一种微藻叶绿素的脱除方法技术

本发明专利技术公开一种微藻叶绿素的脱除方法。将微藻藻粉或湿藻泥按照物料浓度(质量体积比)为0.5～5.0％与脱色液混合，在40～70℃下反应0.5小时～3.0小时，即可脱除叶绿素；所述的脱色液的制备方法为将低碳醇与浓度0.5～2.5％的碱溶液按照一定的体积比混合而成。本发明专利技术的方法可高效、简易、安全、低成本的脱除微藻中高含量的叶绿素，有效解决了微藻产品的叶绿素污染问题，而且脱色废液可用于叶绿素铜钠的制备，脱叶绿素的微藻藻粉或湿藻泥可用于微藻油、蛋白质、多糖和类胡萝卜素的提取制备，相关产品可用于保健品、化妆品、生物能源、饲料、饵料等的开发。

【技术实现步骤摘要】
一种微藻叶绿素的脱除方法
：本专利技术属于去除叶绿素
，具体涉及一种微藻叶绿素的脱除方法。
技术介绍
：叶绿素是微藻进行光合作用、维持细胞正常生命活动所必不可缺的重要组分，通常情况下微藻叶绿素含量可占细胞干重的0.2-2.0％。叶绿素是一种色价较高的镁卟啉化合物(大于500)，微量即可呈现明显的绿色，叶绿素的存在严重影响微藻终端产品的品质(如油脂、蛋白质、多糖与类胡萝卜素)。本专利提供一种高效、简易、低成本、安全的微藻叶绿素脱除工艺，有效解决了微藻产品的叶绿素污染问题。现有技术的缺点及本专利技术的目的详述如下：1、“利用叶绿素水解酶分解叶绿素”，首先需要对微藻叶绿素进行提取，然后加入酶分解叶绿素。该方法成本相对较高且脱色效率较低；2、“利用有机溶剂脱除微藻中的叶绿素”，通常选用丙酮等有机溶剂反复抽提藻粉或湿藻泥，上述溶剂具有一定的毒性，如后续处理不彻底将对藻粉或湿藻泥的安全性产生一定影响，同时有机溶剂抽提叶绿素的过程中，会损失大部分高值化学成分，如类胡萝卜素、微藻油等，提取液中的叶绿素不稳定、易分解；3、未经精炼处理的微藻油中通常含有高浓度的叶绿素，这些叶绿素的存在对微藻油的综合利用存在非常不利的影响，如利用微藻油制备生物柴油、微藻油加工保健品和食品等。研究表明：利用传统的油脂脱色工艺(如双氧水、活性炭、硅藻土等氧化吸附)对含叶绿素的微藻油无明显脱色效果；4、目前制备叶绿素铜钠的主要原料是蚕沙，蚕沙不易获取；5、藻粉或藻泥含有一定的叶绿素，当制作咀嚼片时，往往会使食用者口腔染上色泽难看的绿色，在一定程度上影响产品的品质。叶绿素(chlorophyll)是一类与光合作用有关的色素，广泛存在于所有营光合自养生长的生物中(如原核藻类、绿色植物、真核藻类等)，其与细胞捕光色素蛋白复合物结合存在于光合膜上，负责光能的吸收和传递。叶绿素为镁卟啉化合物，其分子中含有一个卟啉环的“头部”和一个叶绿醇的“尾巴”，镁原子居于卟啉环的中央(如图1所示)。叶绿素可吸收大部分的红光和紫光而反射绿光，故其呈现绿色。叶绿素不溶于水，溶于多种有机溶剂，如乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等，叶绿素是叶绿酸的酯，能发生皂化反应。叶绿素有多种类型，包括叶绿素a、b、c、d、f和细菌叶绿素等，其中，叶绿素a(C55H72O5N4Mg)和叶绿素b(C55H70O6N4Mg)最为常见，叶绿素a呈绿色，叶绿素b呈黄绿色。叶绿素不稳定，光、酸、碱、氧、氧化剂都会使其分解，酸性条件下，叶绿素很容易失去镁原子成为去镁叶绿素，去镁叶绿素为深褐色。叶绿素a和b分子中的镁离子易被铜、铁、钴等离子取代而成为叶绿素衍生物，叶绿素衍生物可用来制造催化剂、光敏剂、食用色素、涂料等，其中最重要的是水溶性叶绿素铜钠盐(图2)，其可治疗传染性肝炎、胃、胰腺炎、十二指肠溃疡、慢性肾炎和白血病等疾病，叶绿素铜钠盐已被广泛应用，目前制备叶绿素铜钠盐的主要原料为蚕沙。叶绿素虽然具有重要的生物学活性，可以单独作为食品添加剂、药品、保健品使用，但当其存在于其他微藻产品中时(微藻油、蛋白质、多糖与类胡萝卜素)，将严重降低微藻产品的品质(色泽、纯度等)。例如：1)、含长链多不饱和脂肪酸的微藻油是一种高级保健品和化妆品原料，将此类微藻油进行提取后发现，其颜色通常为深绿色、褐色或黑色，经研究证明上述颜色主要来源于叶绿素，且利用传统脱色工艺(如双氧水、活性炭、硅藻土等氧化吸附)根本无法将颜色有效脱除；2)、目前“藻片”作为保健品已经被人们广泛接受，但当人们食用藻片时(特别是咀嚼片)，叶绿素的存在会严重影响使用者的口感，叶绿素存在口腔中，产生难看的颜色，这也是微藻咀嚼片难以广泛推广的原因之一；3)、利用微藻油制备生物柴油，叶绿素作为脂溶性物质通常会同微藻油一并被提取，微藻油转酯化生成脂肪酸甲酯的过程中，叶绿素同样也会发生甲酯化反应，生成颜色更为难看的叶绿素酸甲酯，它混在生物柴油中影响生物柴油的性能(十六烷值、皂化值、碘值、凝点和长链饱和因子等)，导致微藻生物柴油无法达到标准。