甲壳素废水絮凝物中虾青素提取纯化
虾青素提取方法
虾青素提取方法
虾青素是一种天然的色素，具有很高的营养和药用价值。
虾青素在食品、医药、化妆品等领域有着广泛的应用，因此其提取方法备受关注。
下面将介绍几种常用的虾青素提取方法。
首先，最常见的虾青素提取方法是有机溶剂法。
这种方法是将虾壳粉碎后，使
用有机溶剂（如乙醇、丙酮等）进行浸提，再通过蒸发浓缩得到虾青素。
这种方法简单易行，成本低廉，适用于规模较小的生产。
其次，超临界流体萃取法也是一种常用的虾青素提取方法。
超临界流体是介于
气体和液体之间的状态，具有很高的渗透性和溶解性，可以高效地提取虾青素。
这种方法提取的虾青素纯度高，对环境友好，但设备成本较高。
另外，酶法提取也是一种值得推荐的虾青素提取方法。
这种方法是利用特定的
酶解剂，使虾青素与蛋白质等其他成分分离，然后通过离心、过滤等步骤得到纯净的虾青素。
酶法提取的虾青素不含有机溶剂残留，对人体健康无害，适合用于食品和医药领域。
最后，离子液体萃取法也是一种新兴的虾青素提取方法。
离子液体是一种具有
良好溶解性和选择性的绿色溶剂，可以高效地提取虾青素，并且可以循环利用，减少了废液排放。
这种方法虽然在实际应用中还存在一定的技术难题，但是具有很大的发展潜力。
总的来说，虾青素的提取方法多种多样，每种方法都有其适用的场合。
在选择
虾青素提取方法时，需要根据实际情况综合考虑成本、纯度、环保等因素，选择最适合的方法。
希望本文介绍的虾青素提取方法能对相关领域的研究和生产提供一定的参考和帮助。
虾类加工副产物制备虾青素的研究进展
的虾 类 总产量 达 ２ ５ ０×１ ０ ｔ 以上 ， 占世 界 总产 量
的３ ７ ％ 。居 世 界 首 位 。其 中 ，以 虾 仁 为 主 的 加
１ 虾 类加 工 副产 物 中虾 青 素 的提 取
当前天 然虾 青素 的提取 来源 主要 有海 洋 甲壳
类 动物 、雨 生红 球藻 等藻类 和红 法夫 酵母 等微生
素 Ｊ ，或是如虾 、蟹等 甲壳类海产动物能把摄
取 的类 胡 萝 卜 素 转化 为虾 青素 Ｊ 。在 利用 虾类
加 工 副产 物提取 天然 虾青 素 的技 术工 艺 中 ，主要 有利用 虾壳 提取 虾青 素和 通过 甲壳 素生产 废水 提 取 虾青 素两 种方 法 。
１ ． １ 利用 虾壳提 取 模 化制 备 天然虾 青 素 的技
术 方法 。
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３— ０ ８—１ ２ 资助项 目：福建省属公 益类科研 院所基本科研专项． 作者简 介：胡婷婷 （ １ ９ ８ ８一） ，女 ，硕士研究生 ，研究方 向 ：食 品加工理论 与应用．
其具 有 的显 著抗 氧化性 能 、抗 癌作 用 、预 防动脉
目前 ，从虾 壳 中提取 天然虾 青 素主要 有碱 提 法 、油 溶 法 、有 机 溶 剂 法 及 超 临 界 Ｃ Ｏ 萃 取
等 几 种方 法 。
硬化 、维 护 中枢 神 经 系 统 、促 进 生 长 繁 殖 等 功 效［ ２ ］ 。因此 ，虾 青 素 在 高 级 营 养 保 健 品 、医 药
工创 造 了 巨大 的经 济效 益 ，但加 工过 程 中产生 的 大量 虾头 、虾 壳 、虾尾 等 副产物 未得 到有 效 的高 值化 利 用 。近年来 ，关 于来 源 于虾类 的 虾青素 研
虾青素的提取综述
虾青素的提取综述作者：吴蔚赵艳霞来源：《中国科技博览》2016年第19期[摘要]介绍了虾青素的结构、性质、生物活性、来源以及从甲壳类加工下脚料中提取虾青素的方法，进行了小龙虾虾壳中钙含量的测定以及蛋白质含量的测定，进行了薄层色谱，紫外分光光度以及高效液相实验，并用正交试验优化了虾青素的有机溶剂提取条件及其皂化条件[关键词]小龙虾虾壳虾青素提取工艺正交试验皂化中图分类号：TQ914 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0336-011.结构及性质虾青素（AstaXanthin）又名虾黄素，化学名称为3，3’—二羟基—4 ，4’二酮基—β，β’胡萝卜素，分子式为C40H52O4，相对分子质量为596，是一种酮式类胡萝卜素，含有2个羟基和2个酮基，两端的羟基有旋光性，具有3S-3 'S、3R-3' S、3R-3'R（也称为左旋、消旋、右旋）这3种异构型态，人工合成的虾青素为3种结构虾青素的混合物（左旋占25%、右旋占25%，消旋50%左右），其天然产物多数以酯的形式存在。
虾青素色泽为粉红色，熔点大约为224℃，不溶于水，易溶于二氯甲烷、氯仿、丙酮、苯、二硫化碳等有机溶剂，在酸、氧、高温及紫外光条件下均不稳定，易氧化成虾红素[1-4]，其结构式如图1：2.的生物活性2.1 抗氧化性虾青素是一种优良的抗氧化剂，在猝灭自由基方面起着重要的作用。
在虾青素分子中，有很长的共轭双键、羟基和在共轭双键链末端的不饱和的酮基，其中羟基和酮基又构成a一羟基酮。
这些结构都具有比较活泼的电子效应，能向自由基提供电子或吸引自由基的未配对电子。
它的结构特点使其极易与自由基反应而清除自基，起到抗氧化作用，其抗氧化性比B-胡萝卜素高10倍以上，比维生素E的抑制脂质过氧化反应特性高1000倍以上[2，5]。
