一种从马尾藻中提取岩藻黄素的方法
阅读说明：本技术 一种从马尾藻中提取岩藻黄素的方法 (Method for extracting fucoxanthin from gulfweed ) 是由 李达谅 邱淡静 黄鹭强 邓威力 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种从马尾藻中提取岩藻黄素的方法,属于岩藻黄素提取工艺领域,包括如下步骤：A1预处理；A2提取；A3固液分离；A4浓缩；A5分离提纯；A6再浓缩。本发明中从马尾藻中提取岩藻黄素的方法,操作工艺简单,成本低,适合大规模生产,并且能够保证提取效果。(The invention discloses a method for extracting fucoxanthin from gulfweed, which belongs to the field of fucoxanthin extraction processes and comprises the following steps: a1 pretreatment; a2 extraction; a3 solid-liquid separation; a4 concentration; a5 separating and purifying; a6 was re-concentrated. The method for extracting fucoxanthin from gulfweed has the advantages of simple operation process, low cost, suitability for large-scale production and capability of ensuring the extraction effect.)
技术领域
本发明属于岩藻黄素提取工艺领域，具体涉及一种从马尾藻中提取岩藻黄素的方法。
背景技术
岩藻黄素(Fucoxanthin)，又称为褐藻黄素，是一种脂溶性胡萝卜素，该色素呈金褐色，因其结构中含有特殊的丙二烯碳骨架，所以具有极强的抗氧化作用,研究表明，岩藻黄素具备抗痘、抗肿瘤、抗疟、抑制炎症、抑制血管新生、抑制肥胖等药理作用，对人体脑血管、眼部、皮肤、骨骼、肝脏也起到保护作用，在医药及食品、化妆品、营养保健等领域的发展前景广阔。当前市场上，含有1％岩藻黄素产品的销售价格即可达到每千克175美元。
自然界中，岩藻黄素主要存在于参与光合作用的各种藻类、海洋浮游植物等动植物中，在褐藻纲和硅藻纲中的含量尤为丰富，尚未有研究发现水生来源以外存在的岩藻黄素。现有的研究中也大都从海带、裙带菜等褐藻类植物中提取岩藻黄素。但当前岩藻黄素研究面临对岩藻黄素的研究成果少、应用技术不成熟、岩藻黄素环境敏感性大，提取工艺要求高等难题。且岩藻黄素产品纯度不高，集中在10％左右，应用范围限制大，商业化开发困难。
马尾藻是褐藻的一种，属于褐藻纲墨角藻目，可食药两用，极具开发潜力。以往的马尾藻主要应用在褐藻胶、甘露醇的提取，而提取过程中产生的脂溶性成分都会被作为工业废料丢弃，造成了资源的极大浪费，如果将这部分脂溶性成分应用于岩藻黄素的提取，不但可以增加马尾藻的附加经济价值，还可以增加岩藻黄素的供应，在促进海洋开发利用的同时降低成本，提高效益，对海洋资源综合利用开发具有深远影响。
专利CN 103232552 B中公开了一种酶法制备褐藻岩藻聚糖与岩藻黄素的方法，包括如下步骤：褐藻干粉与复合酶制剂混匀后加入去离子水进行酶解；酸处理；浓缩液的获得；岩藻聚糖的获得；岩藻黄素粗品的获得和纯品岩藻黄素的获得。采用该本发明的方法所得到的褐藻岩藻聚糖与岩藻黄素得率高。但是酶解法成本较高，不适合规模化生产。
