萃取雨生紅球藻蝦青素的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及蝦青素的萃取技術，特別涉及一種通過超臨界⑶2萃取技術從雨生紅 球藻中萃取蝦青素的方法。
【背景技術】
[0002] 蝦青素的來源一般有四種，除了人工合成的以外，提取蝦青素的材料一般認為有 三種來源:第一種為傳統的蝦蟹殼等下腳料，第二種為經過發酵的紅發夫酵母，第三種為環 境誘導的雨生紅球藻(Haematococcus pluvial is)。通過對這三種材料的綜合比較，科學家 們發現雨生紅球藻由于其自身的特性及經過誘導后蝦青素含量很可觀而被人們認為是生 產蝦青素的最佳生物。
[0003] 然而，積累大量蝦青素的雨生紅球藻，其厚壁孢子的細胞壁厚于一般的藻體細胞， 直接用來提取蝦青素，溶劑透過細胞壁和細胞膜的速率受到嚴重阻礙，造成萃取溶劑難以 進入細胞內將蝦青素提取出來，因而蝦青素提取率很低。這嚴重影響了蝦青素的提取率，大 大降低了雨生紅球藻的利用價值，造成資源的浪費。
[0004] 目前，雨生紅球藻的破壁方法主要有化學法、物理機械破壁方法和酶解法。化學方 法比較系統，但是在其過程中使用了有機溶劑，存在有機溶劑殘留會對人體造成傷害;物理 機械破壁方法綠色環保、分離簡單，適合大規模的工業化生產，但目前細胞破壁率較低，通 常為70 %左右，而達到90 %的破壁方法成本昂貴;萬慶家等研究了超高壓法從雨生紅球藻 中提取蝦青素的工藝，雖然雨生紅球藻中蝦青素轉移率可達90%，但200MPa的超高壓很難 達到工業化應用的條件(遼寧中醫藥大學學報，2010年11期）；酶解法對于蝦青素的破壞最 小，但是破壁率較低并且增加了后續分離的難度，不適合大規模的工業化生產。
[0005] 超臨界流體(Super critical fluid)兼有氣體、液體兩者的特點，密度接近于液 體，粘度和擴散系數接近于氣體，不僅具有與液體溶劑相當的溶解力，而且具有優良的傳質 性能。超臨界流體萃取法利用其優點，成為一種提取效率高，溶劑殘留少的萃取方法。不少 研究均有應用此方法，屈毅等研究了超臨界C0 2流體萃取技術從蝦殼中提取蝦青素，提取率 可達到80.5%(食品與發酵工業，2004年12期）。專利0附016913484采用超臨界0)2萃取直接 提取雨生紅球藻干粉，該工藝綠色環保并且對蝦青素的生理活性影響較小，但是該方法所 用設備昂貴，成本很高，特殊的破壁工藝且蝦青素的提取率低。
[0006] 在本技術領域，開發一種可高效提取蝦青素的方法實屬必要。
【發明內容】
[0007] 本發明為彌補現有技術的不足，提供一種超臨界C02萃取雨生紅球藻蝦青素的方 法，本發明提供的方法具有能耗低、萃取率高的特點。
[0008] 本發明為達到其目的，采用的技術方案如下：
[0009] -種超臨界C02萃取雨生紅球藻蝦青素的方法，包括如下步驟：
[0010] 1)雨生紅球藻藻泥和無水乙醇按料液比1.5~4.5:1混合配成懸液，料液比單位為 g/mL，將懸液在65-85MPa壓力下進行超高壓細胞破碎；
[0011 ] 2)步驟1)中細胞破碎所得樣品干燥至含水量小于10% ;
[0012] 3)干燥后所得樣品制成20-40目的藻顆粒;該步驟中將藻顆粒控制在20-40目有利 于后續萃取，若顆粒過細，原料間的間隙小容易結塊;而顆粒過粗，則不利于萃取步驟中二 氧化碳傳質，導致萃取率下降。本申請發明人還發現若不對細胞破碎后樣品制粒而直接進 行萃取，其萃取率較低。
[0013] 4)對制得的藻顆粒進行超臨界C02萃取，以無水乙醇為萃取夾帶劑，萃取壓力為 26-30MPa，萃取溫度為40-50°C，藻顆粒和無水乙醇的料液比為1:0.5-1.5，料液比單位為g/ mL〇