2.2 抗癌作用有人研究了虾青素等类胡萝卜素对黄曲霉毒素B1引发肝致癌作用的影响，发现虾青素、β一胡萝卜素及3一甲基胆蒽在降低肝癌病灶的数目和大小方面效果显著，而番茄红素和过量VA无效。
虾青素的提取
虾青素的提取一、引言虾青素是一种天然的类胡萝卜素，广泛存在于海洋生物中，如蝦、蟹、龙虾、鳕鱼等。
虾青素在人体内具有多种生理活性和保健作用，例如抗氧化、降血脂、抗炎等。
因此，虾青素的提取成为了近年来研究的热点之一。
二、虾青素的提取方法1.传统方法传统的虾青素提取方法主要包括有机溶剂提取法和超临界萃取法。
其中，有机溶剂提取法是将虾壳粉末与有机溶剂混合后进行浸提，然后使用旋转蒸发仪或氮气吹干浸出液得到纯化后的虾青素。
超临界萃取法则是利用超临界CO2作为萃取剂，在高温高压下将虾壳中的虾青素萃出。
2.新型方法随着科技进步和人们对环境友好型技术的需求不断增加，新型的虾青素提取方法逐渐兴起。
目前较为常见的新型方法包括微波辅助提取法、超声波辅助提取法、离子液体萃取法等。
这些方法具有操作简便、效率高、环保等优点。
三、虾青素的纯化方法1.硅胶柱层析法硅胶柱层析法是目前常用的虾青素纯化方法之一。
该方法将虾青素溶液通过硅胶柱，利用虾青素与硅胶之间的亲和性差异进行分离纯化，得到高纯度的虾青素。
2.逆流色谱法逆流色谱法是一种高效液相色谱技术，可用于虾青素的分离和纯化。
该方法通过改变溶剂组成和流速等条件来实现对虾青素的选择性吸附和分离。
四、虾青素提取过程中的注意事项1.原料质量虾壳作为提取原料，其质量直接影响到提取效果。
因此，在选择原料时应注意其来源和处理方式，尽可能选用新鲜无损伤的虾壳，并进行必要的清洗和消毒处理。
2.萃取条件不同的萃取条件会影响到虾青素的提取率和品质。
因此，在进行虾青素提取时，应根据不同的提取方法和实际情况，选择适宜的萃取条件，如溶剂种类、浸提时间、温度等。
3.纯化方法虾青素的纯化过程中，应注意保持操作环境的洁净和卫生，并严格控制各项操作参数，以保证纯化效果。
五、结论虾青素是一种具有广泛应用前景的天然保健成分。
虾青素的提取方法和纯化方法多种多样，选择适宜的方法能够提高虾青素的产量和品质。
在进行虾青素提取时，应注意原料质量、萃取条件和纯化过程中的细节问题，以确保最终产品达到预期效果。
甲壳素废水中虾青素制备关键技术研究与示范-温岭网上申报管理系统
甲壳素废水中虾青素制备关键技术研究与示范项目可行性研究报告项目名称：甲壳素废水中虾青素制备关键技术研究与示范承担单位：浙江新复大医药化工有限公司负责人：郏晨光起止年限：2014年01月-2015年12月目录一、立项的背景和意义 (3)二、相关研究现状和发展趋势 (4)1、虾青素概述 (4)2、虾青素的生理功能 (5)3、虾青素的提取技术研究进展 (8)三、研究开发内容和技术关键 (10)1、研究开发内容 (10)2、研究技术关键与创新点 (11)四、预期目标（主要技术经济指标、应用或产业化前景） (12)1、主要技术与经济指标 (12)2、应用与产业化前景 (13)五、项目实施方案、技术路线、组织方式与课题分解 (14)1、项目实施方案 (14)2、项目技术路线 (15)3、组织方式与课题分解 (15)六、计划进度安排 (16)七、现有工作基础和条件 (17)1、项目申报单位 (17)2、项目合作单位 (18)八、经费预算（总经费、自筹、申请资助额及开支预算） (20)一、立项的背景和意义虾青素（Astaxanthin）是一种非维生素A源的酮类胡萝卜素，它具有极强的抗氧化性，比维生素E的抗氧化性能高100多倍。
此外，虾青素还具有抑制肿瘤发生、增强免疫功能等多方面的生物学性能。
市场上的商品虾青素主要以化学合成品为主，而天然提取虾青素产品较少且价格较高，即使工业用虾青素产品的价格已达每公斤2500美元。
生物活性较高的天然虾青素产品的获得主要是从血球藻、甲壳类水产品加工副产品中提取和红酵母发酵生产。
目前，市场销量最大的类胡萝卜素主要即为虾青素和胡萝卜素，各占类胡萝卜素总销量的28％，其中虾青素产品的销售额已达数亿美元，市场发展前景十分广阔。
中国虾类资源丰富, 每年产量大约在几十万吨, 近年随着中国速冻虾仁加工产业的发展, 大约有40~50%的加工下脚料产生, 这些下脚料中含有大量的虾青素, 但对其回收利用较少, 不仅浪费资源还会带来严重的环境污染问题。
天然虾青素的分离纯化研究进展
天然虾青素的分离纯化研究进展虾青素是自然界发现的抗氧化能力最强的生物制剂，近几年来天然虾青素的国内外分离方法有很大发展，但主要集中在柱层析法和色谱法，本文对天然虾青素的分离纯化方法进行了综述。
标签：虾青素；柱层析法；高效液相色谱法1 前言天然虾青素（Astaxanthin，3，3-二羟基-4，4’-二酮基-β，β’胡萝卜素），属于酮式类胡萝卜素，其分子式为C40H52O4，相对分子量为596.86[1]。
虾青素由一个共轭多烯链及两个末端环状结构构成，由于烃链较长，极性较小，因此虾青素具脂溶性，不溶于水，易溶于二氯甲烷、氯仿、丙酮、苯和二硫化碳等有机溶剂[2-4]。
共轭多烯链中的烯键都可能为顺式或反式（cis-或trans-）构型，但由于顺式构型热力学上不稳定，在自然界中，反式构型占绝对优势，因此天然虾青素主要以反式构型存在[5]。
天然虾青素富含于虾蟹的壳、雨生红球藻、法夫酵母等，其中雨生红球藻是目前已知自然界中存在的虾青素含量最高的生物，可达 1.5-3%。
