專利名稱：一種亞臨界流體萃取蝦青素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種亞臨界流體萃取蝦青素的方法，確切地說就是采用亞臨界狀態(tài)下的流體作為萃取劑，從富含蝦青素的水產(chǎn)品原料或其下腳料中提取分離蝦青素的技術(shù)。
背景技術(shù)：
蝦青素(Astaxanthin)，3，3，-二羥基 _4，4，- 二酮基-β，β，_ 胡蘿卜素，是一種酮式類胡蘿卜素，是發(fā)現(xiàn)于水生動(dòng)物體內(nèi)的一種類胡蘿卜素，呈艷麗紅色，為脂溶性。研究表明，蝦青素的抗氧化性比胡蘿卜素高10倍以上，比維生素E的抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)特性高1000倍以上，具有高效抗氧化、抗癌變、增強(qiáng)免疫及著色等功能，目前已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品和飼料等行業(yè)。因而在食品添加劑、水產(chǎn)養(yǎng)殖、化妝品、保健品和醫(yī)藥工業(yè)方面有廣闊的應(yīng)用前景。隨著高檔水產(chǎn)養(yǎng)殖的迅猛發(fā)展，自20世紀(jì)80年代中期出現(xiàn)了對(duì)蝦青素的巨大市場需求，并于近年有急劇增加的趨勢。據(jù)報(bào)道，目前天然的蝦青素市場價(jià)格為6萬美元/kg，市場上供不應(yīng)求，應(yīng)用前景十分廣闊。從蝦頭蝦殼等下腳料中提取蝦青素不僅成本低，而且經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益都很高。目前提取蝦青素的一般方法是溶劑提取法和超臨界(X)2萃取法，溶劑提取法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，有機(jī)溶劑用量大，不利于操作人員的健康，且提取效果不佳，而且容易污染環(huán)境。超臨界(X)2萃取雖然具有效率高、選擇性好、綠色環(huán)保等一系列顯著的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在著操作壓力高、設(shè)備造價(jià)大、不易推廣應(yīng)用等缺點(diǎn)。近幾年新出現(xiàn)的亞臨界流體萃取技術(shù)，可以在比較低的壓力下實(shí)現(xiàn)比較好的萃取效果，克服了超臨界CO2萃取存在的一些缺點(diǎn)，因而受到了越來越多的重視。由于1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)具有臨界條件(Tc = 101. 1°C, Pc = 4. 06MPa) 易于達(dá)到、低毒、惰性、不易燃以及不破壞臭氧層(ODP = O)等特點(diǎn)，所以成為亞臨界流體的首選。根據(jù)文獻(xiàn)檢索，到目前為止尚無采用亞臨界從富含蝦青素的水產(chǎn)品原料或其下腳料中提取蝦青素的方法問世。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種用亞臨界從富含蝦青素的水產(chǎn)品原料或其下腳料中萃取蝦青素的方法，采用該方法流程簡單，操作方便，在萃取過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)分離， 對(duì)生產(chǎn)人員及環(huán)境無不良影響。蝦青素的亞臨界萃取技術(shù)的原理是利用亞臨界的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對(duì)亞臨界流體溶解力的影響而進(jìn)行的。在亞臨界狀態(tài)下將亞臨界液體與富含蝦青素的水產(chǎn)品原料或其下腳料接觸，使其有選擇性地把蝦青素萃取出來。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種亞臨界流體萃取蝦青素的方法，是先將富含蝦青素的水產(chǎn)品原料或其下腳料進(jìn)行簡單干燥處理，然后將原料破碎或粉碎成碎片，再對(duì)其進(jìn)行亞臨界萃取，最后對(duì)含有蝦青素的流體進(jìn)行降壓解析分離。
上述方法是利用處于不同壓力和溫度狀態(tài)的流體對(duì)富含蝦青素的水產(chǎn)品原料或其下腳料中化學(xué)成份具有較大的溶解度差異，以及相同狀態(tài)的流體對(duì)富含蝦青素的水產(chǎn)品原料或其下腳料中不同化學(xué)成份具有不同的溶解能力，來實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的提取和分離的。故選擇合適的工藝操作條件是進(jìn)一步提高蝦青素提取率的關(guān)鍵因素。因此在上述方法的亞臨界萃取工藝中，萃取壓力為3 15MPa，萃取溫度為30 80°C， 萃取時(shí)間為20 60分鐘，R134a的流量為4 12克/分鐘。其優(yōu)選條件是萃取壓力為 6 lOMPa，萃取溫度為50 60°C，先靜態(tài)萃取30分鐘，然后進(jìn)行動(dòng)態(tài)萃取，R134a的流量為8 12克/分鐘，從萃取釜中流出的流體直接在分離釜中降壓解析分離。在上述方法中，原料可選取水產(chǎn)品加工中的下腳料蝦頭、蝦殼、蟹殼、體積較小的整只太平洋磷蝦和南極磷蝦等。對(duì)原料進(jìn)行冷凍干燥處理12 48h，這樣可以盡快除去原料中殘留的水分，并減少原料中蝦青素的損失。原料并不需要完全干燥，適度含水率的樣品可以直接進(jìn)行萃取。