一种绿色提取螺旋藻叶绿素并提高叶绿素稳定性的方法

申请号 CN202410087536.5 申请日 2024-01-22 公开(公告)号 CN117924301A 公开(公告)日 2024-04-26
申请人 中国海洋大学三亚海洋研究院; 发明人 李方巍; 王淑玉; 曾名湧;
摘要 本 发明 公开了一种绿色提取螺旋藻叶绿素并提高叶绿素 稳定性 的方法。本发明将HBD和HBA混合均匀,加入去离子 水 ,在70~80℃下磁 力 搅拌至形成无色透明的澄清液体,得到NADES提取液;将NADES提取液和螺旋藻粉混合,均质机破壁,30~70℃下磁力搅拌萃取,萃取完成后冷冻离心,取上清液,即得到螺旋藻叶绿素NADES提取液。经试验证明,上述方法制备的螺旋藻叶绿素NADES提取液,明显改善了叶绿素的光稳定性和 热稳定性 。本发明首次将价廉易得、绿色环保的NADES应用于螺旋藻叶绿素的提取,解决传统提取方法污染环境、危害人体健康的问题,同时还可以提高叶绿素的稳定性。
权利要求

1.一种绿色提取螺旋藻叶绿素并提高叶绿素稳定性的方法,其特征是,
所述提高叶绿素稳定性为提高叶绿素的光稳定性和热稳定性
所述方法包括以下步骤:
(1)NADES提取液的制备
将HBD和HBA混合均匀,加入去离子,在70~80℃下磁搅拌至形成无色透明的澄清液体,即得NADES提取液;
(2)螺旋藻叶绿素的制备
将NADES提取液和螺旋藻粉混合,均质机破壁,30~70℃下磁力搅拌萃取,萃取完成后冷冻离心,取上清液,即得到螺旋藻叶绿素NADES提取液。
2.如权利要求1所述的一种绿色提取螺旋藻叶绿素并提高叶绿素稳定性的方法,其特征是,所述HBD为甜菜;HBA为三甘醇、甘油、木糖醇中的一种。
3.如权利要求2所述的一种绿色提取螺旋藻叶绿素并提高叶绿素稳定性的方法,其特征是,所述HBD为甜菜碱;HBA为木糖醇。
4.如权利要求3所述的一种绿色提取螺旋藻叶绿素并提高叶绿素稳定性的方法,其特征是,
(1)NADES提取液的制备
按照物质的量之比1:2取甜菜碱和木糖醇混合均匀,加入适量的去离子水,在70~80℃下磁力搅拌至形成无色透明的澄清液体,使其含水量30~35%;
(2)螺旋藻叶绿素的制备
将制备好的NADES提取液与螺旋藻粉混合均匀,使用均质机破壁,在40~60℃下水浴辅助磁力搅拌下进行萃取,磁力搅拌90~150min完成萃取过程,经4℃冷冻离心除去藻渣,取上清液,即得到螺旋藻叶绿素NADES提取液备用。
5.如权利要求4所述的一种绿色提取螺旋藻叶绿素并提高叶绿素稳定性的方法,其特征是,所述螺旋藻粉与制备好的NADES提取液的质量体积比为1:50~150。
6.如权利要求4所述的一种绿色提取螺旋藻叶绿素并提高叶绿素稳定性的方法,其特征是,将藻渣按照步骤(2)重复进行提取,以提高螺旋藻叶绿素的提取率。
7.权利要求4‑6中任一项所述方法制备的螺旋藻叶绿素NADES提取液。
8.权利要求7所述的螺旋藻叶绿素NADES提取液在制备功能性果冻、功能性饮料以及抗化爽肤水中的应用。

说明书全文

一种绿色提取螺旋藻叶绿素并提高叶绿素稳定性的方法

技术领域

[0001] 本发明属于食品加工技术领域,具体涉及一种绿色提取螺旋藻叶绿素并提高叶绿素稳定性的方法。

背景技术

