对雨生红球藻中虾青素CO2超临界提取工艺研究

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一种从雨生红球藻中提取虾青素的方法[发明专利]

专利名称：一种从雨生红球藻中提取虾青素的方法专利类型：发明专利
发明人：王龙虎,刘雪松,陈勇,陈杨胜,栾连军
申请号：CN200910102291.4
申请日：20090907
公开号：CN101691348A
公开日：
20100407
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种从雨生红球藻中超临界提取虾青素的方法，利用超临界CO萃取工艺提取虾青素，设定萃取釜的温度为30-50℃，压力为20-30MPa，CO流体的流速为20-40L/h，萃取时间为2-4h。

虾青素具有最强的抗氧化性，容易被氧化。

本发明的提取方法简单、快速、操作方便；萃取过程中所用的提取溶剂为CO，使生产过程绿色环保，提取物无有机溶剂残留；萃取过程中温度较低，可以有效的避免有效物质高温分解；获得的虾青素提取物，为暗红色粘稠状物质，能够较好的保留有效物质，可用于保健食品开发或作为药用成分的原料。

申请人：浙江大学
地址：310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号
国籍：CN
代理机构：杭州求是专利事务所有限公司
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《培养条件对雨生红球藻积累虾青素的调控研究》

《培养条件对雨生红球藻积累虾青素的调控研究》一、引言雨生红球藻是一种常见的水生微藻，其内含的虾青素是一种具有强大抗氧化活性的物质，在食品、化妆品和医药领域有着广泛的应用。