因此，迫切需要一种从马尾藻中提取岩藻黄素的方法，操作工艺简单，成本低，适合大规模生产，并能保证提取效果。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种从马尾藻中提取岩藻黄素的方法，操作工艺简单，成本低，适合大规模生产，并能保证提取效果。
为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：
一种从马尾藻中提取岩藻黄素的方法，包括如下步骤：
A1、预处理：将新鲜的马尾藻用清水冲洗，洗去表面泥沙颗粒和粘液，沥干表面水分，剪切成0.1～0.5cm大小的碎状藻；
A2、提取：称取剪切好的碎马尾藻，按照料液比1g：(5～30)ml的比例添加无水乙醇，混合均匀后，放入超声波萃取仪中超声辅助萃取；
A3、固液分离：将萃取液通过抽滤进行固液分离；
A4、浓缩：将分离得到的提取液放入旋转蒸发仪，在温度30～50℃的条件下，对提取液进行蒸发浓缩，即得岩藻黄素粗提物；
A5、分离提纯：将得到的岩藻黄素粗提物通过柱层析分离纯化，层析淋洗液为石油醚，层析洗脱液为体积比例为2～10：1的石油醚和乙酸乙酯，收集橘黄色至橘红色的洗脱液；
A6、再浓缩：将上述收集得到的洗脱液放入旋转蒸发仪中，在温度30～50℃的条件下蒸发浓缩；
A7、干燥和保存：将浓缩后的洗脱液放入氮吹仪中蒸发溶剂至干，即得到岩藻黄素纯品，-20℃避光保存。
其中，所述步骤A2中超声辅助萃取时，超声波功率设置为1300～1600W，初始温度20～40℃，萃取时间3～10min，重复萃取1～3次。
其中，所述步骤A2中，马尾藻与无水乙醇的料液比为1g：10ml。
其中，所述超声波功率为1500w，初始温度设置为20℃，萃取时间5min，重复萃取2次。
其中，所述步骤A4浓缩与A6再浓缩过程中，蒸发温度均设置为40℃。
其中，所述步骤萃取、固液分离、浓缩、分离纯化和再浓缩均在弱光或黑暗条件下进行。
其中，所述马尾藻为海蒿子、海黍子、鼠尾藻的一种或多种。
本发明的有益效果如下：
1.本发明中，通过预处理中的水洗，可以去除马尾藻上附着的泥沙颗粒和粘液，粘液中含有大量的甘露醇和多糖，水洗可以避免对后续的提取过程造成影响，有助于增强岩藻黄素的提取效果，提高岩藻黄素的纯度。
2.本发明中，提取过程采用有机溶剂浸提和超声波辅助，对马尾藻中的岩藻黄素进行提取，超声波有助于马尾藻细胞的快速破壁，减少提取时间，增强溶剂提取效果，使细胞中的岩藻黄素充分溶出；其中，有机溶剂采用无水乙醇，其毒性小，方便回收利用，更适合大规模工业化生产。相对于以往的酶解法，避免了灭酶时的高温对岩藻黄素产生影响，增加岩藻黄素提取效率，并且，相较于酶解法中价格高昂的酶，有机溶剂采取无水乙醇，其成本低、毒性小，方便回收利用，更适合大规模工业化生产。
3.本发明中，岩藻黄素在柱层析分离后，首先采用旋转蒸发仪进行初次浓缩，减少提取液的体积，再使用氮吹仪，利用其中的氮气将样品快速浓缩，加速有机溶剂挥发，减少了样品中岩藻黄素在空气下的暴露时间，避免岩藻黄素发生降解，保证样品的稳定性，进一步确保了实验数据的准确性；并且可以同时处理多组样品，操作效率高，缩短了实验人员的提取时间。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明实施例1中提取液的紫外光谱扫描图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明作一步说明，实施例只用于解释本发明，并不会对本发明构成任何限定。
实施例1
一种从马尾藻中提取岩藻黄素的方法，包括如下步骤：