[0002] 螺旋藻是一种营养丰富、功能全面的绿色食品,联合国粮农组织(FAO)已将它列入21世纪人类食品资源开发计划,更将其誉为“21世纪最理想的食品”。螺旋藻富含多糖、多酚、叶绿素、类胡萝卜素、不饱和脂肪酸等多种活性物质,具有抗病毒、抗肿瘤、抗疲劳和提高机体免疫等多种保健作用,被誉为“微型绿色功能性营养宝库”。螺旋藻中的脂溶性色素叶绿素作为天然色素,不仅能够代替人工色素呈色,同时还具备抗化、抗肿瘤、抑菌消炎、抗诱变等多种良好的生物活性。因此,叶绿素在食品、营养、医药和化妆品等方面有着广泛的应用,具有较高的商业价值。
[0003] 目前,提取叶绿素的方法主要是酶解或超声辅助有机溶剂萃取,提取过程中大量使用到甲醇、丙、石油醚等有机试剂,污染环境,危害人体健康,存在着一定的安全隐患。CN201910838715.7公开了使用乙醇、丙酮等有机试剂在花椒叶中同时提取出叶绿素和芳香油,提取过程减少了有机溶剂的添加量。CN201710650214.7中涉及一种采用加酶提取叶绿素的方法,主要是对预处理后的浒苔加纤维素酶破壁,使用甲醇、丙酮、异丙醇等有机溶剂提取其中的叶绿素。CN201610176075.4中展示了一种从绿色植物叶片中提取叶绿素的方法,主要包括原料准备、浸提、过滤、浓缩、洗脱、干燥等步骤,在提取过程中主要使用丙酮溶液提取原料中的叶绿素。CN201710169066.7公开了螺旋藻中活性物质的提取工艺,主要使用乙醇索式提取法得到叶绿素锌钠盐,其中不可避免地使用到盐酸、丙酮、石油醚来完成提取过程。
[0004] 深共晶溶剂(Deep eutectic solvents,DES)是一种原料简单易得、热稳定性高、挥发性低且易于合成的绿色溶剂,自2001年首次提出以来被广泛应用于生物、医药及绿色化学等多个领域,被认为是21世纪最重要的发现之一。深共晶溶剂一般是由氢键供体(HBD)和氢键受体(HBA)组成的二元或三元体系,多元醇、尿素和羧酸等常充当氢键供体(HBD),氯化胆基酸等充当氢键受体(HBA)。DES可以与目标化合物形成氢键,所以很多化合物在DES中都能表现出较高的溶解性。基于这种性质,DES被广泛应用于生物活性物质的提取,主要成分是糖、氨基酸、有机酸等初级代谢产物的DES被称为天然深共晶溶剂(Natural deep eutectic solvents,NADES)。NADES的天然来源广泛、易于合成、可生物降解且绿色无毒,与有机试剂相比,它应用于食品工业展现出更高的安全性。由于传统叶绿素提取方法仍然存在着有机溶剂残留、污染环境及提取过程中的安全性等问题,与之相比,NADES在绿色化学领域展现出了极大的潜力。
[0005] CN202011060450.1使用氯化胆碱、丙三醇、柠檬酸(摩尔比为1:2:1),并且加入一定体积的超纯制备NADES,将NADES结合超声提取技术对红车轴草的异黄酮提取工艺进行优化,使得成分提取过程更加绿色高效环保。CN202110812322.6使用了不同组分的NADES(包括:氯化胆碱、柠檬酸、苹果酸、D‑葡萄糖、D‑果糖)辅助超声提取紫苏叶精油,发现相较于传统方法,使用超声辅助NADES提取的得率更高,所得的紫苏叶精油抗氧化性更强、抑菌效果更好,认为超声辅助NADES提取可以作为一种新型的提取方法在天然香原料提取领域中应用。CN202010034722.4将NADES(氢键受体为氯化胆碱、DL‑薄荷醇中的一种,氢键供体为葡萄糖酸酒石酸、乳酸中的一种)用于提取杏渣、番茄渣、胡萝卜渣中的类胡萝卜素,该方法高效、环保、简单、快速。
