[发明专利]微生物的破壁方法及类胡萝卜素产品

说明书

一种微生物的破壁方法及类胡萝卜素产品，涉及类胡萝卜素的生产技术领域。微生物的破壁方法是将微生物干菌体分散于离子液体中，得到破壁产物，将破壁产物进行固液分离，得到破壁菌体和破壁液，使用萃取剂对破壁菌体进行提取，过滤除去菌渣，得到萃取液，进行真空浓缩、洗涤干燥纯化，得到类胡萝卜素产品，收率大于90％，该破壁方法的成本低、条件温和、能耗低，破壁效果好。该制备工艺制得的类胡萝卜素产品收率高。

技术领域

本发明涉及类胡萝卜素的生产技术领域，且特别涉及一种微生物的破壁方法及类胡萝卜素产品。

背景技术

类胡萝卜素是一类具有抗氧化、维生素A前体等生理功能的多烯类化合物，可以作为药品、食品添加剂等。美国等国家已经将其用于维生素A缺乏症、癌症及心血管病的防治，并被FAO和WHO认定为A类营养色素。目前生产类胡萝卜素的方法主要有三种：化学合成法、提取法和微生物发酵法，其中最具发展前景的是微生物发酵法。微生物发酵法是先利用微生物发酵产生菌体，然后将菌体内的有效成分被提取出来。对于微生物而言，其厚壁孢子坚韧的细胞壁影响类胡萝卜素的提取，细胞壁不但阻碍提取溶剂向细胞内渗透，也影响细胞内类胡萝卜素向细胞外扩散。因此，通常先对微生物细胞进行破壁，再提取，微生物破壁程度成为影响类胡萝卜素提取率的关键因素。

国内外对微生物常用的破壁方法有两类，一类是酶法破壁法，一类是物理化学破壁法(如产生破壁、高温高压破壁、酸热法破壁和碱热法破壁等)，这些破壁方法都是以最大限度的破碎微生物的细胞壁为目的。但是物理化学破壁法存在条件不易控制，能耗高，对设备存在腐蚀的缺陷；酶法破壁法存在成本高的缺陷。例如：中国专利CN201310116039.5公开了一种雨生红球藻中提取虾青素的方法，该方法采用酸性水溶液对雨生红球藻进行破壁，通过对酸的选择，结合适宜的破壁温度及时间，使破壁方法步骤简单且破壁率高达95％以上，但该方法中细胞的破壁温度较高，导致虾青素不稳定而有效成分损失，且提取过程所需试剂种类较多，耗用量大，且操作步骤繁琐，直接影响提取成本。中国专利CN101381337A采用喷雾干燥、冷冻干燥或真空干燥获得干藻体，而后气流粉碎破壁，所用干燥方式损失大、能耗大。中国专利CN102012363A采用高压均质机在80～90MPa下进行破壁，破壁率为90％，而后采用超临界CO₂萃取，萃取温度为60～80℃，萃取时间为2～4h，该法破壁压力高、能耗大；虾青素提取率仅为70％左右。

因此，需要一种成本低、条件温和、能耗低的微生物破壁方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微生物的破壁方法，此破壁方法成本低、条件温和、能耗低，破壁效果好。

本发明的另一目的在于提供一种类胡萝卜素产品，其收率高。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种微生物的破壁方法，其包括以下步骤：

将微生物干菌体分散于离子液体中，得到破壁产物，离子液体是由有机阳离子与有机或无机阴离子组成，阳离子包含1,3-二烷基取代的咪唑离子、N-烷基取代的吡啶离子、季铵离子和季膦离子中的至少一种，阴离子包含Cl^-、Br^-、I^-、CH₃COO^-中的至少一种；

将破壁产物进行固液分离，得到破壁菌体和破壁液；

使用萃取剂对破壁菌体进行提取，过滤除去菌渣，得到萃取液，将萃取液进行真空浓缩，再进行纯化，得到类胡萝卜素产品，收率大于90％。

进一步地，在本发明较佳实施例中，向破壁液中加入0.5～2倍体积的溶剂，溶剂选自于水、乙醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯中的至少一种，将溶解的细胞壁沉淀出来，过滤除去细胞壁，再经过减压蒸馏除去溶剂，以回收离子液体，回收收率大于98％。