吳蔚++趙艷霞

[摘 要]介紹了蝦青素的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、生物活性、來源以及從甲殼類加工下腳料中提取蝦青素的方法，進(jìn)行了小龍蝦蝦殼中鈣含量的測(cè)定以及蛋白質(zhì)含量的測(cè)定，進(jìn)行了薄層色譜，紫外分光光度以及高效液相實(shí)驗(yàn)，并用正交試驗(yàn)優(yōu)化了蝦青素的有機(jī)溶劑提取條件及其皂化條件

[關(guān)鍵詞]小龍蝦 蝦殼 蝦青素 提取工藝 正交試驗(yàn) 皂化

中圖分類號(hào)：TQ914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）19-0336-01

1.結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

蝦青素（AstaXanthin）又名蝦黃素，化學(xué)名稱為3，3—二羥基—4 ，4二酮基—β，β胡蘿卜素，分子式為C40H52O4，相對(duì)分子質(zhì)量為596，是一種酮式類胡蘿卜素，含有2個(gè)羥基和2個(gè)酮基，兩端的羥基有旋光性，具有3S-3 'S、3R-3' S、3R-3'R（也稱為左旋、消旋、右旋）這3種異構(gòu)型態(tài)，人工合成的蝦青素為3種結(jié)構(gòu)蝦青素的混合物（左旋占25%、右旋占25%，消旋50%左右），其天然產(chǎn)物多數(shù)以酯的形式存在。蝦青素色澤為粉紅色，熔點(diǎn)大約為224℃，不溶于水，易溶于二氯甲烷、氯仿、丙酮、苯、二硫化碳等有機(jī)溶劑，在酸、氧、高溫及紫外光條件下均不穩(wěn)定，易氧化成蝦紅素[1-4]，其結(jié)構(gòu)式如圖1：

2.的生物活性

2.1 抗氧化性

蝦青素是一種優(yōu)良的抗氧化劑，在猝滅自由基方面起著重要的作用。在蝦青素分子中，有很長(zhǎng)的共軛雙鍵、羥基和在共軛雙鍵鏈末端的不飽和的酮基，其中羥基和酮基又構(gòu)成a一羥基酮。這些結(jié)構(gòu)都具有比較活潑的電子效應(yīng)，能向自由基提供電子或吸引自由基的未配對(duì)電子。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其極易與自由基反應(yīng)而清除自基，起到抗氧化作用，其抗氧化性比B-胡蘿卜素高10倍以上， 比維生素E的抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)特性高1000倍以上[2，5]。

2.2 抗癌作用

有人研究了蝦青素等類胡蘿卜素對(duì)黃曲霉毒素B1引發(fā)肝致癌作用的影響，發(fā)現(xiàn)蝦青素、β一胡蘿卜素及3一甲基膽蒽在降低肝癌病灶的數(shù)目和大小方面效果顯著，而番茄紅素和過量VA無效。給由二乙基亞硝胺（DEN）或a一硝基丙烷引發(fā)肺腫瘤的鼠喂飼3或4周的蝦青素，可顯著降低肺腫瘤病灶的大小與數(shù)目[6]。

2.3 增強(qiáng)免疫作用

蝦青素能顯著影響動(dòng)物的免疫功能，在有抗原存在時(shí)，能顯著促進(jìn)脾細(xì)胞產(chǎn)生抗體的能力，增加人體免疫球蛋白的產(chǎn)生[7]

2.4 提高繁殖率

水生動(dòng)物的卵子中蝦青素的含量很高，這種高含量的蝦青素可削弱魚對(duì)光的敏感度，促進(jìn)魚類的生長(zhǎng)繁殖，它作為激素能促進(jìn)魚卵受精，減少胚胎發(fā)育的死亡率，加快個(gè)體生長(zhǎng)，增加成熟速度和生殖力。研究表明，在獨(dú)角蝦飼料中添加50mg/kg的蝦青素，可明顯提高蝦的存活率、增重和飼料轉(zhuǎn)化率。蝦青素還能提高家禽的產(chǎn)蛋率。

2.5 著色作用

蝦青素呈艷麗的紅色，具有極強(qiáng)的色素沉積能力，它進(jìn)入動(dòng)物體后可以不經(jīng)修飾或生化轉(zhuǎn)化而直接貯存在組織中，使一些水生動(dòng)物的皮膚和肌肉出現(xiàn)健康而鮮艷的顏色，使禽蛋及禽的羽毛、皮膚均呈現(xiàn)健康的金黃色或紅色[7]。研究表明在虹鱒魚飼料中添加含0.1%蝦青素的金盞花花瓣的提取物時(shí)發(fā)現(xiàn)：不僅魚的表皮磷甲變?yōu)辄S色，而且肌肉中蝦青素的含量也增加了，此外還有報(bào)道中提出在紅劍尾魚、珍珠馬麗魚及花馬麗魚等觀賞魚飼料中添加蝦青素，能使其體色更加艷麗，可提高觀賞價(jià)值，因此，蝦青素是魚類飼料中的首選色素。

3.蝦青素的來源

蝦青素在動(dòng)物體內(nèi)和羽毛中，尤其是水生動(dòng)物體內(nèi)普遍存在。早在20世紀(jì)30年代蝦青素就已從蝦、蟹中分離出來。除了從水產(chǎn)品加工的廢棄物中提取蝦青素外，從目前國(guó)內(nèi)外的報(bào)道來看，主要還有培養(yǎng)藻類生產(chǎn)蝦青素和利用酵母生產(chǎn)蝦青素[8]。