[0006] 从以上专利中可知,使用NADES提取生物活性物质相较于传统提取方法更为清洁高效,但目前却未查到将NADES用于叶绿素提取的相关报道。现有叶绿素的提取方法多是以超声、酶解等方法辅助有机溶剂萃取以提高提取效率,虽然减少了提取过程中有机溶剂的用量,但仍无法彻底摆脱有机溶剂的制约。基于NADES自身易于和目标化合物形成氢键这一性质,使用NADES提取生物活性物质已经广泛应用于天然产物提取领域,因此可以尝试将NADES应用于螺旋藻叶绿素的提取,提取过程更加绿色环保。

发明内容

[0007] 针对上述问题,本发明提供了一种绿色提取螺旋藻叶绿素并提高叶绿素稳定性的方法。本发明使用天然深共晶溶剂代替有机溶剂提取螺旋藻中的叶绿素,不仅可以避免使用有毒有害的有机试剂,解决传统提取方法污染环境、危害人体健康的问题;同时还可以提高叶绿素的稳定性,为拓宽叶绿素应用渠道、延长产品货架期提供了新思路。
[0008] 本发明的技术方案是:一种绿色提取螺旋藻叶绿素并提高叶绿素稳定性的方法,其特征是,
[0009] (1)NADES提取液的制备
[0010] 将HBD(氢键供体)和HBA(氢键受体)混合均匀,加入去离子水,在70~80℃下磁力搅拌至形成无色透明的澄清液体,即得NADES提取液;
[0011] (2)螺旋藻叶绿素的制备
[0012] 将NADES提取液和螺旋藻粉混合,均质机破壁,30~70℃下磁力搅拌萃取,萃取完成后冷冻离心,取上清液,即得到螺旋藻叶绿素NADES提取液。
[0013] 其中HBD为甜菜碱;HBA为三甘醇、甘油、木糖醇中的一种,优选木糖醇。当HBD为甜菜碱,HBA为木糖醇时,其具体步骤优选为:
[0014] (1)NADES提取液的制备
[0015] 按照物质的量之比(摩尔比)1:2取甜菜碱和木糖醇混合均匀,加入适量的去离子水,在70~80℃下磁力搅拌至形成无色透明的澄清液体,使其含水量30~35%;
[0016] (2)螺旋藻叶绿素的制备
[0017] 将制备好的NADES提取液与螺旋藻粉混合均匀(料液比1:100~150),使用均质机破壁,在40~60℃下水浴辅助磁力搅拌下进行萃取,磁力搅拌90~150min完成萃取过程,经4℃冷冻离心除去藻渣,取上清液,即得到螺旋藻叶绿素NADES提取液备用。
[0018] 将藻渣按照步骤(2)重复进行提取,以提高螺旋藻叶绿素的提取率。
[0019] 经试验证明,上述方法制备的螺旋藻叶绿素NADES提取液,明显改善了叶绿素的光稳定性和热稳定性。
[0020] 本发明还公开了上述方法制备的螺旋藻叶绿素NADES提取液在制备功能性果冻、功能性饮料以及抗氧化爽肤水方面的应用。
[0021] 本发明的技术效果是:
[0022] 1、本发明首次将价廉易得、绿色环保的NADES应用于螺旋藻叶绿素的提取,使用NADES不仅成功提取出了叶绿素,且提取率高达65%,兼顾经济效益、高效提取、绿色环保三方面优点;
[0023] 2、现有技术大多关注于如何提取出叶绿素,而回避了所提取出的叶绿素稳定性这一影响叶绿素应用的关键问题。本发明在高效提取出叶绿素的前提下,成功改善了叶绿素的光稳定性及热稳定性,解决了这一关键问题,延长了天然色素产品的货架期,有利于叶绿素产品的进一步应用;
[0024] 3、本发明所用到的试剂均为可生物降解且绿色无毒的NADES,这一创新符合绿色化学的要求,避免使用有毒有害的有机试剂,使得提取过程及产品的安全性大大提升。附图说明
[0025] 图1为8种NADES提取螺旋藻叶绿素的结果对比图,其中:A:Bet‑Teg;B:ChCl‑prop;C:Bet‑Lev;D:ChCl‑MA;E:Bet‑Gly;F:ChCl‑Gly;G:Bet‑Xyl;H:ChCl‑Xyl;图中,左侧为制备好的NADES,右侧为相应藻粉提取液;F图从左到右依次为NADES、藻粉提取液、稀释5倍后的藻粉提取液;
