入液氮，啟動超微粉碎設備，調整轉速為28000r/min，超微粉碎40_60s ； (5)在樣品出口處的收集破壁后的雨生紅球藻細胞粉，避光冷藏； 所述雨生紅球藻孢子粉的加入量為工作腔體容量的1/3至1/2。
【文檔編號】C07C403/24GK104513185SQ201310458974
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年10月7日 優先權日:2013年10月7日
【發明者】董正軒 申請人:董正軒