虾青素具有强抗氧化功能，清除氧自由基，抗癌，降糖降脂等多种生理功能，应用前景广泛。
目前，虾青素已被应用于食品添加剂、水产品养殖、化妆品、保健品，医药等行业中，取得了巨大的经济效益[6]。
2 天然虾青素分离纯化工艺天然虾青素由于其末端环上的羰基和羟基使得它有最高的抗氧化活性，它的游离形式及其不稳定，因此虾青素在生物体内通常与蛋白质结合，呈现出青、蓝色（例如虾蟹壳），或两端羟基也可不同程度地与脂肪酸形成虾青素酯（例如雨生红球藻或红发夫酵母）。
从雨生红球藻、虾壳等中提取的粗色素油中虾青素主要以虾青素酯的形式存在，虽经过皂化后，但其虾青素酯并不能全部转化成虾青素，故皂化液中有虾青素和虾青素酯等其他类胡萝卜素化合物的共同存在[7]。
要得到虾青素纯品，就有必要对其进一步分离纯化，目前国内外对天然虾青素的分离纯化研究主要集中在柱层析法和色谱法等。
2.1 重结晶法重结晶是将物质溶于溶剂后又重新从溶剂中析出结晶的过程，利用混合物各组分在某种溶剂中溶解度不同或在同一溶剂中溶解度随温度的改变而发生变化的原理将各组分分离。
天然虾青素提取和纯化工艺研究
8、免疫调节：虾青素可以调节机体的免疫功能，增强免疫力，对于抵抗病 毒和细菌感染具有积极作用。
三、未来研究方向
尽管从虾壳中提取虾青素的技术及其生物活性应用已经得到了广泛的研究， 但仍有许多问题需要进一步探讨。例如，如何提高虾青素的提取效率；如何工业 化生产高质量的虾青素产品；如何全面评估虾青素在各种生物活性应用中的长期 效果等等。这些问题的解决将有助于进一步推动虾青素在医疗保健、美容护肤等 领域的广泛应用。
一、虾青素的提取工艺
1、物理方法：采用物理方法提取虾青素主要包括干燥、粉碎、超声波、超 临界萃取等。其中，超临界CO2萃取法具有选择性好、提取效率高、操作温度低、 产品活性高等优点，是最具前景的提取方法之一。
2、化学方法：常见的化学方法包括碱提酸沉法、有机溶剂萃取法、索氏萃 取法等。这些方法虽然提取率较高，但涉及到化学试剂的使用，可能会对环境造 成污染。
虾青素的提取主要分为三个步骤：预处理、提取和分离。
1、预处理：虾壳洗净后用氢氧化钠溶液进行浸泡，以去除其中的矿物质和 其他杂质。浸泡后再用清水洗净，晾干备用。
2、提取：将预处理过的虾壳研碎，加入适量的有机溶剂（如乙醇、丙酮等） 进行提取。提取过程中需要控制温度、时间等因素，以最大程度地提取虾青素。
5、心血管保护：虾青素可以降低血脂、抑制血小板聚集，对于预防和治疗 心血管疾病具有积极作用。
6、抗疲劳：虾青素可以增强机体的耐力和抗疲劳能力，对于运动员和长时 间工作的人群具有积极作用。
7、美容护肤：虾青素具有很强的抗氧化和抗炎作用，可以改善皮肤炎症、 延缓皮肤老化，对于美容护肤具有积极作用。
沉淀法是通过调节溶液的pH值或温度等条件，使虾青素以沉淀的形式从溶液 中分离出来。常用的沉淀法包括盐析法和有机溶剂沉淀法。盐析法是通过加入无 机盐，降低虾青素溶解度，从而使其沉淀下来。有机溶剂沉淀法则通过加入有机 溶剂，降低虾青素溶解度，从而实现分离。沉淀法的优点是操作简单，但得到的 虾青素纯度较低。
从虾壳中提取虾青素工艺及其生物活性应用研究进展
量分布于水生动物的体内及软体动物的壳内，从 中提取虾青素也有很多报道【１３－１５Ｊ，但因大多数 虾、副产品中的色素含量较低，且提取费用较高， 所以这种方法尚无大规模化的生产。我国沿海水 产资源丰富，水产品加工尤其是虾仁加工企业的 下脚料中含有大量虾青素，但回收利用较少，不但 是资源浪费，而且通常还带来严重的环境污染问 题，因此探索经济可行的回收虾青素的方法，对甲 壳类加工下脚料的综合利用具有重要的意义。 １虾青素生物活性的研究 虾青素具有很多优异的生物活性，众所周知，
用，发现虾青素具有极强的抗癌作用。Ｔａｎａｋａ 等［２０，２ｔ Ｊ通过动物实验观察到虾青素对口腔癌和 膀胱癌有预防作用。研究小组在小鼠饮水中加入
２５０ ｍｇ／ｋｇ
Ｎ－丁基Ⅳ．（４．羟丁基）．亚硝胺（ＯＨ．
ｍｓ／ｋｓ
ＢＢＮ）持续２０ ｗ，间隔１ Ｗ后饮水中加入５０
虾青素，再持续２０ ｗ，发现虾青素组膀胱癌发生 率显著降低。在用硝基喹啉一１．氧化物诱发大鼠 口腔癌的类似实验中，观察到虾青素能显著降低 口腔肿瘤的发生率。Ｇｒａｄｅｌｅｔ等旧Ｊ研究了虾青素 等类胡萝ｂ素对小鼠肝癌的影响，研究结果表明 虾青素和ｐ一胡萝卜素在抑制肝癌方面有显著效 果。Ｓａｖｏｕｒｅ等∞Ｊ通过裸鼠表皮实验说明虾青素 抑制肿瘤发生的效应在于对肿瘤增殖的抑制。
２．１
０００倍以上［１７］。在虾青素分子中，有很长的共
轭双键、羟基和在共轭双键链末端的不饱和的酮 基，其中羟基和酮基又构成ａ．羟基酮。这些结构 都具有比较活泼的电子效应，能向自由基提供电 子或吸引自由基的未配对电子。虾青素的结构特 点使其极易与自由基反应而清除自由基，起到抗 氧化作用。Ｍａｎａｂｅ等【１８］发现虾青素对糖尿病肾 病的小鼠模型的Ⅱ型糖尿病具有强效的保护作 用。在这项研究中，虾青素可以防止进展糖尿病 肾病主要是通过在线粒体的系膜细胞清除活性氧 的作用，预计对预防糖尿病肾病将非常有用。
利用微生物从虾壳中提取虾青素、蛋白质以及甲壳素的方法[发明专利]
![利用微生物从虾壳中提取虾青素、蛋白质以及甲壳素的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/3ecf3f7cff4733687e21af45b307e87100f6f855.png)