[0026] 图2为8种NADES螺旋藻叶绿素提取物紫外光谱图;其中:A:Bet‑Teg;B:ChCl‑prop;C:Bet‑Lev;D:ChCl‑MA;E:Bet‑Gly;F:ChCl‑Gly;G:Bet‑Xyl;H:ChCl‑Xyl;
[0027] 图3为光照0和6h的各组稳定性变化对比图;A、B、C、D、E分别是Bet‑Teg组、Bet‑Gly组、Bet‑Xyl组、叶绿素乙醇/水(v/v=1:4)溶液、叶绿素乙醇溶液;
[0028] 图4为光照0‑6h各组紫外光谱变化图,其中A、B、C、D分别是Bet‑Teg组、Bet‑Gly组、Bet‑Xyl组及叶绿素对照组;
[0029] 图5为持续光照6h后各组中Chl的降解率变化,A、B、C、D、E分别是Bet‑Teg组、Bet‑Gly组、Bet‑Xyl组、叶绿素乙醇/水(v/v=1:4)溶液、叶绿素乙醇溶液;
[0030] 图6为不同去离子水含量的Bet‑Xyl提取液的紫外吸收光谱(A图)及叶绿素浓度变化情况图(B图);
[0031] 图7为不同提取温度的Bet‑Xyl藻粉提取液的紫外吸收光谱(A图)及叶绿素浓度变化情况(B图);
[0032] 图8为不同提取时间的Bet‑Xyl藻粉提取液的紫外吸收光谱(A图)及叶绿素浓度变化情况(B图);
[0033] 图9不同料液比的Bet‑Xyl藻粉提取液的紫外吸收光谱(A图)及叶绿素浓度变化情况(B图);
[0034] 图10为Bet‑Xyl藻粉提取液的紫外吸收光谱图;
[0035] 图11为以676nm为发射波长的Bet‑Xyl藻粉提取液的荧光激发谱(A图)及以400nm为激发波长的Bet‑Xyl藻粉提取液的荧光发射谱(B图);
[0036] 图12为Bet‑Xyl‑Chl与Chl的热重分析曲线,其中A:TG曲线;B:DTG曲线。

具体实施方式

[0037] 以下结合实施例及附图来说明其效果。
[0038] 1.NADES提取液的制备
[0039] NADES提取液的制备方法为:将HBD(组分1)和HBA(组分2)按照一定的物质的量之比在70~80℃下水浴辅助磁力搅拌至透明澄清状态。为了使NADES具备一定的流动性达到较好的溶液状态,分别向八种NADES中加入一定量的去离子水。NADES的具体配方如表1所示。
[0040] 表1八种NADES提取液的配方
[0041]
[0042]
[0043] 2.不同NADES提取液对螺旋藻叶绿素提取效果的筛选
[0044] 主要实验方法为:将制备好的八种NADES提取液各取10ml,加入0.2g的螺旋藻藻粉,均质10min,在40℃下磁力搅拌90min完成萃取。4℃冷冻离心后取上清液,即得到NADES藻粉提取液,通过紫外吸收光谱分析提取液中所含有的物质。
[0045] NADES提取结果对比如图1所示,观察到A、B、E、F、G五组可能提取出了螺旋藻中的色素类物质。对以上八种NADES的提取物进行紫外光谱测定,结果如图2。观察其紫外吸收光谱可发现Bet‑Teg、Bet‑Gly、Bet‑Xyl三种NADES的提取液的紫外光谱符合叶绿素和藻蓝蛋白的吸收峰,认为提取出了叶绿素和藻蓝蛋白两种物质。但目前藻蓝蛋白的提取方法已经相对成熟,因此选择叶绿素为主要研究目标。
[0046] 3.叶绿素降解率的测定