近年来，随着对虾青素功能的深入研究，雨生红球藻的培养及其虾青素积累的调控机制逐渐成为研究的热点。

本文将重点探讨不同培养条件对雨生红球藻积累虾青素的影响，以期为优化其培养过程和提高虾青素产量提供理论依据。

二、材料与方法1. 材料本研究所用雨生红球藻购自某生物公司，并进行了纯化与保存。

实验所用试剂均为分析纯。

2. 方法（1）培养条件设置实验设置了不同光照强度、温度、pH值、营养盐浓度等条件，以探究各因素对雨生红球藻生长及虾青素积累的影响。

（2）培养方法采用液体培养法，将雨生红球藻接种于含有不同培养条件的液体培养基中，定期观察其生长情况及虾青素含量变化。

（3）测定与分析使用分光光度计测定雨生红球藻的生长情况，采用高效液相色谱法测定虾青素含量。

对实验数据进行统计分析，探讨各因素对虾青素积累的影响。

三、结果与讨论1. 光照强度对虾青素积累的影响实验结果表明，在适宜的光照强度下，雨生红球藻的生长及虾青素积累达到最佳状态。

光照过强或过弱均会抑制虾青素的积累。

因此，在培养过程中应选择合适的光照强度，以促进雨生红球藻的生长和虾青素的积累。

2. 温度对虾青素积累的影响温度是影响雨生红球藻生长及虾青素积累的重要因素。

在适宜的温度范围内，雨生红球藻的生长及虾青素积累达到最佳状态。

当温度过高或过低时，雨生红球藻的生长受到抑制，虾青素的积累也会受到影响。

因此，在培养过程中应选择适宜的温度条件。

3. pH值对虾青素积累的影响pH值对雨生红球藻的生长及虾青素积累具有显著影响。

在适宜的pH值范围内，雨生红球藻的生长及虾青素积累达到最佳状态。

当pH值过高或过低时，会抑制雨生红球藻的生长和虾青素的积累。

因此，在培养过程中应控制好培养基的pH值。

4. 营养盐浓度对虾青素积累的影响营养盐浓度是影响雨生红球藻生长及虾青素积累的重要因素之一。

雨生红球藻抗氧化作用及藻粉质量安全性研究

三、结果与讨论
1、虾青素的提取
经过破碎、萃取和纯化等步骤，成功从雨生红球藻中提取出虾青素。实验结果表明，最佳的提取条件为：使用95%的乙醇作为萃取剂，在70℃下进行30分钟的热处理。此时，虾青素的提取率最高。
2、抗氧化活性研究
（1）DPPH自由基清除实验：实验结果显示，虾青素对于DPPH自由基的清除率较高，其IC50值为12.5μg/mL，显示出优秀的抗氧化活性。
感谢观看
2、雨生红球藻抗氧化作用的效果和影响因素
雨生红球藻的抗氧化作用在多个领域得到了证实。在动物实验中，雨生红球藻提取物可以减轻氧化应激对机体的损伤，提高机体的免疫力。此外，雨生红球藻中的一些物质还可以改善血脂代谢、保护神经细胞等。然而，雨生红球藻的抗氧化作用也会受到一些因素的影响，如原材料的质量、提取物的纯度、使用剂量等。因此，在应用雨生红球藻时，需要注意选择优质的产品和正确的使用方法。
（2）铁离子还原能力实验：虾青素具有显著的铁离子还原能力，其EC50值为15.8μg/mL，表明其具有强大的抗氧化能力。
（3）总抗氧化能力测定：虾青素在总抗氧化能力测定中也表现出良好的抗氧化活性，其抗氧化能力与对照品抗坏血酸相当。
四、结论
本研究成功从雨生红球藻中提取出虾青素，并对其抗氧化活性进行了研究。实验结果表明，虾青素具有显著的抗氧化活性，对于DPPH自由基的清除率以及铁离子还原能力均表现出强大的抗氧化能力。此外，虾青素的总抗氧化能力也相当出色，与对照品抗坏血酸相当。这些结果为虾青素在食品、化妆品和医药等领域的广泛应用提供了理论支持。
结论
本次演示对雨生红球藻的抗氧化作用及藻粉质量安全性进行了探讨。结果表明，雨生红球藻具有显著的抗氧化作用，可以应用于多个领域。同时，藻粉质量安全性也直接影响到产品的品质和应用效果。因此，在雨生红球藻的开发和应用过程中，需要严格控制产品质量，确保产品的安全性和有效性。