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101215595A [43]公开日2008年7月9日[21]申请号200710159248.2[22]申请日2007.12.26[21]申请号200710159248.2[71]申请人大连工业大学地址116034辽宁省大连市甘井子区轻工苑1号[72]发明人王际辉 高世伟 叶淑红 辛丘岩 [74]专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司代理人贾汉生[51]Int.CI.C12P 23/00 (2006.01)C12P 21/00 (2006.01)C12P 19/04 (2006.01)C05F 11/08 (2006.01)权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 1 页[54]发明名称利用微生物从虾壳中提取虾青素、蛋白质以及甲壳素的方法[57]摘要一种利用微生物从虾壳中提取虾青素、蛋白质以及甲壳素的方法，是利用革兰氏阴性杆菌邻单胞杆菌(Plesiomonas)在37℃的条件下进行降解发酵，降解物经离心分离，液体经浓缩、干燥得蛋白粉；固体用溶剂浸泡，再经离心，液体经除去溶剂得虾青素；沉淀中下层为粗品甲壳素；沉淀中上层为菌体以及少量蛋白，用作生物肥料。
与现有技术相比本发明所具有的突出优点为：综合利用好：应用微生物降解提取虾壳中的虾青素，回收蛋白质和粗品甲壳素，菌体以及少量蛋白可作为生物肥料，使虾壳资源充分利用，达到“吃干榨尽”的地步。
同时发明的污染低、成本低、效果好。
200710159248.2权 利 要 求 书第1/2页 1.一种利用微生物从虾壳中提取虾青素、蛋白质以及甲壳素的方法，其特征在于是利用革兰氏阴性杆菌邻单胞杆菌(Plesiomonas)在37℃的条件下进行降解发酵，降解物经离心分离，液体经浓缩、干燥得蛋白粉；固体用溶剂浸泡，再经离心，液体经除去溶剂得虾青素；沉淀中下层为粗品甲壳素；沉淀中上层为菌体以及少量蛋白，用作生物肥料。
一种从虾蟹壳中快速提取高纯度低分子量甲壳素的方法[发明专利]
![一种从虾蟹壳中快速提取高纯度低分子量甲壳素的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/406104b682d049649b6648d7c1c708a1284a0af5.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810706463.8(22)申请日 2018.07.02(71)申请人 南京林业大学地址 210037 江苏省南京市玄武区龙蟠路159号(72)发明人 连海兰 袁杨 洪枢 杨秋茹 陈玲 (74)专利代理机构 南京纵横知识产权代理有限公司 32224代理人 董建林(51)Int.Cl.C08B 37/08(2006.01)(54)发明名称一种从虾蟹壳中快速提取高纯度低分子量甲壳素的方法(57)摘要本发明公开了一种从虾蟹壳中快速提取高纯度低分子量甲壳素的方法，包括以下步骤：去除虾蟹壳内外表面的异物，用水反复冲洗后，浸泡在乙醇溶液中，经烘干、磨碎、过筛，取100目以下虾蟹壳粉备用；将甘油和盐酸溶液混合置于反应容器中，室温搅拌均匀后备用；将得到的虾蟹壳粉与混合溶剂按质量比混合，反应得到产物；将得到的反应产物加入蒸馏水并冷却，在高速离心机上按设定速度、设定时间离心，反复水洗到接近中性，将沉淀物烘干后即得到甲壳素。
本发明借助甘油均匀渗透到虾蟹壳粉内部，从而在加热过程中使得其内外受热均匀，同时借助盐酸中氢离子，实现在加热的状态下快速水解蛋白质，达到同时脱钙和降解甲壳素的目的。
权利要求书1页 说明书5页 附图1页CN 109134701 A 2019.01.04C N 109134701A1.一种从虾蟹壳中快速提取高纯度低分子量甲壳素的方法，其特征是，包括以下步骤：（1）虾蟹壳前期处理：去除虾蟹壳内外表面的异物，用水反复冲洗后，浸泡在乙醇溶液中，用水冲洗后经烘干、磨碎、过筛，取100目以下虾蟹壳粉备用；（2）混合溶剂的准备：将甘油和盐酸溶液按重量份数混合置于反应容器中，室温搅拌均匀后得到盐酸质量浓度为5%~9%的混合溶剂备用；（3）将步骤（1）得到的虾蟹壳粉与混合溶剂按质量比混合，在设定温度下搅拌反应1~4小时，得到反应产物；（4）将步骤（3）得到的反应产物加入蒸馏水并冷却，在高速离心机上按设定速度、设定时间离心，反复水洗到接近中性，将沉淀物烘干后即得到甲壳素。
小龙虾壳中虾青素的提取纯化工艺研究
小龙虾壳中虾青素的提取纯化工艺研究
李子江;吴来东;李刚
【期刊名称】《食品与药品》
【年(卷),期】2012(000)009
【摘要】目的优化纯化粗提品中虾青素的工艺,提高游离虾青素含量和提取率.方法以碳酸钠水溶液洗涤虾青素粗提品为去除杂质的最佳方法.结果洗涤条件是碳酸钠洗涤浓度0.025 g/mL,温度25℃,时间6 min,以虾青素的提取量和杂质沉淀量评价提取纯化工艺,提取量为375μg/g,杂质沉淀量为199μg/g.结论此法提高了虾青素的提取量,减少了杂质含量.