[0047] 提取发现Bet‑Teg、Bet‑Gly、Bet‑Xyl三种NADES提取出了叶绿素和藻蓝蛋白,为了进一步筛选出最适用于提取叶绿素的NADES,对Bet‑Teg、Bet‑Gly、Bet‑Xyl三组提取液进行叶绿素降解率的测定。使用对应NADES将提取物稀释至叶绿素浓度为6mg/L,并利用传统有机溶剂提取法提取出的叶绿素制备叶绿素乙醇/水(v/v=1:4)溶液(浓度6mg/L)和叶绿素乙醇溶液(浓度6mg/L)作为对照。将其在光照培养箱4℃,60%的光照强度(即19200Lux)下持续光照6h,观察体系中叶绿素的含量变化。
[0048] 传统有机溶剂提取叶绿素的主要方法如下:取200g螺旋藻粉,加200mL无水乙醇和400mL石油醚,匀浆5分钟。冷冻离心10分钟后取上清液,抽滤后与等体积水混合分液。保留上层石油醚相,经水洗涤、干燥后,旋蒸浓缩至剩余200mL,得到叶绿素粗提液。将叶绿素粗提液通过以中性氧化为填料的层析柱,并依次以石油醚‑丙酮(v/v=9:1)、石油醚‑丙酮(v/v=7:3)、正丁醇‑乙醇‑水(v/v/v=3:1:1)为洗脱剂洗脱出胡萝卜素、叶黄素和叶绿素,收集叶绿素洗脱液(以干物质计,叶绿素含量约为8%)备用。
[0049] Bet‑Teg组、Bet‑Gly组、Bet‑Xyl组、叶绿素乙醇/水(v/v=1:4)溶液、叶绿素乙醇溶液0h和6h对比如图3所示,从图3可以看出:光照6h后,Bet‑Teg、Bet‑Gly、Bet‑Xyl三组NADES提取液中的叶绿素稳定性好(褪色不明显),叶绿素乙醇/水(v/v=1:4)溶液、叶绿素乙醇溶液的持续光照6h后稳定性差,褪色明显。
[0050] 0‑6h紫外光谱变化如图4所示,观察其紫外光谱可以发现,在19200Lux的光照强度下持续光照6h后,Bet‑Teg、Bet‑Gly、Bet‑Xyl三组NADES提取液中的叶绿素降解率均低于乙醇/水(v/v=1:4)及乙醇体系中的叶绿素。发现使用NADES提取螺旋藻中的叶绿素相较于传统有机溶剂法提取可以有效提高叶绿素的光照稳定性,改善其在光照下易降解的缺点。
[0051] 持续光照6h后各组中Chl的降解率变化结果如图5所示,其中,Bet‑Xyl组叶绿素降解率显著低于叶绿素乙醇/水(v/v=1:4)溶液、叶绿素乙醇溶液和另外两组NADES提取液,可认为其叶绿素光照稳定性优于其他各组。因此,认为Bet‑Xyl是最适用于后续提取螺旋藻叶绿素的NADES。
[0052] 4.NADES提取叶绿素的条件优化
[0053] 分别以不同的NADES含水量、提取温度、提取时间和料液比等为因素,考察各因素对叶绿素提取浓度的影响。
[0054] 4.1NADES含水量对叶绿素含量的影响
[0055] 在NADES中加入一定量的水,可以起到增大溶解度、调节pH和黏度的作用。同时可以缩短制备时间、降低制备温度。因此,NADES中适宜的水分含量对于螺旋藻叶绿素的提取至关重要。实验发现,Bet‑Xyl在含水量低于30%的情况下难以形成透明澄清的液体,不利于后续应用。因此依次制备含水量30~50%的Bet‑Xyl,然后进行叶绿素的提取。经均质、萃取、离心等操作得到Bet‑Xyl藻粉提取液(各取10ml,加入0.1g的螺旋藻藻粉,均质10min破壁后,在40℃下磁力搅拌90min完成萃取。4℃冷冻离心后取上清液,即得到NADES藻粉提取液),测定叶绿素浓度。
[0056] 如图6所示,随着Bet‑Xyl含水量的增加,Bet‑Xyl提取液中的叶绿素浓度逐渐降低。30%水分含量的提取液的叶绿素浓度与35%水分含量的叶绿素浓度无显著性差异,但30%的溶液相较于35%的溶液更粘稠,不适合食品生产。因此,认为Bet‑Xyl含水量30~
