影响雨生红球藻中虾青素的提取条件的研究_赵立艳

虾青素（ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ）化学名称为３，３’－二羟基－ ４，４’－ 二酮基 － β － 胡萝卜素，是一种非维生素 Ａ 原的类胡萝 卜素。虾青素具有多种生物功能：具有很强的抗氧化功 能，能清除体内由紫外线照射产生的自由基，调节降 低由光化学引起的危害，对紫外线引起的皮肤癌有很好 的疗效，增强免疫力，具有抗癌、抗肿瘤的功能等［１］ 。 目前主要作为人类的高级保健食品、药品，以及水产养 殖动物和家禽、家畜的饲料添加剂。随着虾青素多种生 理功能的发现，在国内外引起了虾青素的研究热潮。
３ 结 论
３．１ 采用超临界 ＣＯ２ 流体萃取技术脱除蒙古口蘑中脂类 物质，具有高效、无污染、无萃取剂残留等优点，同 时还具有脱色脱异味作用，对提高蒙古口蘑多糖的提取 率及改善蒙古口蘑多糖的颜色和风味极为有利。 ３．２ 超临界 Ｃ Ｏ ２ 流体萃取最佳工艺条件为：萃取压力
３ ０ Ｍ Ｐ ａ，萃取温度 ４ ５ ℃，萃取时间 ６ ０ ｍ ｉ ｎ ，萃取剂流 量 ２５Ｌ／ｈ ，以此条件萃取脂类物质，萃取率为 ２．０６％ 。 萃取后蒙古口蘑粉呈乳白色，风味纯正，粗脂肪含量 ０．０１％。 ３．３ 超临界 Ｃ Ｏ ２ 萃取处理蒙古口蘑粉后，其蒙古口蘑 多糖的提取率为 ６．２４％，是未处理样及溶剂处理样的 ４．２ 和 １．８ 倍。
表 １ 提取条件的因素水平表 Ｔａｂｌｅ １ Ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
水平 １ ２ ３
Ａ提取时间（ｈ） ４ ６ ８
因 素 Ｂ乙酸乙酯／乙醇（体积比）
１：１ １：２ １：３
Ｃ 固液比（ｇ／ｍｌ） １：８０ １：１００ １：１２０
虾青素的提取一般采用溶剂浸提法，溶剂的选用一 般即要考虑到虾青素在其中的溶解度，又要考虑到它的 极性，极性太弱不利于溶剂向细胞内渗透，因此一般 选用混合溶剂［ ３ ～５ ］ 。本文选用乙酸乙酯和乙醇的混合溶 剂与常用提取溶剂进行了比较，在保证较高提取率的条 件下，尽量选用无毒的溶剂进行提取。藻类中的虾青 素大部分以酯类形式存在，从藻类中制备虾青素需要将 粗提物中虾青素酯进行皂化，得到其单体。对于一个 水解反应来说，温度高时反应快，但虾青素对热不稳 定，因此，本试验对 ４℃和 ４０℃的皂化条件分别进行了 研究，比较了低温皂化和加热皂化对提取效果的影响， 确定了两种温度下的适宜提取条件。
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ Ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ ｆｒｏｍ Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓ
ＺＨＡＯ Ｌｉ－ｙａｎ，ＣＨＥＮ Ｆａｎｇ，ＬＩＡＯ Ｘｉａｏ－ｊｕｎ，ＷＵ Ｊｉ－ｈｏｎｇ，ＨＵ Ｘｉａｏ－ｓｏｎｇ＊ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３， Ｃｈｉｎａ）
虾青素标准品 Ｓｉｇｍａ公司；雨生红球藻粉 荆州 天然虾青素有限公司；甲醇、二氯甲烷、乙腈均为国 产色谱纯，其余为分析纯。 １．２ 方法
１．２．１ 提取溶剂的选择 称取冻干的雨生红球藻粉 １００ｍｇ，分别采用乙酸乙
酯和乙醇（１：２，Ｖ／Ｖ）、二氯甲烷和甲醇（１：３，Ｖ／Ｖ）、氯 仿和乙醇（１：１，Ｖ／Ｖ）、丙酮进行提取，于空气浴振荡器振 荡提取 ３ｈ，温度控制在 ２５℃。将提取物离心（３０００ｒ／ｍｉｎ， １ ５ ｍ ｉ ｎ ） ，收集上清液，定容，即为粗提物。比较其提 取量。
多糖的提取率与多糖在溶液中的溶解状态及分散度 有关，溶解性和分散性越好，越容易从体系中析出， 超临界 ＣＯ ２ 萃取脱除蒙古口蘑中的脂类及色素等脂溶性 物质，提高了蒙古口蘑多糖的溶解性和分散性，降低 其溶出阻力，多糖与水的接触面积及亲和力大幅度增 加，从而提高了蒙古口蘑多糖的提取率。另外，由于 超临界 Ｃ Ｏ ２ 萃取中压力变化及 Ｃ Ｏ ２ 的穿透作用使细胞 壁脆性增强，通透性提高，亦可使多糖溶出性增强， 进而提高多糖的提取率［ ８ ］ 。利用乙醚和碱联合处理口蘑 粉，对其脱脂只是一种简单的溶出作用，对胞壁无脆 化及提高通透性效果，另外处理过程中对多糖成分产生 一定程度的破坏，所以提取率增加幅度不大，产品亦 有化学污染，且带有异味。