雨生红球藻生产虾青素工艺流程

雨生红球藻生产虾青素工艺流程雨生红球藻是一种微藻，属于藻类植物。

它具有生长快、产量高以及含有丰富的虾青素等特点，因此在虾青素的生产工艺中被广泛应用。

虾青素是一种重要的天然抗氧化剂，具有抗氧化、抗炎、促进免疫、抑制肿瘤等多种生物活性，被广泛应用于医药、保健品、食品及化妆品等行业。

雨生红球藻生产虾青素的工艺流程包括培养、分离、提取、制备等多个环节。

下面将详细介绍雨生红球藻生产虾青素的工艺流程。

一、雨生红球藻培养雨生红球藻培养是生产虾青素的第一步，培养环境的优劣直接影响着虾青素的产量和质量。

一般情况下，雨生红球藻的培养需要在光照、温度、PH值、养分等多方面进行控制。

在培养的过程中，需要注意对养分的投放比例、光照的控制以及温度的调节，确保雨生红球藻的正常生长。

二、雨生红球藻分离雨生红球藻分离是为了获得生长较快、产量高、含有丰富虾青素的雨生红球藻，一般情况下，通过离心、滤网等方式进行分离。

分离后的雨生红球藻需要进行培养并鉴定，对合格的雨生红球藻进行大规模培养。

三、雨生红球藻提取雨生红球藻提取是生产虾青素的关键步骤，一般情况下，采用有机溶剂提取法或超临界流体提取法进行提取。

在提取过程中，需要充分考虑提取工艺的温度、压力、溶剂种类等因素，确保虾青素的高纯度和高产率。

四、虾青素制备提取得到的虾青素需要进行进一步的制备工艺，这个过程主要包括精制、结晶、干燥等环节。

在制备的过程中，需要对虾青素的纯度、结晶度以及干燥程度进行严格控制，确保最终产品的质量达到要求。

总的来说，雨生红球藻生产虾青素的工艺流程是一个相对复杂的过程，需要在每一个环节都进行严格控制，确保虾青素的产量和质量。

同时，科研人员还在不断探索新的生产工艺，努力提高虾青素的产量和降低生产成本，以满足市场的需求。

雨生红球藻生产虾青素的工艺流程在未来还将得到进一步的完善和发展，相信在科研人员的不断努力下，虾青素将会为人类的健康事业做出更大的贡献。

《培养条件对雨生红球藻积累虾青素的调控研究》

《培养条件对雨生红球藻积累虾青素的调控研究》一、引言雨生红球藻是一种广泛存在于淡水环境中的微藻，具有较高的生物活性物质，特别是其积累的虾青素。

虾青素是一种重要的天然色素，具有极强的抗氧化性能，在食品、医药、化妆品等领域具有广泛的应用价值。

因此，对雨生红球藻中虾青素积累的调控研究具有重要意义。

本文将重点探讨不同培养条件对雨生红球藻积累虾青素的影响，为优化其生长和虾青素积累提供理论依据。

二、材料与方法1. 材料本研究所用雨生红球藻采自淡水湖泊，经过纯化培养后用于实验。

实验所用的试剂均为分析纯。

2. 方法（1）培养条件设置实验设置不同光照强度、温度、pH值、营养盐浓度等条件，以探究各因素对雨生红球藻生长及虾青素积累的影响。

（2）虾青素含量测定采用分光光度法测定雨生红球藻中虾青素的含量。

（3）数据处理与分析实验数据采用SPSS软件进行统计分析，用图表直观展示结果。

三、结果与讨论1. 光照强度对虾青素积累的影响实验结果显示，在一定范围内，随着光照强度的增加，雨生红球藻的虾青素含量也相应增加。

但当光照强度超过一定阈值时，虾青素含量反而下降。

这可能是由于过强的光照导致藻细胞受到光抑制，影响其正常生长和代谢。

因此，适宜的光照强度是促进雨生红球藻积累虾青素的关键因素。

2. 温度对虾青素积累的影响温度对雨生红球藻的生长和虾青素积累具有显著影响。

在适宜的温度范围内，提高温度可以促进虾青素的合成和积累。

然而，当温度超过一定限度时，藻细胞的生长和代谢活动将受到抑制，导致虾青素含量下降。

因此，适宜的温度条件对于优化雨生红球藻的虾青素积累至关重要。

3. pH值和营养盐浓度对虾青素积累的影响pH值和营养盐浓度也是影响雨生红球藻虾青素积累的重要因素。

适宜的pH值和营养盐浓度可以促进藻细胞的生长和代谢，从而提高虾青素的积累。

然而，过高或过低的pH值以及过量的营养盐都会对藻细胞的生长和虾青素的合成产生不利影响。

因此，需要控制适宜的pH值和营养盐浓度以优化雨生红球藻的虾青素积累。

从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法

从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法说实话从雨生红球藻中快速提取虾青素这事，我一开始也是瞎摸索。