如何有效脱除微藻细胞中的叶绿素，使微藻生物质或微藻精细加工产品更容易被大众接受，目前国内外已公布了若干相关技术专利技术，但这些技术并不能很好的进行推广和使用，现举例对已公开的代表性技术专利技术进行描述：(1)、植物油中叶绿素的脱除方法及其专用装置(专利申请号：CN201410049242.X)，通过研究证明利用该专利技术技术处理含叶绿素的微藻油，无明显脱色效果；(2)、使用经酸处理的硅石吸附剂从甘油酯油中除去叶绿素、色体以及磷脂的方法(专利申请号：CN91109410.5)，通过研究证明该专利中用硅石吸附剂对微藻油进行处理，无明显脱色效果；(3)、对叶绿素进行酶促脱色的组合物和方法(专利申请号：CN201310031421.6)，该技术成本相对较高、且目前仍处于实验室探索阶段，同时处理的原料为叶绿素的提取物，并不能直接对藻粉或藻泥进行脱色处理；(4)、一种适度加工的ARA微藻油脂的制备方法(专利申请号：CN201310254172.7)，该技术处理叶绿素含量较高的藻粉或湿藻泥时，并不能有效使其脱色；(5)、一种脱色柱及利用其进行DHA油脂的常温脱色方法(专利申请号：CN201010227935.5)，但该技术放大成本较高，难以进行规模化应用，同时，该技术处理无法处理叶绿素含量较高的藻粉或湿藻泥；(6)、一种小球藻功能成分连续提取的方法(专利申请号：CN200910220586.1)，该专利技术利用有机溶剂对叶绿素进行提取，如后续处理不彻底将对藻粉的安全性产生一定影响，同时有机溶剂抽提叶绿素的过程中，会损失一部分有价值的化学成分；(7)、微藻一步法制备生物能源(专利申请号：CN200910148494.7)，该技术需要精确控制反应条件避免叶绿素发生转酯化反应，因此该专利技术难以实现大规模放大。通过对现有专利技术的分析发现：已经公开的脱色技术多数存在不足，一方面缺乏专门针对微藻藻粉或湿藻泥中叶绿素的脱除工艺，另一方面多数专利并不能很好地进行推广和使用。目前用于叶绿素脱除的方法主要包括：高温磷酸法(以油脂为原料)、有机溶剂提取法(以藻粉或藻泥为原料)、酶促脱色法(以叶绿素提取液为原料)、硅石吸附法(以油脂为原料)等，现有技术的缺点详述如下：(1)、高温磷酸法和硅石吸附法：均是在油脂的基础对混杂其中的色素进行脱除，虽然上述两种方法对植物油脂、动物油脂、地沟油均具有较好的脱色效果，但微藻细胞中通常含有较多的叶绿素，利用上述两种方法很难达到有效的脱色效果；(2)、酶促脱色法：叶绿素水解酶可以高效、温和的分解叶绿素，以实现微藻脱绿，酶促脱绿法存在三个问题：一叶绿素水解酶不能进入细胞内部发挥作用，因此该技术不能用于处理藻粉或湿藻泥；二该技术首先需要将叶绿素抽提出来，随后加入叶绿素水解酶，但叶绿素水解酶置于有机溶剂中时，其将部分或完全失活，如把有机溶剂挥发后，再加水解酶处理，将耗费大量的成本，三该技术仍处于实验室阶段，放大后叶绿素的分解效率是否可以满足脱绿要求；(3)、有机溶剂提取法：丙酮等有机溶剂对叶绿素进行反复提取，该工艺耗能、耗时、低效，且有机溶剂后续处理不彻底将对藻粉的安全性产生一定影响；(4)、叶绿素是一种具有较高开发价值的生物活性物质，上述所有工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微藻叶绿素的脱除方法，其特征在于，包括以下步骤：将微藻藻粉或湿藻泥按照物料浓度为0.5～5.0％与脱色液混合，在40～70℃下反应0.5小时～3.0小时，即可脱除叶绿素；所述的脱色液的制备方法为将低碳醇与浓度0.5～2.5％的碱溶液按照一定的体积比混合而成。

【技术特征摘要】
1.一种微藻叶绿素的脱除方法，其特征在于，包括以下步骤：将微藻藻粉或湿藻泥按照物料浓度为0.5～5.0％与脱色液混合，在40～70℃下反应0.5小时～3.0小时，即可脱除叶绿素；所述的脱色液的制备方法为将浓度100％低碳醇与浓度0.5～2.5％的碱溶液按...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，向文洲，王广华，吴华莲，戴世鲲，何慧，
申请(专利权)人：中国科学院南海海洋研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44