[发明专利]一种制备水溶性虾青素的方法及由其制得的虾青素水溶液

说明书

本发明提供一种制备水溶性虾青素的方法，所述方法通过将含虾青素的原料与含有机酸的溶液混合后进行细胞破碎，再进行浸取，能够实现天然虾青素与原料中天然存在的蛋白质、核酸或多糖等成分间相互作用，从而直接制得水溶性虾青素，无需再对虾青素进行改性，且虾青素来源天然，操作流程简单，设备要求低，生产成本低，绿色安全，无有机溶剂残留，易于工业化实现。

技术领域

本发明涉及生物化工技术领域，尤其涉及一种制备水溶性虾青素的方法及由其制得的虾青素水溶液。

背景技术

虾青素具有保护皮肤免受光损伤，预防动脉硬化和相关疾病，抗癌活性，增强免疫系统功能，维护眼睛和中枢神经系统的健康，抗感染等生理活性，在食物、医药、化妆品和养殖业等领域具有广泛的应用，因此相关的虾青素提取和应用技术正引起越来越多人们的关注。

目前专利及相关文献研究中，关于虾青素提取的技术主要包括：有机溶剂萃取法、超临界CO₂萃取法、酶解法和微波萃取法等，然而这些方法中都存在一些问题。

CN110724083A公开了一种有机溶剂萃取法，在萃取时由于虾青素结构不稳定，可能会发生异构化反应而降低其抗氧化活性。且这类有机溶剂萃取法采用的多数有机溶剂都具有一定毒性，萃取之后会有试剂残留问题，限制了产品在食品工业中的应用。

CN109608376A公开了一种超临界CO₂萃取法，但该方法在生产应用中需要有几十个大气压的耐压能力，设备要求高，资金投入大，生产成本高，且该技术牵涉到耐高压设备的操作，对生产技术要求高，也使其在工业化生产上的应用受到了限制。

CN107805215B公开了一种酶解法提取虾青素的方法，虽然在提取过程中使用酶解法对雨生红球藻进行二次破壁，提高了虾青素的提取率，但反应对温度、pH和时间等操作条件要求较高，且操作过程复杂，酶制剂的使用也增加了生产成本。

2007年王灵昭等人在有机提取虾青素时加以微波法辅助(参见“微波法提取雨生红球藻中虾青素的工艺研究”，王灵昭等，食品研究与开发，第28卷第12期，第96-100页)，提取率虽有提高，但微波萃取过程中温度升高，会造成虾青素的氧化分解，另外微波萃取的选择性相对较差，也不利于虾青素的分离。

上述各技术和方法均只涉及虾青素的提取，然而虾青素虽然具有诸多生理活性，在产品应用上却因为不溶于水而面临很多问题，因而提取出的虾青素往往需要经过再加工才能形成终端产品。因此，改善虾青素在水溶液中分散能力，并提高虾青素的稳定性，成为了虾青素产品化过程中的瓶颈问题。

目前，国内外改善虾青素水溶性方面的专利及相关研究主要包括：微胶囊法、乳化剂法、纳米沉淀法和包合法等。

CN108403666A公开了一种微胶囊法，该方法虽可以改善生物分子的稳定性和物理性，然而存在着操作不连续，不利于联动化生产，包埋物不易再回收导致制备成本较高等问题。

2013年Navideh A等人通过加入亲水性乳化剂(聚山梨酯和蔗糖酯)提高虾青素的水溶性，然而该技术依赖于合适的乳化均质手段和干燥技术，同时经乳化挥发后残留的有机溶剂也会对虾青素制品造成一定的生物安全问题(参见“Effects of SelectedPolysorbate and Sucrose Ester Emulsifiers on the Physicochemical Propertiesof Astaxanthin Nanodispersions”，Navideh A等，Molecules，第18期，第768-777页)。