【总页数】3页(P355-356,357)
【作者】李子江;吴来东;李刚
【作者单位】山东商业职业技术学院生物工程学院,山东济南250103;中国冶金地质总局山东局金乔食品厂,山东济南250014;山东胜利股份有限公司,山东济南250101
【正文语种】中文
【中图分类】R284.2
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虾青素的提取
虾青素的提取、制备及应用综述040012008161 08海洋生物张语嫣关键词虾青素天然提取人工制备功能应用毒理性分析安全摘要虾青素的化学名称为3，3′-二羟基-4，4′-二酮基-β，β′-胡萝卜素，色素Aj067-69 CAS No: 472-61-7，分子式C40H52O4，[分子量] 596.86。
虾青素（astaxanthin又名虾黄素、龙虾壳色素）是一种红色素，可以赋予观赏鱼、三文鱼、虾和火烈鸟粉红的颜色。
其化学结构类似于β - 胡萝卜素。
虾青素是类胡萝卜组的一种，也是类胡萝素合成的最高级别产物。
本文主要介绍工业上天然虾青素的提取、人工化学方法的制备，以及虾青素的主要功能。
正文一虾青素的天然提取天然的虾青素常存在于某些动物、藻类及微生物体内，其生产可分为从动物及其副产品中提取，从藻类中提取和采用微生物发酵。
1 从动物及其副产品中提取从甲壳类加工下脚料中提取回收虾青素是虾青素生产的主要途径之一，关于这方面国内外均有较长的研究历史，目前用于虾青素提取的主要有4 种方法：碱提法、油溶法、有机溶剂法以及超临界CO2流体萃取法。
1.1 碱提法碱提法主要是应用了碱液脱蛋白的原理，甲壳加工下脚料中的虾青素大多与蛋白质结合，以色素结合蛋白的形式存在，当用热碱液煮下脚料时，其中的蛋白质溶出，而与蛋白质结合的虾青素也随之溶出，从而达到提取虾青素的目的。
Mikalsen的专利中最早报道了这种方法：将虾壳等置于沸碱液中使虾青素溶出，然后加酸沉淀或冷却将虾青素分离出来。
丁纯梅等也作了类似的报道，他们先将龙虾壳用1mol/LHCl 浸泡24h，然后用2mol/L NaOH 回流10h，过滤后滤液用酸调pH 至2，析出沉淀，然后再过滤，沉淀物即为富含虾青素的提取物。
由于碱提法加工过程需消耗大量酸碱，同时加工废水的污染也是很难解决的问题，因此近几年来对碱提法的研究报道较少。
1.2 油溶法虾青素具有良好的脂溶性，油溶法正是利用这一特性进行的。
天然虾青素的提取纯化及其应用
天然虾青素的提取纯化及其应用
宋光泉;阎杰;王荣辉;施进
【期刊名称】《广东化工》
【年(卷),期】2007(34)11
【摘要】本文对从虾加工废弃物中提取虾青素(Astaxnthin)的常用方法进行了评述.碱提法对环境污染严重,虾青素易被氧化成为虾红素(Astacene);油溶法提取效率高,但提取物不易与高沸点的油分离;低沸点有机溶剂如二氯甲烷等是提取虾青素的有效溶剂,可借助蒸馏技术将溶剂循环利用;超临界萃取法可避免虾青素的降解,可得到高品质的产品,但生产成本高.同时,综述了虾青素在食品、保健品、医药和着色剂等领域中的应用.
