【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物活性物质提取和水培营养液制备，涉及一种光合细菌提取类胡萝卜素及其废液资源化利用的方法，具体涉及一种光合细菌提取类胡萝卜素以及利用其废液制备水培营养剂和蔬菜水培液的方法。
技术介绍
1、类胡萝卜素是自然界中一类重要的脂溶性色素，因结构不同使其显现不同颜色。类胡萝卜素抗氧化性强，具有保持上皮细胞稳定、提高免疫力和维持视觉功能等多种生理功能，常作为着色剂、抗氧化剂和生物活性物质应用于食品、医药和化妆品等行业。类胡萝卜素的来源主要有化学法合成、从植物组织提取和从微生物细胞提取这三种途径。由于化学法合成类胡萝卜素有技术复杂，环境污染大和产品品质低等缺陷，从植物组织提取则有周期长、产量低且易受环境影响的不足，所以从生长速度快、培养成本低，且类胡萝卜素含量丰富的光合细菌等微生物细胞中提取类胡萝卜素的方法成为当前研究的热点。
2、光合细菌是一类能进行光合作用而不产氧的特殊生理类群的原核生物的总称。光合细菌细胞内含有多种维生素、丰富的蛋白质和氨基酸以及辅酶q10等多种生理活性物质，特别是含有丰富的类胡萝卜素，可以作为天然类胡萝卜素的一大来源。沼泽红假单胞菌(rhodopseudomonas palustris)是典型的紫色非硫光合细菌代表菌株之一，是我国农业农村部公布允许使用的饲料级微生物，在食品工业、环境治理、制药工程、生物菌肥和饲料级微生物添加剂等方面应用广泛。
3、从光合细菌等微生物细胞提取类胡萝卜素时，传统方法是用二甲基亚砜(dmso)、石油醚和丙酮等有毒有机溶剂提取，该法需要耗用大量有机溶剂，费
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供了一种光合细菌提取类胡萝卜素及其废液资源化利用的方法，该方法能够环保高效地从光合细菌中提取出高活性的类胡萝卜素；同时将过程中产生的废液经过配比和ph调节后制备为水培营养剂，加入到基础营养液中制得蔬菜水培液，具有促进蔬菜生长，提升蔬菜的产量和品质的肥效，且降低了培育成本。提取过程无任何有毒废液排出，实现了提取过程的环境友好和废液的充分资源化利用。
2、为此，本专利技术第一方面提供了一种水培营养剂，其由光合细菌发酵废液和类胡萝卜素萃取废液的稀释液组成；
3、其中，所述光合细菌发酵废液是通过对光合细菌发酵液进行离心和/或超滤分离处理，分离出光合细菌菌体后获得；
4、所述稀释后的类胡萝卜素萃取废液是通过低共熔萃取剂从光合细菌菌体中萃取类胡萝卜素并对所获得的类胡萝卜素萃取液进行分离处理后获得；
5、所述类胡萝卜素萃取废液的稀释液由类胡萝卜素萃取废液稀释10-50倍，优选稀释20-40倍获得。
6、本专利技术中，所述低共熔萃取剂由低共熔溶剂和甲醇组成；所述低共熔溶剂由氯化胆碱和酒石酸组成。
7、在本专利技术的一些实施例中，所述低共熔溶剂中氯化胆碱与酒石酸的摩尔比为2:1。
8、在本专利技术的一些实施例中，在低共熔萃取剂中，基于低共熔溶剂的质量计，甲醇的加入量为20wt％。
9、在本专利技术的一些实施例中，所述水培营养剂的ph值为6.6-7.0。
10、本专利技术第二方面提供了一种蔬菜水培液，其由本专利技术第一方面所述的水培营养剂与基础营养液组成。
11、在本专利技术的一些实施例中，所述蔬菜水培液中，水培营养剂的体积为基础营养液的1％-5％，优选为1％-3％。
12、本专利技术第三方面提供了一种光合细菌提取类胡萝卜素及其废液资源化利用的方法，其包括：
13、步骤a，对光合细菌发酵液进行离心和/或超滤分离处理，得到光合细菌发酵废液和光合细菌菌体；
14、步骤b，在超声辅助下利用低共熔萃取剂从光合细菌菌体中萃取类胡萝卜素，向所获得的类胡萝卜素萃取液中加入树脂吸附，分离处理得到吸附有类胡萝卜素的树脂和类胡萝卜素萃取废液；
15、步骤c，将光合细菌发酵废液和类胡萝卜素萃取废液的稀释液混合，调节ph值，即得到水培营养剂。
16、本专利技术中，所述光合细菌为沼泽红假单胞菌。
17、根据本专利技术，所述低共熔萃取剂由低共熔溶剂和甲醇组成；所述低共熔溶剂由氯化胆碱和酒石酸组成。
18、在本专利技术的一些实施例中，在低共熔溶剂中，所述氯化胆碱与酒石酸的摩尔比为2:1。