动物对化学合成的虾青素吸收能力较弱，且在体内 不能转化成天然构型。随着天然产物的兴起，各国对 化学合成的虾青素的管理也越来越严格，如美国 ＦＤＡ 已 禁止化学合成的虾青素进入保健食品市场。而天然虾青 素的着色能力和生物效价比化学合成虾青素高的多［ ２ ］ ， 因而越来越受到人们的青睐。虾青素的生物来源主要有 水产加工废弃物、藻类和微生物发酵。甲壳类动物的 甲壳中虾青素含量很低。微生物发酵具有生产速度快的 优点，但酵母细胞壁很厚，不破壁很难被动物消化吸 收，因此国外近几年主要从事于诱变育种，细胞破壁 等方面的研究。
青素粗提物上样前过 ０．４５μｍ 膜过滤，流动相为二氯甲 烷：甲醇：乙腈：水＝ ５：８５：５：５，使用前流动相超声脱气 ３０ｍｉｎ。流速 １ｍｌ／ｍｉｎ，检测波长 ４８０ｎｍ，柱温 ２５℃，进 样量 ２０μｌ 。
２ 结果与分析
２．１ 提取溶剂的选择 分别对四种溶剂体系进行比较，由图 １ 可知，二
氯甲烷和甲醇（１：３，Ｖ／Ｖ）的提取效果最好（（５６６．７４±６．６０） μｇ／１００ｍｇ 藻粉），乙酸乙酯和乙醇（１：２，Ｖ／Ｖ）与氯仿和 乙醇（１：１，Ｖ／Ｖ）的提取效果没有显著差异（ｐ ＞ ０．０５），提 取量分别为（５４４．３５±６．５６）μｇ／１００ｍｇ藻粉、（５４７．２６±７． ４１）μｇ／１００ｍｇ 藻粉。丙酮的提取量最低（（４７２．８１ ±７．１４） μｇ／１００ｍｇ 藻粉）。虽然乙酸乙酯和乙醇的混合溶剂比二 氯甲烷与甲醇的混合溶剂提取量略低，但从产品中溶剂 残留的安全角度考虑，我们将最终提取溶剂确定为乙酸 乙酯和乙醇的混合溶剂。
ｓｏｌｖｅｎｔｓ ｏｆ ｅｔｈｙｌ ａｃｅｔａｔｅ ａｎｄ ｅｔｈａｎｏｌ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ２５℃， ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ６ ｈ， ｒａｔｉｏ ｏｆ ｅｔｈｙｌ ａｃｅｔａｔｅ ａｎｄ ｅｔｈａｎｏｌ １：２， ａｎｄ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｌｉｄ ｔｏ ｌｉｑｕｉｄ １：１２０ （ｇ／ｍｌ）． Ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ ｅｓｔｅｒｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｈｙｄｒｏｌｙｚｅｄ ｔｏ ｆｒｅｅ ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ ｂｙ ｓａｐｏｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ， ｗｈｉｌｅ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗｏｕｌｄ ｈｅｌｐ ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓａｐｏｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｓａｐｏｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｓｔｕｄｉｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔｈａｎｏｌｉｃ ＫＯＨ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｓａｐｏｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｗｅｒｅ ａｓｓａｙｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ６ｍｌ ｏｆ ０．０６ｍｏｌ／Ｌ ｍｅｔｈａｎｏｌｉｃ ＫＯＨ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｄｄｅｄ ｔｏ ４ｍｌ ｐｉｇｍｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ， ａｎｄ ｓａｐｏｎｉｆｉｅｄ １２ ｈ ａｔ ４℃ ｉｎ ｄａｒｋｎｅｓｓ． Ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ， （５７５．８６±５．６８）μｇ ｔｒａｎｓ－ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ １００ｍｇ ｄｒｙ ａｌｇａｌ ｃｅｌｌｓ． Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ：ｓａｐｏｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ；Ｈｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓ；ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ 中图分类号：ＴＳ２１８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－６６３０（２００６）０３－０１１０－０５
