[发明专利]一种微藻叶绿素的脱除方法

说明书

技术领域：

本发明属于去除叶绿素技术领域，具体涉及一种微藻叶绿素的脱除方法。

背景技术：

叶绿素是微藻进行光合作用、维持细胞正常生命活动所必不可缺的重要组分，通常情况下微藻叶绿素含量可占细胞干重的0.2-2.0％。叶绿素是一种色价较高的镁卟啉化合物(大于500)，微量即可呈现明显的绿色，叶绿素的存在严重影响微藻终端产品的品质(如油脂、蛋白质、多糖与类胡萝卜素)。本专利提供一种高效、简易、低成本、安全的微藻叶绿素脱除工艺，有效解决了微藻产品的叶绿素污染问题。现有技术的缺点及本发明的目的详述如下：

1、“利用叶绿素水解酶分解叶绿素”，首先需要对微藻叶绿素进行提取，然后加入酶分解叶绿素。该方法成本相对较高且脱色效率较低；2、“利用有机溶剂脱除微藻中的叶绿素”，通常选用丙酮等有机溶剂反复抽提藻粉或湿藻泥，上述溶剂具有一定的毒性，如后续处理不彻底将对藻粉或湿藻泥的安全性产生一定影响，同时有机溶剂抽提叶绿素的过程中，会损失大部分高值化学成分，如类胡萝卜素、微藻油等，提取液中的叶绿素不稳定、易分解；3、未经精炼处理的微藻油中通常含有高浓度的叶绿素，这些叶绿素的存在对微藻油的综合利用存在非常不利的影响，如利用微藻油制备生物柴油、微藻油加工保健品和食品等。研究表明：利用传统的油脂脱色工艺(如双氧水、活性炭、硅藻土等氧化吸附)对含叶绿素的微藻油无明显脱色效果；4、目前制备叶绿素铜钠的主要原料是蚕沙，蚕沙不易获取；5、藻粉或藻泥含有一定的叶绿素，当制作咀嚼片时，往往会使食用者口腔染上色泽难看的绿色，在一定程度上影响产品的品质。

叶绿素(chlorophyll)是一类与光合作用有关的色素，广泛存在于所有营光合自养生长的生物中(如原核藻类、绿色植物、真核藻类等)，其与细胞捕光色素蛋白复合物结合存在于光合膜上，负责光能的吸收和传递。叶绿素为镁卟啉化合物，其分子中含有一个卟啉环的“头部”和一个叶绿醇的“尾巴”，镁原子居于卟啉环的中央(如图1所示)。叶绿素可吸收大部分的红光和紫光而反射绿光，故其呈现绿色。叶绿素不溶于水，溶于多种有机溶剂，如乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等，叶绿素是叶绿酸的酯，能发生皂化反应。叶绿素有多种类型，包括叶绿素a、b、c、d、f和细菌叶绿素等，其中，叶绿素a(C₅₅H₇₂O₅N₄Mg)和叶绿素b(C₅₅H₇₀O₆N₄Mg)最为常见，叶绿素a呈绿色，叶绿素b呈黄绿色。叶绿素不稳定，光、酸、碱、氧、氧化剂都会使其分解，酸性条件下，叶绿素很容易失去镁原子成为去镁叶绿素，去镁叶绿素为深褐色。叶绿素a和b分子中的镁离子易被铜、铁、钴等离子取代而成为叶绿素衍生物，叶绿素衍生物可用来制造催化剂、光敏剂、食用色素、涂料等，其中最重要的是水溶性叶绿素铜钠盐(图2)，其可治疗传染性肝炎、胃、胰腺炎、十二指肠溃疡、慢性肾炎和白血病等疾病，叶绿素铜钠盐已被广泛应用，目前制备叶绿素铜钠盐的主要原料为蚕沙。

叶绿素虽然具有重要的生物学活性，可以单独作为食品添加剂、药品、保健品使用，但当其存在于其他微藻产品中时(微藻油、蛋白质、多糖与类胡萝卜素)，将严重降低微藻产品的品质(色泽、纯度等)。例如：1)、含长链多不饱和脂肪酸的微藻油是一种高级保健品和化妆品原料，将此类微藻油进行提取后发现，其颜色通常为深绿色、褐色或黑色，经研究证明上述颜色主要来源于叶绿素，且利用传统脱色工艺(如双氧水、活性炭、硅藻土等氧化吸附)根本无法将颜色有效脱除；2)、目前“藻片”作为保健品已经被人们广泛接受，但当人们食用藻片时(特别是咀嚼片)，叶绿素的存在会严重影响使用者的口感，叶绿素存在口腔中，产生难看的颜色，这也是微藻咀嚼片难以广泛推广的原因之一；3)、利用微藻油制备生物柴油，叶绿素作为脂溶性物质通常会同微藻油一并被提取，微藻油转酯化生成脂肪酸甲酯的过程中，叶绿素同样也会发生甲酯化反应，生成颜色更为难看的叶绿素酸甲酯，它混在生物柴油中影响生物柴油的性能(十六烷值、皂化值、碘值、凝点和长链饱和因子等)，导致微藻生物柴油无法达到标准。

如何有效脱除微藻细胞中的叶绿素，使微藻生物质或微藻精细加工产品更容易被大众接受，目前国内外已公布了若干相关技术发明，但这些技术并不能很好的进行推广和使用，现举例对已公开的代表性技术发明进行描述：