[发明专利]一种低分子有机物/无机盐双水相萃取藻类中β-胡萝卜素的方法

说明书

技术领域

本发明属于天然产物有效成分的分离纯化领域，具体涉及一种低分子有机物/无机盐二元双水相萃取藻类中β-胡萝卜素的方法。

技术背景

藻类是一种新兴的食疗药物，藻类中含有大量的胡萝卜素、蛋白质、维生素B12等，可促进人体吸收铁元素等成分，具有很高的药用及营养价值，被联合国粮油组织推荐为“二十一世纪最优秀的食品”。其中β-胡萝卜素的含量较高，6g藻类中的β-胡萝卜素含量与28瓶牛乳或20个鸡蛋中β-胡萝卜素含量相当。β-胡萝卜素能预防DNA和脂蛋白的氧化损伤，具有防治癌症，预防心血管疾病等多种生理功能，可应用于降血糖功能食品或营养保健制品，在保健品市场有良好的商业价值。

现有技术中对藻类中β-胡萝卜素的提取主要是采用有机溶剂提取法、大孔树脂色谱法和超临界CO2萃取法。这些提取方法存在以下技术问题：1.提取效率较低、溶剂用量大、生产周期长、操作繁琐、不宜工业化生产；2.设备要求高、能耗高、成本高。中国专利CN102702059A公开了一种螺旋藻β-胡萝卜素的提取物及其制备方法，采用乙醇-甲醇的混合物作溶剂对螺旋藻进行超声提取。这种有机溶剂提取法存在以上技术问题。而双水相提取技术由于条件温和、易操作、可调节因素多并可借助传统溶剂萃取的成功经验，而被认为是一种生物下游工程初步分离的单元操作。以高聚物/高聚物或高聚物/无机盐为典型的传统型双水相体系已经成功地运用于许多生物产品的分离和纯化。但是，传统型双水相体系还存在以下技术问题：1.能耗高、生产成本高；2.操作流程复杂；3.产品收率低，不利于大规模工业化的实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法简单、易操作、分相快、萃取率高、有机溶剂用量小、环境污染小、生产成本低、操作简单、可实现大规模工业化生产的低分子有机物/无机盐二元双水相萃取藻类中β-胡萝卜素的方法。

本发明的低分子有机物/无机盐双水相萃取藻类中β-胡萝卜素的方法，按照下列步骤进行：

（1）藻类前处理：将藻类粉碎成粉末，得藻类粉末；

（2）固液浸提：向所述藻类粉末中加入低分子有机物作溶剂，进行超声处理，并将超声处理后得到的混合液离心除杂，得β-胡萝卜素粗提液；

（3）双水相萃取：取所述β-胡萝卜素粗提液，浓缩后向其中加入低分子有机物和无机盐，形成低分子有机物/无机盐双水相体系，调节pH为3-7，混和均匀，静置分相，上相含有大量β-胡萝卜素；

（4）减压蒸馏、真空干燥：取步骤（3）得到的含有大量β-胡萝卜素的上相，对其进行减压浓缩和真空干燥，得藻类中β-胡萝卜素；

（5）回收无机盐：取步骤（3）得到的下相，先对其进行冰浴降温，然后进行过滤，得无机盐晶体。

所述低分子有机物包括但不限于乙醇、甲醇、丙酮中的一种或多种；

所述无机盐包括但不限于磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐中的一种或多种。

用低分子有机物与无机盐所形成的双水相体系来分离提取生物物质或天然产物有效成分，可以大大节约能耗，降低成本，简化操作流程，提高产品收率，为大规模工业化的实现提供了可能。

本发明的低分子有机物/无机盐双水相萃取藻类中β-胡萝卜素的方法适用的藻类包括螺旋藻、盐藻、小球藻。

本发明的低分子有机物/无机盐双水相萃取藻类中β-胡萝卜素的方法，所述步骤（2）、（3）中，所述低分子有机物为丙酮，所述丙酮的质量分数为18%-26%。

本发明的低分子有机物/无机盐双水相萃取藻类中β-胡萝卜素的方法，所述步骤（2）、（3）中，所述低分子有机物为乙醇与丙酮的混合液，所述混合液的质量分数为18%-26%，所述混合液中乙醇与丙酮的体积比为1:1-1:2。

本发明的低分子有机物/无机盐双水相萃取藻类中β-胡萝卜素的方法，所述步骤（3）中，所述无机盐为硫酸铵，所述硫酸铵的质量分数为18%-26%。

本发明的低分子有机物/无机盐双水相萃取藻类中β-胡萝卜素的方法，所述步骤（3）中，所述步骤（3）中，所述β-胡萝卜素粗提液浓缩后的质量分数为3%-11%。

本发明的低分子有机物/无机盐双水相萃取藻类中β-胡萝卜素的方法，所述步骤（3）中，分相温度为室温，分相时间为21-30分钟。

本发明的低分子有机物/无机盐双水相萃取藻类中β-胡萝卜素的方法，所述步骤（2）中，所述低分子有机物的体积为藻类粉末体积的8倍。

本发明的低分子有机物/无机盐双水相萃取藻类中β-胡萝卜素的方法，所述步骤（2）中，所述超声波处理时，超声功率为400W，超声时间为10-15分钟。