我试过好多种方法呢。

最开始我就想简单粗暴地把雨生红球藻碾碎了，然后用什么有机溶剂去溶解，我就试了乙醇。

我寻思乙醇不是能溶解好多东西嘛，但结果可把我坑惨了，虾青素没提取出来多少，杂质倒是一堆，就像你想从一堆沙子里找金子，结果只找到几块碎石头一样。

后来啊，我听说可以用超临界流体萃取。

这名字听起来就挺高大上的。

我就去研究这个超临界二氧化碳。

但是这个设备可不好弄，操作起来特别麻烦。

我当时没把那些参数设置好，压力温度没控制准，结果也是失败的。

这过程就像你做饭，火候没调好，再好的食材也做不出好菜。

再然后呢，我看到有人说酸碱处理法。

我心想这个方法好像有点靠谱。

我就开始小心翼翼地调节酸碱度。

可这里面的度太难把握了，稍微酸了一点或者碱了一点，要么就是虾青素结构被破坏了，要么就是藻体分解得不完全。

就像走钢丝似的，稍不留神就掉下去了。

不过经历了这么多失败后，我总算找到一个相对有效的方法。

我先把雨生红球藻进行预处理，就像把食材先洗干净切好准备下锅一样。

我把藻细胞给破壁，这个过程我用了物理和化学结合的方法，先用超声破碎一部分细胞，再用酶处理剩下的部分。

然后我用一种特殊的有机溶剂进行萃取，这个有机溶剂我试了好多种比例才找到比较合适的，而且萃取的过程中要不断搅拌，就像搅拌咖啡要把糖和咖啡充分混合一样。

之后呢再经过浓缩、分离和纯化等步骤，我在浓缩的时候可是慢慢升温的，不敢着急，就像小火煲汤一样。

不过这个方法我也不能确定就是最完美的，可能还有别的更好的方式，只是我目前觉得这个方法还比较快而且能提取出来的虾青素质量也相对不错。

大家如果要试的话一定要小心谨慎操作，精确测量每个步骤的数据，别像我当初那么莽撞。

对了，还要总检查设备是不是正常运行，可别让设备问题影响提取过程。

最后我觉得在提取的过程中多做记录也是很重要的，像我记录每次不同的条件下提取的效果，这样可以方便自己回头分析怎么能改进。

雨生红球藻的大规模培养以及虾青素的提取技术

雨生红球藻的大规模培养以及虾青素的提取技术【摘要】虾青素是一种强氧化剂，能够广泛的应用于医药，食品，保健及水产养殖等领域中。

雨生红球藻经过特殊的条件处理可积累大量的虾青素，是天然虾青素的最好生物来源。

大规模的培养雨生红球藻，从雨生红球藻中提取纯化虾青素，已成为生产天然虾青素的重要途径。

【关键词】雨生红球藻；虾青素；大规模培养；提取虾青素是近年来走入国际研发领域的类胡萝卜素。

它广泛存在于自然界中，也是海洋动物体内最主要的类胡萝卜素之一。

研究表明，虾青素具有强大的清除氧自由基的能力，其抗氧化性是类胡萝卜素的10 倍，是维生素 E 的550 倍，被誉为“超级抗氧”。

鉴于虾青素的抗氧化功能，且对人体的绝对安全性，在国外已被广泛应用于医药，食品，保健及水产养殖业中。

雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）在特定的条件下可积累本身干重的1%以上的虾青素，是天然虾青素“浓缩品”和最好的生物来源。

雨生红球藻是一种淡水单细胞微藻，属绿藻门、绿藻纲、团藻目、红球藻科、红球藻属。

其具有特殊的生物学性质，即在弱光及营养丰富的条件下，以游动的绿色营养细胞存在，而在不利于其生长的条件下，以不动厚壁孢子存在，同时在体内积累大量的虾青素。

鉴于雨生红球藻此生长特点，目前国际上成功的生产模式都采用了两阶段生产方式，即先采用封闭式光生物反应器培养系统实现细胞的高密度营养生长、克服污染问题，再采用流行的开放池系统在胁迫条件下使细胞积累虾青素。

本项目旨在利用雨生红球藻的培养及虾青素的提取实验中获得的方法，结合现实生产条件，将技术应用到生产实际中，进一步的推广雨生红球藻的大规模培养和虾青素的提取技术。

一、雨生红球藻的大规模培养目前雨生红球藻的培养主要分为两个阶段：细胞生长繁殖阶段和虾青素的积累阶段。

1、细胞生长繁殖阶段雨生红球藻的生长繁殖阶段采用逐级扩大培养的方式。

各级培养所需淡水取自程海湖，营养液配制与补充均采用MAV 母液。

从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法[发明专利]

(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510764734.1(22)申请日 2015.11.10C07C 403/24(2006.01)(71)申请人中国中医科学院中药研究所地址100000 北京市东城区东直门内南小街16号(72)发明人易红刘晓谦王智民杨华(74)专利代理机构北京市金栋律师事务所11425代理人高会会(54)发明名称从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法(57)摘要本发明提供了从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，包括以下步骤：一、将雨生红球藻粉末加入油-乙醇复合溶剂中，利用闪式提取器进行破碎提取得混悬液；将混悬液过滤得提取液和滤渣；二、将提取液减压回收乙醇得到虾青素提取物。

采用闪式提取器，对雨生红球藻进行物理破碎的同时，利用油-乙醇复合溶剂进行提取，快速，仅需不超过数分钟的时间，且提取效率可达到现有提取水平。

提取得到的虾青素提取物为暗红色油状液体，无其他有害试剂残留，油相的存在一是使提取物体系均匀，有利于下一步的取用，二是能有效减缓虾青素氧化衰竭。

提取物在敞口暴露于空气中，并在2300LX 光照条件下放置180天后，其中虾青素的保留率仍达到40％以上。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图1页CN 105254551 A 2016.01.20C N 105254551A1.从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、将雨生红球藻粉末加入油-乙醇复合溶剂中，然后将闪式提取器的刀头部分置于该油-乙醇复合溶剂中，启动闪式提取器，进行破碎提取得混悬液；将混悬液过滤得提取液和滤渣；步骤二、将提取液减压回收乙醇，得到虾青素提取物。

2.根据权利要求1所述的从雨生红球藻中快速提取虾青素的方法，其特征在于：步骤一中，所述油-乙醇复合溶剂为按体积百分比包括0.5％～99％的油相和1％～99.5％的乙醇的复合溶剂。