35%为Bet‑Xyl提取螺旋藻叶绿素的最佳水分含量。
[0057] 4.2提取温度对叶绿素含量的影响
[0058] 取等量Bet‑Xyl(含水量35%)用于螺旋藻叶绿素的提取。各取10ml,加入0.1g的螺旋藻藻粉,均质10min破壁后,在30~70℃下磁力搅拌90min完成萃取。4℃冷冻离心后取上清液,即得到NADES藻粉提取液,测定叶绿素浓度。
[0059] 不同提取温度的Bet‑Xyl藻粉提取液的紫外吸收光谱及叶绿素浓度变化情况如图7所示,随着提取温度的增加,Bet‑Xyl提取液中的叶绿素浓度大致呈现先上升后下降再上升的趋势。因此,认为提取温度40~60℃是Bet‑Xyl提取螺旋藻叶绿素的最佳提取温度。
[0060] 4.3提取时间对叶绿素含量的影响
[0061] 取等量Bet‑Xyl(含水量35%)用于螺旋藻叶绿素的提取。各取10ml,加入0.1g的螺旋藻藻粉,均质10min破壁后,在50℃下磁力搅拌30~150min完成萃取。4℃冷冻离心后取上清液,即得到NADES藻粉提取液,测定叶绿素浓度。
[0062] 不同提取时间的Bet‑Xyl藻粉提取液的紫外吸收光谱及叶绿素浓度变化情况如图8所示,随着提取时间的增加,Bet‑Xyl提取液中的叶绿素浓度大致呈现先上升后下降的趋势。因此,认为提取时间90~150min是Bet‑Xyl提取螺旋藻叶绿素的最佳提取时间。
[0063] 4.4料液比对叶绿素含量的影响
[0064] 在使用NADES提取螺旋藻叶绿素的过程中,料液比也是影响提取效果的一个重要指标。考虑到实验所选用的NADES含水量较低(35%),黏度较大,因此在提取过程中,料液比较低时会使得提取液过分粘稠甚至呈糊状,影响到提取过程的充分进行。取等量藻粉,在料液比低于1:100的情况下,提取液呈现糊状,无法进行后续操作,因此分别按照1:100~1:300的料液比进行螺旋藻叶绿素的提取。经均质10min完成破壁后,在50℃下磁力搅拌
120min完成萃取。4℃冷冻离心后取上清液,即得Bet‑Xyl藻粉提取液,测定叶绿素浓度。
[0065] 不同料液比的Bet‑Xyl藻粉提取液的紫外吸收光谱及叶绿素浓度变化情况如图9所示,随着料液比的降低,Bet‑Xyl藻粉提取液的浓度不断降低,考虑提取液体积差异,进一步计算提取液中的叶绿素总含量。观察提取液的紫外光谱可发现,体系中的叶绿素与藻蓝蛋白的比例随着料液比的降低而不断降低,因此认为料液比为1:100~1:150时最有利于螺旋藻叶绿素的提取。
[0066] 综上,所得到的最优工艺条件下,即Bet‑Xyl含水量30~35%,提取温度40~60℃,提取时间1~2h,料液比1:100~1:150。
[0067] 5NADES螺旋藻叶绿素提取物的表征
[0068] 在所得到的最优工艺条件下,即Bet‑Xyl含水量35%,提取温度50℃,提取时间2h,料液比1:100,制得NADES螺旋藻叶绿素提取物,对其进行表征。
[0069] 5.1紫外光谱
[0070] 按照最优工艺制得的Bet‑Xyl藻粉提取液的紫外吸收光谱如图10所示,观察发现,Bet‑Xyl藻粉提取液在650~700nm间存在强烈吸收峰,符合Chl的特征吸收峰,计算可知,使用10ml NADES从0.1g藻粉中进行一次提取,所提取出的叶绿素浓度为17.75mg/L。即从0.1g藻粉中提取出了0.1775mg。