【总页数】4页(P63-66)
【作者】宋光泉;阎杰;王荣辉;施进
【作者单位】仲恺农业技术学院,广东,广州,510225;仲恺农业技术学院,广东,广州,510225;广东湛江博泰生物化工有限公司,广东,湛江,524000;仲恺农业技术学院,广东,广州,510225
【正文语种】中文
【中图分类】TQ31
【相关文献】
1.天然虾青素的提取和应用 [J], 丁振中;张超;柳志强;史劲松;龚劲松
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3.小龙虾壳中虾青素的提取纯化工艺研究 [J], 李子江;吴来东;李刚
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5.应用离子液体溶剂体系提取天然虾青素的研究进展 [J], 张莉莉; 李婉菁; 彭锦学; 高静
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第33卷第3期2005年6月浙江工业大学学报JOU RNAL O F ZH EJ I AN G UN I V ER S IT Y O F T ECHNOLO GYV o l .33N o.3Jun .2005收稿日期:2004209227作者简介:姜洪峰(1980-),男,浙江临安人,硕士研究生,主要从事生化分离方向的研究Λ甲壳素废水絮凝物中虾青素提取纯化姜洪峰,钱俊青,杨兰花(浙江工业大学药学院,浙江杭州310014)摘要:以丙酮萃取甲壳素加工废水的絮凝物,再经石油醚萃取丙酮液得虾青素粗提品Λ为提高游离虾青素含量,研究了从粗提品中提纯虾青素的工艺,确定了以N a 2CO 3水溶液洗涤除杂质的方法ΛN a 2CO 3溶液浓度为0.025g mL ,其用量为石油醚萃取液体积的1.2倍,25℃时振摇6m in Λ以色素保留率和杂质的去除量作为提纯工艺的评价指标Λ由10g 絮凝物得到3.3g 粗提品,以最佳工艺条件洗涤除杂,最后得0.22g 提纯品Λ提纯后游离虾青素含量经H PL C 测定达6.94%,与未提纯样品相比较,效果较好Λ关键词:虾青素;洗涤;纯化中图分类号:S 98 文献标识码:A 文章编号:100624303(2005)0320324204Extraction and pur if ica tion of a staxan th i n from the f loccula te ofthe process wa stewa ter of ch iti nJ I AN G Hong 2feng ,Q I AN Jun 2qing ,YAN G L an 2hua(Co llege of Phar m aceutical Science ,Zhejiang U niversity of T echno logy ,H angzhou 310014,Ch ina )Abstract :T he coarse p roduct of astaxan th in w h ich w as p repared from the floccu late of the p ro 2cess w astew ater of ch itin w as ex tracted by acetone ,then ex tracted again by petro leum ether .In o rder to increase the con ten t of free astaxan th in ,a techno logy w as designed to pu rify astaxan th in from the coarse p roduct of astaxan th in .It w as deter m inated that Sodium carbonate w as choo sed as edu lco rati on so lu ti on ,the so lu ti on strength w as 2.5%gramm e per m illiliter ,the do sage of sodium carbonate is 1.2ti m es of the vo lum e of petro leum ether ex tracti on so lu ti on ,the reacti on tem peratu re and ti m e w ere 25℃and 6m inu tes .T he p igm en t reten ti on rate and am oun t of i m pu 2rity rem oving w ere choo sed as the evaluati on index of the pu rificati on techno logy .3.3gramm e coarse p roduct w as gained from 10gramm e of the floccu late of the p rocess w astew ater of ch itin .Edu lco rated w ith Op ti m ized p rocess conditi on s ,finally 0.22gramm e pu rified astaxan th in sam p le w as gained .T he con ten t of the free astaxan th in w as 6.94%in the pu rified astaxan th in sam p le w h ich w as analysized by H PL C ,the fru itage w as m uch better than the coarse p roduct .Key words :astaxan th in ;lavati on ;pu rificati on0 引 