A1、预处理：将新鲜的海蒿子用清水冲洗，洗去表面泥沙颗粒和粘液，沥干表面水分，剪切成0.3cm大小的碎状藻；
A2、提取：称取剪切好的碎马尾藻，按照料液比1g：10ml的比例添加无水乙醇，混合均匀后，放入超声波萃取仪中超声辅助萃取；超声波功率设置为1500W，初始温度20℃，萃取时间5min，重复超声萃取2次；
A3、固液分离：将萃取液通过抽滤进行固液分离；
A4、浓缩：将分离得到的提取液放入旋转蒸发仪，在温度40℃的条件下，对提取液进行蒸发浓缩，即得岩藻黄素粗提物；
A5、分离提纯：将得到的岩藻黄素粗提物通过柱层析分离纯化，层析淋洗液为石油醚，层析洗脱液为体积比例为5：1的石油醚和乙酸乙酯，收集橘黄色至橘红色的洗脱液；
A6、再浓缩：将上述收集得到的洗脱液放入旋转蒸发仪中，在温度40℃的条件下蒸发浓缩；
A7、干燥和保存：将浓缩后的洗脱液放入氮吹仪中蒸发溶剂至干，即得到岩藻黄素纯品，-20℃避光保存。
其中，所述步骤萃取、固液分离、浓缩和分离纯化均在弱光或黑暗条件下进行。
实施例2
一种从马尾藻中提取岩藻黄素的方法，包括如下步骤：
A1、预处理：将新鲜的海黍子用清水冲洗，洗去表面泥沙颗粒和粘液，沥干表面水分，剪切成0.5cm大小的碎状藻；
A2、提取：称取剪切好的碎马尾藻，按照料液比1g：30ml的比例添加无水乙醇，混合均匀后，放入超声波萃取仪中超声辅助萃取；超声波功率设置为1600W，初始温度40℃，萃取时间10min，重复超声萃取3次；
A3、固液分离：将萃取液通过抽滤进行固液分离；
A4、浓缩：将分离得到的提取液放入旋转蒸发仪，在温度50℃的条件下，对提取液进行蒸发浓缩，即得岩藻黄素粗提物；
A5、分离提纯：将得到的岩藻黄素粗提物通过柱层析分离纯化，层析淋洗液为石油醚，层析洗脱液为体积比例为10：1的石油醚和乙酸乙酯，收集橘黄色至橘红色的洗脱液；
A6、再浓缩：将上述收集得到的洗脱液放入旋转蒸发仪中，在温度50℃的条件下蒸发浓缩；
A7、干燥和保存：将浓缩后的洗脱液放入氮吹仪中蒸发溶剂至干，即得到岩藻黄素纯品，-20℃避光保存。
其中，所述步骤萃取、固液分离、浓缩和分离纯化均在弱光或黑暗条件下进行。
实施例3
一种从马尾藻中提取岩藻黄素的方法，包括如下步骤：
A1、预处理：将新鲜的鼠尾藻用清水冲洗，洗去表面泥沙颗粒和粘液，沥干表面水分，剪切成0.4cm大小的碎状藻；
A2、提取：称取剪切好的碎马尾藻，按照料液比1g：20ml的比例添加无水乙醇，混合均匀后，放入超声波萃取仪中超声辅助萃取；超声波功率设置为1400W，初始温度30℃，萃取时间7min，重复超声萃取2次；
A3、固液分离：将萃取液通过抽滤进行固液分离；
A4、浓缩：将分离得到的提取液放入旋转蒸发仪，在温度40℃的条件下，对提取液进行蒸发浓缩，即得岩藻黄素粗提物；
A5、分离提纯：将得到的岩藻黄素粗提物通过柱层析分离纯化，层析淋洗液为石油醚，层析洗脱液为体积比例为8：1的石油醚和乙酸乙酯，收集橘黄色至橘红色的洗脱液；
A6、再浓缩：将上述收集得到的洗脱液放入旋转蒸发仪中，在温度45℃的条件下蒸发浓缩；
A7、干燥和保存：将浓缩后的洗脱液放入氮吹仪中蒸发溶剂至干，即得到岩藻黄素纯品，-20℃避光保存。
其中，所述步骤萃取、固液分离、浓缩和分离纯化均在弱光或黑暗条件下进行。
实施例4
一种从马尾藻中提取岩藻黄素的方法，包括如下步骤：
A1、预处理：将新鲜的海蒿子和海黍子用清水冲洗，洗去表面泥沙颗粒和粘液，沥干表面水分，用剪刀剪切成0.1cm大小的碎状藻；
A2、提取：称取剪切好的碎海蒿子和海黍子，按照料液比1g：5ml的比例添加无水乙醇，混合均匀后，放入超声波萃取仪中超声辅助萃取；超声波功率设置为1300W，初始温度20℃，萃取时间3min，超声萃取1次；
