[发明专利]一种从杜氏盐藻中提取类胡萝卜素和食用甘油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从盐藻中提取类胡萝卜素和食用甘油的方法，特别涉及一种从杜氏盐藻中提取类胡萝卜素和食用甘油的方法，属于生物材料制备技术领域。

背景技术

杜氏藻(Dunaliella Salina)是一种原生质裸露的嗜盐性浮游单细胞藻，在高盐度、强光、缺氮的情况下细胞能累积大量的胡萝卜素，最高占藻体干重的14％，是天然胡萝卜素的主要来源。其中β-胡萝卜素不仅是维生素A的前体和食品加工的天然色素，具有很强的抗氧化和消除氧自由基的能力，具有抗癌、抑癌的作用，已被广泛应用于食品、卫生和医药领域。目前全球β-胡萝卜素的年需求量为1200-1500吨，且以每年以7-9％的速率递增。从上世纪70年代开始，许多国家就已经开始进行盐藻养殖和胡萝卜素提取的研究，八十年代，澳大利亚的贝塔庭公司、西部生物工程公司、美国微生物资源公司等都已将该技术工业化并投入生产，我国天津塘沽盐藻公司和内蒙古蓝太生物工程公司也实现了盐藻粉的工业化生产。

此外，杜氏盐藻体内的甘油含量约占干重的30％，最高可达50％，是制备液体燃料的良好原料。随着石化类能源的日趋减少及其造成的环境污染的问题加剧，微藻还有光合利用率高、生长周期短、不与农业争地的特点，是一类极具潜力的可再生能源，另外天然的甘油产品与合成品相比具有特殊的优势，是化妆品等的优质原料，因此盐藻体内甘油的开发也被认为是一项有前途的产业。

盐藻中提取胡萝卜素的关键步骤包括盐藻养殖、浓缩收集和胡萝卜素的提取。其中目前的浓缩收集方法包括高速离心法、絮凝沉淀法、疏水吸附法、碱法絮凝气浮法等，其中直接采用高速离心技术收集成本高，能耗大，对质量偏差要求很严；絮凝沉淀法、疏水吸附法、碱法絮凝气浮法均需加入化学试剂，不仅增加投入，也影响培养液的循环利用。

胡萝卜素的提取主要采用萃取法，萃取液包括石油醚、食用油、乙酸乙酯或超临界二氧化碳等，萃取原料主要是干燥粉，也有采用氯化铁絮凝藻糊或藻液的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单有效的以类胡萝卜素及食用甘油为目标产物的杜氏盐藻优化养殖、杜氏盐藻浓缩收集和提取的方法。该过程不使用添加试剂，利于培养液的循环使用；同时减化步骤，降低成本。

本发明的技术方案如下：

一种从杜氏盐藻中提取类胡萝卜素和食用甘油的方法，特征在于该方法按如下步骤进行：

1)将杜氏盐藻接入培养池中，培养7～10天，得到杜氏盐藻藻液；培养池中的营养盐浓度为：碳酸氢钠浓度10～15mmol/L，硝酸钠浓度为1～2mmol/L，磷酸二氢钠浓度为0.2～0.4mmol/L，氯化钠浓度为1.5mol/L；

2)采用中空纤维膜组件对步骤1)中得到的杜氏盐藻藻液进行浓缩，得到浓缩藻液，中空纤维膜截流率5～30KDa，过程采用错流循环模式，操作压力0.1～0.4bar，膜面藻液流速小于10m/s；

3)对中空纤维膜组件进行定期反洗维持通量，并同时采用PH为2.0～4.0的酸清洗，除取膜表面沉降的无机颗粒，采用氧化剂清洗膜表面附着的蛋白质；

4)采用离心分离浓缩藻液，得到藻糊，脱水干燥；采用超临界二氧化碳萃取干燥的藻糊，得到富含类胡萝卜素和食用甘油的产品。

本发明步骤2)中所述的错流循环模式，采用的循环泵选用蠕动泵、注塞泵或者隔膜泵。

萃取过程中超临界二氧化碳温度20～30℃，压力20～30MPa，解析压力1MPa，温度20～30℃。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：

本发明针对目标产品，选择最适宜的培养条件，获得较高生物量并且富含目标产品的藻液，培养7～10天后，生物量可达100～150万/毫升，其中类胡萝卜素含量达到10～20克/立方米，实用甘油含量达到20～30克/立方米；采用中空纤维膜法浓缩藻液，然后离心获得藻糊，过程不需要添加任何化学试剂，培养液可循环利用，环境友善，过程中藻类破损量少，营养成分回收率高，且较直接离心法成本低；干燥藻糊产品直接用超临界二氧化碳进行萃取，超临界二氧化碳清洁、环保，回收后的产品纯天然，不含化学试剂，无需进一步提纯、去杂质，萃取产品富含类胡萝卜素和食用甘油，其中类胡萝卜素含量占产品重量40～50％，回收率超过90％，β-胡萝卜素占类胡萝卜素含量的90％以上。整个提取过程不需添加任何化学试剂、环境友善，类胡萝卜素和食用甘油回收率高，过程简单，适合规模生产，具有较高的经济价值。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式：