19、在本专利技术的一些实施例中，基于低共熔溶剂的质量计，甲醇的加入量为20wt％。
20、根据本专利技术，在步骤b中，光合细菌菌体的质量(g)与低共熔萃取剂的体积(ml)比为1:50～100，优选为1:70～80。
21、在本专利技术的一些实施例中，在步骤b中，所述萃取的温度为40-60℃，优选为45-55℃；所述萃取的时间为8-14分钟，优选为10-12分钟。
22、根据本专利技术，在步骤c中，所述类胡萝卜素萃取废液的稀释液由类胡萝卜素萃取废液稀释10-50倍，优选为稀释20-40倍获得。
23、根据本专利技术，在步骤c中，调节ph值至6.6-7.0。
24、根据本专利技术，所述方法还包括步骤d，将水培营养剂与基础营养液混合，获得蔬菜水培液。
25、在本专利技术的一些实施例中，所述蔬菜水培液中，水培营养剂的体积为基础营养液的1％-5％，优选为1％-3％。
26、本专利技术提供了一种光合细菌提取类胡萝卜素及其废液资源化利用的方法，该方法用低共熔萃取剂从光合细菌菌体中提取类胡萝卜素，同时将过程中产生的废液资源化利用制备为蔬菜水培营养剂，加入到基础营养液中制得蔬菜水培液；该方法的有益效果在于：
27、(1)用低共熔溶剂提取光合细菌的类胡萝卜素成本低、提取率高、毒性小、操作简单，适合工业化推广。提取过程中产生的发酵废液和萃取废液均得到了回收利用制备成了蔬菜水培营养剂，变废为宝，兼有经济效益和环境效益。
28、(2)用本方法所得的蔬菜水培液种植生菜能够降低培育成本，同时通过对生菜产量和营养物质含量的测定发现，本蔬菜水培液能够有效提升蔬菜的产量和品质。
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1.一种水培营养剂，其由光合细菌发酵废液和类胡萝卜素萃取废液的稀释液组成；
2.根据权利要求1所述的水培营养剂，其特征在于，
3.一种蔬菜水培液，其由如权利要求1或2所述的水培营养剂与基础营养液组成；优选地，所述蔬菜水培液中，水培营养剂的体积为基础营养液的1％-5％，优选为1％-3％。
4.一种光合细菌提取类胡萝卜素及其废液资源化利用的方法，其包括：
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在步骤B中，光合细菌菌体的质量(g)与低共熔萃取剂的体积(mL)比为1:50～100，优选为1:70～80。
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤B中，所述萃取的温度为40-60℃，优选为45-55℃；所述萃取的时间为8-14分钟，优选为10-12分钟。
8.根据权利要求4-7中任意一项所述的方法，其特征在于，
9.根据权利要求4-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤D，将水培营养剂与基础营养液混合，获得蔬菜
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述蔬菜水培液中，水培营养剂的体积为基础营养液的1％-5％，进一步优选为1％-3％。
...【技术特征摘要】
1.一种水培营养剂，其由光合细菌发酵废液和类胡萝卜素萃取废液的稀释液组成；
2.根据权利要求1所述的水培营养剂，其特征在于，
3.一种蔬菜水培液，其由如权利要求1或2所述的水培营养剂与基础营养液组成；优选地，所述蔬菜水培液中，水培营养剂的体积为基础营养液的1％-5％，优选为1％-3％。
4.一种光合细菌提取类胡萝卜素及其废液资源化利用的方法，其包括：
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在步骤b中，光合细菌菌体的质量(g)与低共熔萃取剂的体积(ml)比为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹春华，刘艳玲，张元英，李南楠，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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