[0071] 5.2荧光光谱
[0072] 以676nm为发射波长,测量Bet‑Xyl藻粉提取液在350至500nm之间的激发光谱。另外,在400nm处激发,测量在600和750nm之间的荧光发射光谱。所有测量均使用96孔板在室温下进行。
[0073] 图11(A图)为发射峰在676nm处的Bet‑Xyl藻粉提取液的激发谱,其在380~450nm之间表现出了强吸收峰,符合Chl的特征吸收。图11(B图)为激发波长为400nm时的荧光发射谱,400nm对应于Chl a的吸收波长,图中发射峰位于676nm,为Chl a的荧光发射。
[0074] 5.3螺旋藻叶绿素提取率的测定
[0075] 精确称量0.1g藻粉,测量藻粉中总叶绿素的含量,同时使用Bet‑Xyl充分提取其中的叶绿素,计算提取率。具体方法如下:
[0076] 藻粉总叶绿素含量的测定:首先使用去离子水提取螺旋藻藻粉中的藻蓝蛋白。将藻粉与去离子水通过均质机均质5min完成破壁,然后在4℃,离心力8000×g条件下离心10min,去除上清液。将沉淀用去离子水溶解,重复均质、离心操作直至上清液无色。然后用乙醇将沉淀溶解取出,使用均质机破壁15min,然后在4℃,离心力8000×g条件下离心
10min,收集上清液。将沉淀用乙醇溶解,再次使用均质机破壁10~15min,相同条件下离心,直至离心后上清液无色。收集所有上清液抽滤,测量其中的叶绿素含量。
[0077] 使用Bet‑Xyl提取Chl方法如下:将Bet‑Xyl与藻粉混合均匀(料液比1:100),使用均质机破壁5min,50℃水浴辅助磁力搅拌萃取2h,在4℃,离心力10000×g条件下离心10min,收集上清液。将沉淀用Bet‑Xyl溶解,再次使用均质机破壁5min,萃取2h,相同条件下离心,直至离心后上清液无色透明。收集所有上清液,测量其中的叶绿素含量。
[0078] 提取率的计算式如下所示:
[0079]
[0080] 按照以上方法可得,0.1g螺旋藻藻粉中叶绿素的含量约为0.5344mg,使用Bet‑Xyl反复、多次提取,最多可以提取出0.3466mg。计算可知,使用Bet‑Xyl提取螺旋藻叶绿素,提取率约为64.85%。
[0081] 6.NADES螺旋藻叶绿素提取物的热稳定性测定
[0082] 热重分析(TG‑DTA)可以反映出体系晶体结构坍塌的温度。为了评价Bet‑Xyl体系中Chl的热稳定性,在氮气气氛下使用耐驰STA 449F3仪器测定Bet‑Xyl‑Chl,Chl的热重曲线。
[0083] Bet‑Xyl‑Chl与Chl的热重分析曲线如图12(A:TG曲线;B:DTG曲线)所示,TG升温范围30℃~400℃。其中,Bet‑Xyl‑Chl的质量损失分为两个阶段,在初始阶段,Bet‑Xyl‑Chl显示出约30%的质量损失,这可能是由于水的分解所导致的。后期的质量损失主要是其中甜菜碱、木糖醇、叶绿素组分的共同分解所导致的。初始分解温度是NADES保持液态而不分解的最高温度。由图12可知,Chl样品的初始分解温度位于165℃附近,而Bet‑Xyl‑Chl的初始分解温度位于210℃附近,相较于Chl样品向高温一侧移动,表明在Bet‑Xyl体系中,Chl的热稳定性提高。同时,观察两者的DTG曲线可发现,Chl的最大分解速率温度约为224.7℃,Bet‑Xyl‑Chl的最大分解速率温度约为286.6℃。这与TGA曲线得出来的结果相一致。因此,认为NADES体系中Chl的热稳定性优于传统有机溶剂法提取出的Chl。