3.1 通過培養(yǎng)藻類生產(chǎn)蝦青素

目前國(guó)內(nèi)外報(bào)道最多的是雨生紅球藻。雨生紅球藻是一種單細(xì)胞生物，其中蝦青素含量為1.5%～3.0%。在培養(yǎng)過程中，氮源缺乏，則在體內(nèi)積累蝦青素，若在培養(yǎng)基中添加二價(jià)亞鐵離子，蝦青素的合成能顯著提高。用培養(yǎng)的雨生紅球藻生產(chǎn)蝦青素的特點(diǎn)是單細(xì)胞生物繁殖快、培養(yǎng)簡(jiǎn)單、易于提取，且藻粉可直接應(yīng)用于食品及飼料工業(yè)，減少了成本。除雨生紅球藻外，還有通過培養(yǎng)綠藻提取蝦青素的報(bào)道，另據(jù)報(bào)道，衣藻、裸藻、傘藻等均含有蝦青素

3.2 利用酵母生產(chǎn)蝦青素

在野生酵母所產(chǎn)的10多種類胡蘿卜素中，蝦青素是最大的組分，占總類胡蘿卜素的40%-95%。紅法夫酵母已成為工業(yè)化生產(chǎn)蝦青素的優(yōu)良菌種，其中蝦青素的平均含量約為0.40%。美國(guó)紅星公司就是利用紅法夫酵母生產(chǎn)蝦青素的企業(yè)。利用紅法夫酵母生產(chǎn)蝦青素的特點(diǎn)是生產(chǎn)速度快，培養(yǎng)條件溫和，細(xì)胞中不但含有豐富的蛋白質(zhì)、脂類、維生素，而且還含有大量的不飽和脂肪酸及多種蝦青素的前體。

3.3 從甲殼類水產(chǎn)品加工的廢棄物中提取蝦青素

從水產(chǎn)品加工的廢棄物中提取蝦青素既能增加經(jīng)濟(jì)收益，又有利于減弱廢水的色度，從而達(dá)到減少污染的目的。但是水產(chǎn)品加工的廢棄物中石灰質(zhì)和蛋白質(zhì)的存在嚴(yán)重影響了蝦青素的提取效率。目前普遍認(rèn)為丙酮是提取蝦青素效率最高的，但丙酮具有揮發(fā)性和毒性，基于提取效率和生態(tài)安全性兩方面考慮，一致認(rèn)為乙醇較好。總體來說，從水產(chǎn)品加工的廢棄物中提取蝦青素雖效率低，成本高，但人工合成的蝦青素的生態(tài)安全性還沒有被證實(shí)之前，目前國(guó)內(nèi)外仍然廣泛采取這種方法生產(chǎn)蝦青素。

4 甲殼類加工下腳料中提取回收蝦青素的方法

主要有堿提法，油溶法，有機(jī)溶劑萃取法，超臨界CO2萃取法[9]

4.1 堿提法

堿提法主要是應(yīng)用了堿液脫蛋白的原理， 甲殼加工下腳料中的蝦青素大多與蛋白質(zhì)結(jié)合， 以色素結(jié)合蛋白的形式存在， 當(dāng)用熱堿液煮下腳料時(shí)， 其中的蛋白質(zhì)溶出， 而與蛋白質(zhì)結(jié)合的蝦青素也隨之溶出， 從而達(dá)到提取蝦青素的目的。由于堿提法加工過程需消耗大量酸堿， 同時(shí)加工廢水的污染也是很難解決的問題， 因此近幾年來對(duì)堿提法的研究報(bào)道較少。

4.2 油溶法

蝦青素具有良好的脂溶性， 油溶法正是利用這一特性進(jìn)行的。該方法所用的油脂主要為可食用油脂類， 最常見的是大豆油， 也有用魚油如步魚油、鯡魚油、鱈魚肝油等。油用量直接影響蝦青素的提取效率。提取時(shí)溫度較高會(huì)影響蝦青素的穩(wěn)定性， 另外提取后含色素的油不易濃縮， 產(chǎn)品濃度不高， 使應(yīng)用范圍受到限制，若想純化， 還需采用層析方法。

4.3 有機(jī)溶劑萃取法

有機(jī)溶劑是一種提取蝦青素的有效試劑， 通常提取后可將溶劑蒸發(fā)， 從而將蝦青素濃縮， 得到濃度較大的蝦青素油， 同時(shí)溶劑也可回收循環(huán)利用。常見的溶劑有丙酮、乙醇、乙醚、石油醚、氯仿、正己烷等， 不同的溶劑提取效果不同。在研究中發(fā)現(xiàn)， 丙酮的提取效果最好， 而乙醇最差， 并且從提取液的吸收波譜看， 不同提取劑提取的色素中其具體成分也有所差異。有機(jī)溶劑法提取可采用浸提和回流提取的方法， 但資料報(bào)道較多的主要是浸提法。

4.4 超臨界CO2 萃取法

超臨界流體萃取技術(shù)就是利用臨界流體的特殊性質(zhì)， 在高壓條件下與待分離的固體或液體混合物接觸， 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的操作壓力和溫度， 萃取出所需要的物質(zhì)， 隨后通過降壓或升溫的方法， 降低超臨界流體的密度， 使萃取物得到分離。超臨界CO2萃取法具有無毒無害、溶解能力強(qiáng)、溶劑殘留少、產(chǎn)品具有純度高等一系列的優(yōu)點(diǎn)， 越來越受到人們的重視。但設(shè)備前期投資大、生產(chǎn)技術(shù)要求高。

參考文獻(xiàn)

[1] 高清潭，崔志強(qiáng).蝦青素的應(yīng)用及其商業(yè)化生產(chǎn)[J].海湖鹽與化工，2004，33（6）：33-37.