言虾青素是一种自然界广泛存在的类胡萝卜素,由于其有很好的生物活性和特殊的生理作用,近年来甚受国内外研究人员和很多行业的关注[1]Λ虾青素主要有两种产品,即人工合成虾青素和天然虾青素Λ目前市场上的虾青素产品主要是人工合成品,受绿色波的冲击,其使用不仅为广大消费者警惕,而且也为各国法规所限制[2];而从生物体内提取的天然虾青素大多为反式结构,使用安全且生物效价高,因此更有发展前景Λ目前虾青素的生物来源主要是:从水产品加工工业的废弃物中提取以及用藻类和微生物发酵生产[3]Λ就天然虾青素的生产而言,微藻虽然虾青素含量很高,但目前离大规模生产尚有一定距离;用红发夫酵母生产虾青素虽然取得了一定的进展,但成本较高[4]Λ而虾壳等甲壳类副产品,虽然其虾青素含量较低,但海岛地区的虾仁加工业的下脚料虾头虾壳资源十分丰富,并且可以结合甲壳素的生产作综合利用,因此有着巨大的经济和社会效益[5]Λ为探索经济可行的回收虾青素的方法,提高对甲壳类加工下脚料的综合利用率和其加工废水治理的能力,本实验在甲壳素废水絮凝物经有机溶剂萃取得虾青素粗提品的基础上,对进一步提纯虾青素的工艺进行了研究Λ从甲壳素加工废水絮凝物中提取纯化虾青素无相关文献报道Λ1 实验材料与方法1.1 材料与仪器虾青素(化学合成品):瑞士p har m acia 公司;固形物(甲壳素加工废水絮凝回收得到):舟山普陀新兴化工厂;甲醇(H PL C 级),乙腈(H PL C 级),其余试剂均为分析纯Λ可见分光光度计(V IS 27200):北京瑞利分析仪器公司;高效液相色谱仪(L C 210A S );岛津公司Λ1.2 实验方法1.2.1 虾青素粗提品的制备称取10g 甲壳素加工废水絮凝固形物,加蒸馏水2mL Λ取丙酮15mL ,先用稀盐酸调其pH =3.0,将其加入固形物中,在55℃水浴中振摇15m in ,然后4000r m in 离心20m in ,收集上层丙酮萃取液Λ萃取液经真空回收丙酮后得深红色固状物及少量油状物和水,除去水分,加入25mL 石油醚溶解,静置分层,取上层石油醚萃取液,即为虾青素粗提品Λ1.2.2 虾青素的纯化用N a 2CO 3水溶液洗涤去除杂质来纯化虾青素粗提品Λ取石油醚萃取液,定量加入N a 2CO 3水溶液,保温振摇洗涤后4000r m in 离心5m in ,分离出醚相和水相Λ以醚相中的色素保留率和水相中杂质质量评价去杂工艺条件,从而确定最适N a 2CO 3浓度、用量、洗涤温度和时间,并以正交试验进一步优化Λ1.2.3 虾青素含量的测定分光光度法[6]:经N a 2CO 3水溶液洗涤并离心分离后的醚相,测定其在474nm 处的吸光度,以吸光度来判断醚相中色素保留率Λ高效液相色谱法[7]:经除杂质后的石油醚萃取液在室温下真空干燥,得虾青素样品Λ选择标准加入法,以H PL C 定性定量分析其游离虾青素的含量Λ2 结果与讨论2.1 洗涤除杂试剂的选取由于甲壳加工下脚料中的虾青素大多与蛋白质结合,以虾青素脂的形式存在[8],中性试剂如水和一些盐溶液可以除去水溶性蛋白质,而酸和碱都有水解蛋白的作用,使与蛋白质结合的虾青素释放出来,进入有机相,水溶性杂蛋白和水解得到的多肽、氨基酸等物质则进入水相,从而达到提纯虾青素的目的Λ选取H 2SO 4,N H 3・H 2O ,N aOH ,N a 2CO 3,N aC l ,H 2O 等酸、碱和中性的6种试剂,取其水溶液相同浓度0.03g mL Λ取6份5mL 的石油醚萃取液,分别加入等体积的上述试剂,于室温下振摇5m in 后4000r m in 离心5m in ,取上层石油醚相,由于醚相色素浓度很高,稀释到51倍,在474nm 处测其吸光度Λ差量法测沉淀质量Λ实验结果见表1Λ表1 不同试剂对除杂效果的影响试剂分层特点吸光度沉淀量 gN aC l 分两层,下无色水层,上红色醚层0.848-N H 3・H 2O 乳化比较严重--N aOH 分层很好,沉淀红色深0.3581.43N a 2CO 3分层很好,醚相多且颜色深0.7121.39H 2SO 4分两层,水相无色0.959-H 2O分两层,水相无色0.925- 由表1可以看出,有乳化现象存在,这是因为石油醚萃取液中含脂溶性杂蛋白较多,而N H 3・H 2O 碱性较弱引起“O W ”Λ用N aC l ,H 2SO 4,H 2O 除杂后的醚相吸光度大,说明色素保留率高,但是去除杂蛋白效果差(无沉淀)Λ而N a 2CO 3除杂效果较好,这可能是这些杂蛋白的等电点大于7,水解下来的大分・523・第3期姜洪峰,等:甲壳素废水絮凝物中虾青素提取纯化子杂蛋白在碱性溶液里变性沉淀下来ΛN aOH处理后沉淀量最大,而吸光度小,这是因为虾青素在强碱性环境里不稳定,易异构化和氧化,损失较大Λ吸光度和除杂量(沉淀质量)较大者为好,因此选择试剂N a2CO3作为除杂试剂Λ2.2 提纯工艺条件确定2.2.1 N a2CO3浓度对除杂效果的影响取8份5mL的石油醚萃取液,分别加入等体积的如表2浓度的N a2CO3水溶液,于室温下振摇5 m in,实验步骤同2.1,实验结果见表2Λ表2 不同N a2CO3浓度对除杂效果的影响N a2CO3浓度 (g・mL-1)分层特点吸光度 沉淀量 g0.010乳化比较严重220.015乳化比较严重,醚相少1.10220.020醚相较多,与沉淀相分层很好,无水相0.90320.025分三层很好,醚相多且红色深0.9061.530.030三相分层效果很好,水相无色,醚相红色深0.7521.290.035三相分层效果极好0.7941.490.040三相分层效果极好0.7511.290.045三相分层效果极好0.7651.23 分三层是上层为石油醚相,中间层为固体沉淀相,下层为水相Λ从表2可以看出,随着N a2CO3浓度的增大,分层情况趋向于变好,吸光度趋向于变小Λ虾青素化学结构具有长的不饱和双键,因此容易受光、热、酸碱、氧化物及酶作用的破坏[4]Λ从实验和理论均说明N a2CO3的浓度逐渐增大时,有利于杂蛋白的水解,同时对色素的降解作用也增强Λ吸光度为色素含量的主要考察指标,而沉淀则作为参考指标Λ根据吸光度大小,沉淀量和N a2CO3的用量及分层效果综合考虑,选择0.025g mL N a2CO3为佳Λ2.2.2 N a2CO3用量对除杂效果的影响取4份5mL的石油醚萃取液,以石油醚萃取液体积的0.6,0.8,1.0,1.2倍的比例(以下简称“用量比”)分别加入0.025g mL N a2CO3水溶液于室温下振摇5m in,实验步骤同2.1,实验结果见表3Λ表3 不同N a2CO3用量对除杂效果的影响用量比分层特点吸光度沉淀量 g0.6分两层,醚相红色,下层为乳白色乳状物0.87420.8两层,上层深红色醚相,下层乳白色略带红色乳状物0.90421.0分三层,沉淀相较红,醚相颜色最深0.7281.371.2三相分层很好,水相体积多0.8791.46 N a2CO3用量比的大小也关系到N a2CO3在反应中的浓度,原理同2.2.1Λ在表3中,随着N a2CO3用量的增大,吸光度基本上保持不变,而沉淀量有从无到有而且增大的趋势,分层趋向于变好Λ说明N