[0014] 優選的，步驟1)中對懸液進行超高壓細胞破碎過程中將懸液溫度控制在4_6°C。
[0015] 優選的，步驟2)中在真空條件下干燥細胞破碎所得樣品。
[0016] 進一步優選的，步驟2)在35~45°C進行干燥。
[0017] 優選的，步驟4)中對藻顆粒進行超臨界C02萃取時加入玻璃珠與藻顆粒混合。
[0018] 作為一種【具體實施方式】，所述玻璃珠的加入量和藻顆粒的質量相等。
[0019]優選的，所述玻璃珠的粒徑為2-4目。
[0020]作為一種優選方案，步驟1)中所述料液比為3.5:1;步驟4)中所述萃取壓力為 30MPa，萃取溫度為50°C，藻顆粒和無水乙醇的料液比為1:1.5。在優選條件下，細胞在破碎 lmin后破碎率即可達到100%，蝦青素萃取率可高達83.79%。
[0021 ]作為一種【具體實施方式】，步驟4)進行超臨界C〇2萃取的萃取時間為3h、C〇2流速20L/ h、分離器壓力為5MPa。
[0022]進一步的，步驟1)中所述雨生紅球藻藻泥的含水率為60-70% ;
[0023] 進一步的，步驟1)中對雨生紅球藻懸液在65_85MPa壓力下超高壓細胞破碎1-3min〇
[0024] 本發明的優點及有益效果：
[0025] (1)傳統超臨界萃取工藝常采用雨生紅球藻粉，而本發明直接雨生紅球藻藻泥(新 鮮藻泥或冷凍的新鮮藻泥)作為原料，極大地降低了干燥工藝所帶來的高能耗和高成本，同 時又能確保營養物質不被破壞，從而實現了經濟效益和環境效益上的雙贏。
[0026] (2)不同于細胞破碎率較低的傳統物理機械破壁法，本發明采用高壓細胞破碎機 對雨生紅球藻泥進行細胞破碎，優化料液比后能使細胞在破碎lmin后其破碎率就達到 100%，極大有利于胞內物質的溶出，進而增加蝦青素的提取率。
[0027] (3)不同于雨生紅球藻粉濕法制粒時需要添加粘合劑，本發明破壁后的藻泥直接 干燥到一定含水率，進而制成一定目數的顆粒便于超臨界萃取，節省了制粒工藝的成本。
[0028] (4)本發明采用高壓細胞破碎機破壁、干燥制粒、超臨界C02萃取的整體高效串聯 萃取工藝，使蝦青素的萃取率高達83.79%，為雨生紅球藻深加工產品的進一步開發提供了 實用技術支持。
【附圖說明】
[0029] 圖1:料液比對細胞破碎率的影響
[0030] 圖2:真空干燥溫度對破壁藻泥含水率的影響
[0031 ] 圖3:蝦青素標準曲線
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步說明。
[0033] 本發明提供的超臨界⑶:^萃取雨生紅球藻蝦青素的方法，直接利用雨生紅球藻藻 泥為原料，采用超高壓細胞破碎，對雨生紅球藻藻泥進行破壁處理，然后干燥破壁后的藻泥 到一定含水率，進而制成一定目數的顆粒，最后通過超臨界C0 2萃取裝置進行蝦青素的高效 萃取。本申請發明人在開發超臨界C02萃取雨生紅球藻蝦青素的方法時，開展了如下研究工 作：
[0034] 實施例1:考察料液比對細胞破碎率的影響
[0035]實驗條件:在解凍的雨生紅球藻藻泥(含水率65%左右）中加入一定量的無水乙醇 配成100ml雨生紅球藻懸液，在80MPa壓力下(冷水機溫度:6°C)通過超高壓細胞破碎機進行 細胞破碎。試驗設計了1.5:1、2 :1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1這幾種不同的料液比（雨生 紅球藻泥:無水乙醇，濕重g:體積mL)以考察料液比對細胞破碎率的影響。
[0036] 實驗結果參見附圖1，在壓力為80MPa下，當料液比（雨生紅球藻泥:無水乙醇