[0084] 综上所述,本发明发现了一种可以在螺旋藻中有效提取出叶绿素的NADES,即Bet‑Xyl,其提取率高达65%。使用NADES法提取出的螺旋藻叶绿素,在19200Lux的光照强度下持续光照6h后,其叶绿素降解率低于传统有机溶剂法提取出的叶绿素,证明NADES提取法成功改善了叶绿素的光稳定性。对其进行热重分析发现,使用NADES提取出的叶绿素的初始分解温度及最大分解速率温度均高于传统有机溶剂法提取出的叶绿素,证明NADES提取法成功改善了叶绿素的热稳定性。
[0085] 实施例2:螺旋藻NADES提取液功能性果冻的制备
[0086] (1)NADES制备:按照物质的量之比为1:2分别取Bet(甜菜碱)、Xyl(木糖醇)混合均匀,加入适量的去离子水,在70~80℃下磁力搅拌至形成无色透明的澄清液体,使其含水量35%;
[0087] (2)螺旋藻叶绿素的制备:使用制备好的NADES(Bet‑Xyl)从螺旋藻藻粉中提取叶绿素,将Bet‑Xyl与藻粉混合均匀(料液比1:100),使用均质机破壁5min,萃取过程在40℃下水浴辅助磁力搅拌下进行,磁力搅拌90min完成萃取过程,经4℃冷冻离心除去藻渣,取上清液,即得到螺旋藻叶绿素NADES提取液备用;
[0088] (3)功能性果冻制备:取水6mL、螺旋藻叶绿素NADES提取液1mL,魔芋粉1g,卡拉胶0.5g,黄原胶0.05g,柠檬酸0.3g混合均匀后升温至90℃熬煮30min,然后将果冻胶液注入模具进行冷却成型。
[0089] 实施例3:螺旋藻NADES提取液功能性饮料制备
[0090] (1)按照物质的量之比为1:2分别取Bet(甜菜碱)、Xyl(木糖醇)混合均匀,加入适量的去离子水,在70~80℃下磁力搅拌至形成无色透明的澄清液体,使其含水量35%;
[0091] (2)螺旋藻叶绿素的制备:使用制备好的NADES(Bet‑Xyl)从螺旋藻藻粉中提取叶绿素,将Bet‑Xyl与藻粉混合均匀(料液比1:100),使用均质机破壁5min,萃取过程在40℃下水浴辅助磁力搅拌下进行,磁力搅拌150min完成萃取过程,经4℃冷冻离心除去藻渣,取上清液,即得到螺旋藻叶绿素NADES提取液备用;
[0092] (3)功能性饮料制备:此功能性饮料按重量份计,分别添加螺旋藻叶绿素NADES提取液10份,薄荷叶2份,纯净水100份,混合均匀即得到饮料初汁,向其中加入缓冲剂调节其pH至7‑7.5,然后加入甜味剂,混合即得。
[0093] 实施例4:含有螺旋藻NADES提取液的抗氧化爽肤水制作
[0094] (1)按照物质的量之比为1:2分别取Bet(甜菜碱)、Xyl(木糖醇)混合均匀,加入适量的去离子水,在70~80℃下磁力搅拌至形成无色透明的澄清液体,使其含水量35%;
[0095] (2)螺旋藻叶绿素的制备:使用制备好的NADES(Bet‑Xyl)从螺旋藻藻粉中提取叶绿素,将Bet‑Xyl与藻粉混合均匀(料液比1:100),使用均质机破壁5min,萃取过程在40℃下水浴辅助磁力搅拌下进行,磁力搅拌120min完成萃取过程,经4℃冷冻离心除去藻渣,取上清液,即得到螺旋藻叶绿素NADES提取液备用;
[0096] (3)抗氧化爽肤水的制备:在70~80℃下,将甘油4份、透明质酸钠1份、螺旋藻NADES提取液5份、水89份和乙醇1份,均混合均匀,即得所述抗氧化爽肤水。
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