a2CO3用量的适当增大对色素破坏的影响不大,而且有利于游离色素的释放Λ由于用量比0.8时吸光度最大,但无沉淀,说明杂蛋白几乎没去除,因此由吸光度及沉淀综合考虑选取用量比1.2Λ2.2.3 洗涤温度对除杂效果的影响取4份5mL的石油醚萃取液,由用量比1.2加入6mL0.025g mL N a2CO3,分别在20℃,25℃,30℃,35℃水浴中振摇5m in,实验步骤同2.1Λ实验结果见表4Λ表4 不同温度对除杂效果的影响洗涤温度 ℃分层特点吸光度沉淀量 g 20分三层很好0.7922.0225分三层很好0.8131.6430分三层很好0.7671.6535分三层很好,水相红色较深0.7101.51 洗涤温度对反应的影响有两方面Λ温度升高,水解蛋白质的反应加快,释放出的游离虾青素增多,但同时对色素的降解作用也更加明显,需要找到两者的最佳结合点Λ从表4可以看出,随着洗涤温度的升高,吸光度由小变大而后又变小,沉淀量一直在变小,分层均较好,水相有无色到出现红色的现象Λ这说明在25℃时释放出的虾青素扣除被异构化和氧化的已达到最大值,随后降解作用超过了释放作用,同时蛋白质水解的也更加彻底,产物多肽和氨基酸进入水相,从而使杂蛋白沉淀减少,同时使水相变红Λ比较可知,在25℃洗涤时吸光度最大,沉淀量也较多,达到较好的除杂效果,因此选择洗涤温度25℃Λ2.2.4 洗涤时间对除杂效果的影响取4份5mL的石油醚萃取液,在浓度0.025・623・浙江工业大学学报第33卷g mL,用量比1.2,水浴温度25℃的基础上,取洗涤时间分别为3m in,6m in,9m in,12m in,实验步骤同2.1,实验结果见表5Λ表5 不同时间对除杂效果的影响洗涤时间 m in分层特点吸光度沉淀量 g 3分三层,水相较红0.8731.526分三层,水相较红0.9021.589分层较好0.8511.3912分层好,水相较红0.7611.41 洗涤时间增加主要是让杂蛋白有充分的时间进行水解,从而有利于游离虾青素的释放和萃取Λ从表5可以看出,随着反应时间的增加,分层情况变化不大,吸光度有由小变大而后又变小的趋势,沉淀量趋向于变小Λ当洗涤时间为6m in时,吸光度和沉淀量均最大,说明此时释放出的虾青素扣除被异构化和氧化的已达到最大值Λ时间越长,杂蛋白水解为小分子多肽和氨基酸越完全,因此沉淀量减小Λ由吸光度、沉淀量大小及耗时等因素综合考虑取洗涤时间为6m inΛ2.2.5 提纯工艺条件的正交试验在单因素实验的基础上,采用L9(34)正交表设计实验Λ实验结果和分析见表6Λ表6 N a2CO3除杂工艺条件正交试验结果和分析编号A (g・mL-1)B (mL・mL-1)C ℃D m in吸光度沉淀量 g10.021.02030.6391.3220.021.22560.8911.5030.021.43090.6871.4640.0251.02590.7021.5350.0251.23030.8041.4860.0251.42060.9991.6470.031.03060.6711.3680.031.22090.4711.2090.031.42530.5901.26 K10.7390.6700.7030.67822K20.8350.7220.7280.85422K30.5770.7590.7210.62022R吸光度0.2580.0560.0250.23422K11.431.401.391.3522K21.551.331.431.4922K31.271.451.441.3922R沉淀量0.180.120.050.1422 表6中,A为N a2CO3浓度;B为用量比;C为洗涤温度;D为洗涤时间Λ由表6对吸光度进行极差分析,因素主次为A>D>B>C,最优方案为A2B3C2D2Λ对沉淀量进行极差分析,因素主次为A >D>B>C,最优方案为A2B3C3D2Λ两者差别不大Λ而吸光度是主要考察指标Λ因此,石油醚萃取液用N a2CO3除杂的最佳工艺条件为A2B3C2D2,即N a2CO3溶液浓度0.025g mL,其用量为石油醚萃取液体积的1.2倍,25℃时振摇6m inΛ因素主次为A>D>B>C,即N a2CO3浓度为主要因素,其次为洗涤时间、用量比和洗涤温度Λ2.3 高效液相色谱分析为了定量的分析虾青素提纯后的纯度和提纯效果,对虾青素粗提品和提纯品进行了H PL C分析ΛH PL C谱图见图1～3Λ由图中可以看出,图2的保留时间为3.290m in峰,经在虾青素提纯品里加入虾青素的标准品,即“标准加入法”,得图3,此时峰高和峰面积明显增大,而其他峰峰形和保留时间基本不变,说明这个峰正是游离虾青素峰Λ由色谱工作站N2000自带的软件用面积归一法分析得其含量为6.94%Λ与未经N a2CO3除杂质的虾青素粗提品的H PL C谱图1相比较,后者几乎检测不到游离的虾青素,对比效果明显,纯化效果较好Λ图1 虾青素粗提品的色谱图(下转第340页)・723・第3期姜洪峰,等:甲壳素废水絮凝物中虾青素提取纯化收率的降低,故最佳还原反应时间为60m in Λ2.1.4 重复性试验由上述分析得出重氮盐还原生成肼的最佳工艺条件:亚硫酸钠与原料22氨基242磺基苯甲酸的摩尔配比为2.5∶1,还原温度为80℃,还原时间为60m in Λ以此工艺条件进行重复性试验,结果如表1Λ表1 重复性试验结果试验序号1234 收率 %86.585.385.586.1 由表1可见,以此最佳工艺条件反应, 收率较高,重复性好,反应条件也较温和,适宜工业化生产Λ2.2 产品( )的合成在以中间体( )合成目标产物( )的反应中,在最后水解乙酰基时,所用的氢氧化钠溶液的浓度对目标产物的收率与色光有较大的影响Λ当氢氧化钠溶液浓度过低时,容易导致水解不完全,而浓度过高时,又将发生一定的副反应,两种结果都将引起目标产物色光的变化,同时使收率下降Λ笔者经过多次实验,认为以6%～8%浓度的氢氧化钠溶液进行水解,产物的收率及色光均较好Λ3 结 论以22氨基242磺基苯甲酸和32乙酰氨基252氨基242羟基苯磺酸为原料,合成了 ,产品纯度98%以上,总收率约75%,Κm ax =603nm Λ其中中间体( )的合成收率在85%以上,结构经1HNM R 和L C 2M S 表征确认Λ笔者根据上述工艺条件,进行了中试放大,结果表明,此合成工艺操作简便,重复性好,收率较高Λ目前该工艺已实现了工业化生产,并取得了一定的经济效益Λ参考文献:[1] 张兆麟,张玉珍.金属络合染料[M 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