本發(fā)明的積極效果在于作為亞臨界萃取劑，無毒、副作用及有機(jī)物殘留，對(duì)萃取設(shè)備沒有腐蝕作用。采用流體在其處于亞臨界狀態(tài)所具有的高密度、低粘度條件下萃取原料中的有效物質(zhì)，可以有選擇性地對(duì)蝦青素進(jìn)行萃取，再通過降壓的方法將溶劑與溶質(zhì)分開，生產(chǎn)蝦青素的周期短、效率高。2)采用亞臨界流體可在溫和的低溫條件下提取原料中的蝦青素，整個(gè)工作過程在高壓密閉的惰性環(huán)境中，可有效的防止蝦青素的氧化及降解。3)采用亞臨界流體可在較低的壓力條件下提取原料中的蝦青素，相比用超臨界二氧化碳提取蝦青素，R134a壓力為IOMPa時(shí)蝦青素提取率可達(dá)80%以上。4)所用的原料并不需要完全干燥，適度含水率的樣品可以得到較高的提取率，當(dāng)樣品含水率在30%左右，蝦青素提取率可達(dá)到60%，且隨著含水率的降低，提取率上升的很快。5)利用溫度及壓力的控制使溶于亞臨界流體中的蝦青素脫溶而分離，不需要使用化學(xué)有機(jī)溶劑，因此所得蝦青素中無溶劑殘留，對(duì)環(huán)境無污染、無毒害，且可降低能6)本方法采集萃取、分離雙重作用于一體，不存在物料的相變過程，不需要高溫加熱，不需回收溶劑，操作方便，大大簡化了工藝流程，節(jié)約了能耗，降低了成本，且生產(chǎn)安全可靠，不失為一種理想的蝦青素萃取分離方法。
具體實(shí)施例方式下列實(shí)施例旨在進(jìn)一步舉例描述本發(fā)明，而不是以任何方式限制本發(fā)明，在不背離本發(fā)明的精神和原則的前提下，對(duì)本發(fā)明所作的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)的任何改動(dòng)或改變都將落入本發(fā)明的待批權(quán)利要求范圍內(nèi)。實(shí)施例1取太平洋磷蝦10g，冷凍干燥48h，含水率為5.5%，粉碎送入萃取釜中后，通入 Rl3 流體，在溫度60°C、壓力IOMPa條件下靜態(tài)萃取30分鐘，然后動(dòng)態(tài)萃取40分鐘，Rl3 流量為10克/分鐘，在分離釜中降壓解析，收集萃取物，蝦青素提取率達(dá)到87%。實(shí)施例2取太平洋磷蝦10g，冷凍干燥12h，含水率為32.8%，粉碎送入萃取釜中后，通入 Rl3 流體，在溫度60°C、壓力IOMI^a條件下靜態(tài)萃取30分鐘，然后動(dòng)態(tài)萃取40分鐘，Rl3 流量為10克/分鐘，在分離釜中降壓解析，收集萃取物，蝦青素提取率達(dá)到60%。
權(quán)利要求
1.一種亞臨界流體萃取蝦青素的方法，其特征在于包括以下步驟將亞臨界流體連續(xù)地通入置有富含蝦青素的水產(chǎn)品原料或其下腳料的萃取釜中；溶解了蝦青素的流體送入分離釜中降壓解析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用的亞臨界流體為R134a。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于先將蝦頭蝦殼廢棄物經(jīng)過冷凍干燥，粉碎。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于也可將蝦頭蝦殼廢棄物經(jīng)過熱風(fēng)干燥，粉碎。
5.根據(jù)權(quán)利要求3和4所述的方法，其特征在于干燥后，原料的含水率為5 30%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于解壓后的流體經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后，可回收循環(huán)使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求2 6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于萃取壓力為6 lOMPa，萃取溫度為50 60°C，先靜態(tài)萃取30分鐘，然后動(dòng)態(tài)萃取40 60分鐘，的流量為8 12克/分鐘，從萃取釜中流出的流體直接在分離釜中降壓解析分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求2 7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所說的原料選用水產(chǎn)品加工廢棄物蝦殼、蝦頭和蟹殼，以及低值的蝦類太平洋磷蝦和南極磷蝦。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種亞臨界流體萃取蝦青素的方法，原料干燥后送入萃取釜中后，通入R134a，在萃取壓力6～10MPa，萃取溫度50～60℃的條件下，先靜態(tài)萃取30分鐘，然后動(dòng)態(tài)萃取40～60分鐘，其中R134a的流量為6～12克/分鐘。從萃取釜中流出的R134a流體直接在分離釜中降壓解析分離，蝦青素得率在80％以上。本發(fā)明的方法可有效的防止蝦青素的氧化及降解，R134a作為亞臨界萃取劑，無毒、副作用及有機(jī)物殘留，蝦青素在R134a中的溶解度大，萃取率高，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C07C403/24GK102321005SQ20111028268
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者王蘭, 薛長湖, 韓玉謙, 馬勤川 申請(qǐng)人:中國海洋大學(xué)