A3、固液分离：将萃取液通过抽滤进行固液分离；
A4、浓缩：将分离得到的提取液放入旋转蒸发仪，在温度30℃的条件下，对提取液进行蒸发浓缩，即得岩藻黄素粗提物；
A5、分离提纯：将得到的岩藻黄素粗提物通过柱层析分离纯化，层析淋洗液为石油醚，层析洗脱液为体积比例为2：1的石油醚和乙酸乙酯，收集橘黄色至橘红色的洗脱液；
A6、再浓缩：将上述收集得到的洗脱液放入旋转蒸发仪中，在温度30℃的条件下蒸发浓缩；
A7、干燥和保存：将浓缩后的洗脱液放入氮吹仪中蒸发溶剂至干，即得到岩藻黄素纯品，-20℃避光保存。
其中，所述步骤萃取、固液分离、浓缩和分离纯化均在弱光或黑暗条件下进行。
其中，所述马尾藻为海蒿子和海黍子两种。
对比实施例
本实施例为常规方法中采用酶解法提取岩藻黄素的方法，具体包括如下步骤：
A1、称取10g剪切后的新鲜的碎状海蒿子，添加乙醇溶液使料液比为1:10(g:mL))，用0.1mol/L的HCl和NaOH溶液调整pH值，加入0.1％的纤维素酶和0.1％果胶酶(以原料质量计)。40℃条件下避光提取1.0h，抽滤，提取2次，合并滤液，沸水浴灭酶5min，4000r/min离心10min，取上清液，
A2、将得到的上清液放入旋转蒸发仪，对上清液进行蒸发浓缩，即得到岩藻黄素粗提物；
A3、分离提纯：将得到的岩藻黄素粗提物通过硅胶柱层析分离纯化，收集橘黄色至橘红色的洗脱液；再得到的洗脱液放入旋转蒸发仪中，蒸发浓缩至干，即得到岩藻黄素纯品，-20℃避光保存。
具体测试方法
1.取实施例1中经步骤A3固液分离后得到的提取液，以5％的比例对其进行稀释，稀释液为无水乙醇；在紫外分光光度计中，以无水乙醇为空白对照，在波长250～750nm范围内进行光谱扫描，吸收光谱图如图2所示：
由图2可知，实施例1中提取液在447nm处有最大吸收峰，与刘小芳等《反相高效液相色谱法测定褐藻中岩藻黄素的含量》中对岩藻黄素标准品色谱检测的波长结果相符，由此证明，实施例1中马尾藻提取液的主要成分为岩藻黄素。此外，图2中665nm处还存在一个小的吸收峰，为叶绿素a的特征吸收峰。说明该提取液中还存在少量的叶绿色等杂质，对岩藻黄素的检测结果可能会产生干扰。实施例2、3、4和对比实施例中提取液与实施例1结果一致，不再详述。
2.分别取实施例1、2、3、4与对比实施例中经氮吹仪处理后的样品，用无水乙醇溶解后对其进行高效液相色谱检测，以确定岩藻黄素含量。
高效液相色谱检测条件如下：柱类型和条件:C18柱(2.1x 50mm)，粒径1.7um，带保护柱；检测器：二极管阵列检测器；检测波长：447nm；流速：0.25ml·min-1；柱温：室温；流动相：A:乙腈(含0.05％甲酸)；B：超纯水(含0.05％甲酸)；洗脱程序：0～4min，65％A～100％A，4～7min 100％A维持，7～8min，100％A洗脱到65％A，8～12min，65％。
岩藻黄素检测结果如图1所示：
由表1可知，实施例1、2、3、4与对比实施例中提取的马尾藻岩藻黄素含量分别为0.6869mg/g、0.5135mg/g、0.4138mg/g、0.4939mg/g、0.4355mg/g，其中，实施例1中岩藻黄素含量高，即每克鲜马尾藻中可以提取出0.6869mg的岩藻黄素纯品，实施例1、2、4的岩藻黄素含量均高于对比实施例，说明本发明中的岩藻黄素提取方法与之相比，提取质量高，提取效果好。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
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