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水平放置的气升式管状光生物反应器
螺旋盘绕管式光生物反应器
环形管式光生物反应器
10cm平板式光生物反应器
平行塑料管，管径
18~41 cm。管道动
力系统：桨叶、蠕动泵和气升管，温控使用600m下冷海
水，使用富含CO2搅拌，保持pH等，全智能控制。（图片仅供参考，并非红色胁迫阶段）
荆州xxx有限公司采用的反应器
分批培养：一次性添加营养物质（如有机碳等），先获得高生物量，然后在胁迫产生虾青素。生物量2.6 g/L（细胞干重），虾青素含量4%（干重），耗时8~14天。补料培养：流加碳源（乙酸钠）获得高生物量的同时，逐步提高光照强度胁迫产生虾青素的模式。生物量2.65~2.74 g/L（细胞干重），虾青
Cynotech 雨生红球藻虾青素生产总流程
国内工艺流程图示
无菌实验室
藻种培养车间
气升反应器
养殖池（绿藻阶段）
管道反应器
藻粉
干燥
成熟阶段
生长积累阶段
深加工处理，提高产品附加值
2015/6/8
雨生红球藻藻生产模式分为两个阶段：管道式光生物反应器进行营养细胞繁殖（核心技术），开放跑道式胁迫。
4、耗时实验室内：7~10天（微藻培养-虾青素胁迫），更多为15天左右。
二、雨生红球藻产业化工艺国外技术垄断：Cynotech 公司、Aqua search公司、法国的Confidence未来食品研究所、瑞典的 AstaCarotene AB公司等。
国内：荆州市天然虾青素有限公司
Cynotech （西亚诺泰克）公司
不同。（不同培养基对雨生红球藻生长和虾青素积累的影响，
吴忠兴等，福建师范大学生物工程学院，2002）
（2）藻种的生长繁殖培养基：OHM（三倍BBM基效果）、BBM、 HGZ、MAV及CBBM等。培养模式：分批培养（batch culture）、补料培养（fed-batch culture）、半连续培养（semi-continuous culture）、两步培养（two-stage culture）等。
率4.4 mg/(L.d)。
国外垄断企业多用两步法进行生产。
培养方式：人为补充营养盐培养：氮源、碳源、
维生素类、铁元素、微量元素等。
2、虾青素的积累程度
藻种：不同藻种，虾青素的积累效率略有差
别。
胁迫条件：光、营养盐等胁迫。
3、虾青素的保存实验室皂化反应：KOH，10 mg/ml，耗时3h。产业研究方面多使用：与亲水脂肪酸的酯化结合、与两亲分子的酯化结合。微囊化：使用淀粉、明胶微囊化等，但是类胡萝卜素容易损失且不稳定。目前比较成功的是壳聚糖微囊化技术。
素53~64 mg/L。
半连续培养：采用在试管内大量培养藻细胞，每 24h取一部分用于胁迫产生虾青素，试管内继续添加营养盐培养。虾青素含量49mg/L，耗时 15天。
两步培养法：连续采用异养-光合自养培养，先连续流加营养盐（碳源：乙酸钠），提高生物量，再将藻细胞转移至没有乙酸钠的反应器中进行光合自养，并提高光照胁迫产生虾青素。生物量7g/L，虾青素含量114 mg/L。虾青素产
跑道池：平均水深15cm，叶轮搅拌，池温16（夜）~34°（白），正午光强2000 umol.photon.m-2.s-1
三、虾青素结构修饰（保存问题）
虾青素遇热、光、酸碱等容易分解，不稳定。目前国内外上主要采用以下方法：
1、皂化反应
2、添加保护剂 3、酯化化合：HBI公司CardaxTM等。 4、微囊化：淀粉、明胶微囊等。较成功的为壳聚糖微囊化技术。
雨生红球藻生产虾青素产业化的研究进展总结
一、雨生红球藻产业化关键因素虾青素产业化：雨生红球藻的生物量、虾青素
积累程度、虾青素的保存及生产过程消耗的时
间。
1、雨生红球藻的生物量
（1）藻种选择：藻细胞生长系数
（2）藻种的生长繁殖：培养基、培养模式、培
养方式
（1）藻种选择
不同品系藻种在生长速率、虾青素积累方面