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ ｅｓｔｅｒｓ ｆｒｏｍ ｆｒｅｅｚｅ－ｄｒｙｅｄ ａｌｇａｅ ｓａｍｐｌｅ ｗｅｒｅ： ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｉｘｅｄ
收稿日期：２００５－０６－２９ ＊通讯作者 基金项目：国家 ８６３ 专项课题项目资助课题（２００２ＡＡ２４８０１１） 作者简介：赵立艳（ １ ９ ７ ７ － ） ，女，在读博士，主要从事天然产物的分离提取及性质研究。
１ 材料与方法
１．１ 仪器和药品 Ｋ－１００１输液泵 德国Ｋｎａｎｅｒ公司；ＵＶ Ｋ－２５０１检测
器 德国 Ｋｎａｕｅｒ 公司；Ｋｒｏｍａｓｉｌ Ｃ１８ 柱（２５０ × ４．６ｍｍ）。 ＴＤＬ－５－Ａ 离心机 上海安亭科学仪器有限公司；ＫＱ－ ２００ＤＢ型数控超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司； ＡＹ１２０ 型电子天平 日本岛津有限公司；ＨＺＱ－Ｃ 空气浴 振荡器 哈尔滨市东明医疗仪器厂。
１．２．２ 虾青素酯提取条件的优化 称取冻干的雨生红球藻粉 １００ｍｇ，加溶剂于空气浴
振荡器振荡提取 ３ ｈ ，将提取物进行离心（３０００ｒ／ｍｉｎ ， １５ｍｉｎ） ，收集上清液，定容至 ５０ｍｌ，即为粗提物。在 单因素试验基础上，温度 ２ ５ ℃，提取次数定 ２ 次，分 别以提取时间、溶剂配比以及固液比进行 Ｌ ９（ ３ ３） 试验， 表 １ 是因素水平表。４ｍｌ 粗提物，加入 ６ｍｌ ０．０６ｍｏｌ／Ｌ ＫＯＨ／ 甲醇溶液，４ ℃下皂化 １ ２ ｈ 。皂化后用 Ｈ Ｐ Ｌ Ｃ 法测定虾 青素含量。
１．２．３ 虾青素酯的皂化条件的确定 取 ４ｍｌ 粗提物，加 ６ｍｌ 不同浓度的 ＫＯＨ／ 甲醇溶液，
分别于 ４℃和 ４０℃进行皂化，皂化过程避光，充氮。皂 化后用 Ｈ Ｐ Ｌ Ｃ 法测定虾青素含量。
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食品科学
※工艺技术
１．２．４ 虾青素含量的测定 采用 ＨＰＬＣ 法测定虾青素含量。虾青素皂化后的虾
１５１． ［５］ 张镜澄． 超临界流体萃取［Ｍ］． 北京： 化学工业出版社， ２０００． ７－７７． ［６］ 周泉诚， 吴谋成， 等． 超临界ＣＯ２萃取技术在油脂工业中的应用［Ｊ］．
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110 2006, Vol. 27, No. 03
食品科学
※工艺技术
影响雨生红球藻中虾青素的提取条件的研究
赵立艳，陈 芳，廖小军，吴继红，胡小松 ＊ （中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 １０００８３）
摘 要：冻干的雨生红球藻粉为原料，采用乙醇和乙酸乙酯混合溶剂进行虾青素酯的提取。Ｌ ９ （ ３ ３ ） 正交试验筛选 获得虾青素酯的最佳条件为：温度 ２５℃，提取时间为 ６ｈ，乙酸乙酯和乙醇的配比为 １：２，固液比为 １：１２０（ｇ／ｍｌ）。 对提取的虾青素酯进行皂化，分别研究了 ４℃和 ４０℃时碱的浓度及皂化时间对提取效果的影响。结果表明：０．０６ｍｏｌ／Ｌ ＫＯＨ 甲醇溶液于 ４℃皂化 １２ｈ 效果最好，从 １００ｍｇ 藻粉可以得到（５７５．８６ ± ５．６８）μｇ 虾青素单体。 关键词：皂化；雨生红球藻；虾青素；提取
脂肪酸质量的影响［Ｊ］． 中国医药工业杂志， ２００２， １１： ５３３－５３６。 ［８］ 王大为， 邵信儒， 张艳荣． 超临界ＣＯ２萃取对玉米醇溶蛋白提取率
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※工艺技术
食品科学
2006, Vol. 27, No. 03 111
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