虾青素的提取
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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。
虾青素生产工艺流程虾青素是一种天然的红色素,广泛应用于食品、保健品等行业。
下面将介绍虾青素的生产工艺流程。
虾青素的生产工艺主要分为以下几个步骤:虾青素提取、脱脂、精制、干燥和包装。
首先是虾青素的提取。
虾青素主要存在于海洋动物中,如虾、蟹、龙虾等。
提取虾青素的常用方法是溶剂提取法。
首先将虾壳破碎,然后使用有机溶剂(如乙醇)与虾壳进行浸泡,使虾青素溶于溶剂中。
随后,通过离心等分离技术将虾壳与溶剂分离,得到虾青素溶液。
接下来是虾青素的脱脂过程。
虾青素溶液中还存在着一定的脂肪物质,需要将其去除。
常用的脱脂方法有酸脱脂法和碱脱脂法。
酸脱脂法是利用酸性溶液将脂肪溶解,然后通过离心或过滤等分离技术将脂肪与虾青素分离。
碱脱脂法则是利用碱性溶液将脂肪皂化,然后通过相分离将脂肪与虾青素分离。
然后进行虾青素的精制过程。
虾青素溶液中还存在着杂质,需要进行进一步的精制。
通常采用硅胶柱层析、凝胶层析等技术进行虾青素的分离纯化。
其中,硅胶柱层析是利用硅胶的亲水性和疏水性特性,将虾青素与杂质分离。
凝胶层析则是利用凝胶的吸附特性,将虾青素与杂质分离。
通过这些分离纯化技术,可以得到较为纯净的虾青素。
接着是虾青素的干燥过程。
将精制后的虾青素溶液进行浓缩,然后通过喷雾干燥、真空干燥等技术将其转化为干燥的粉末。
干燥过程中需要控制好温度和湿度,以保证虾青素的稳定性和质量。
最后是虾青素的包装过程。
将干燥后的虾青素粉末进行包装,常用的包装方式有铝箔袋、塑料罐等。
包装过程中需要保持干燥、防潮、避光等条件,以延长虾青素的保质期。
虾青素的生产工艺流程包括虾青素提取、脱脂、精制、干燥和包装。
通过这些步骤,可以获得高纯度、高品质的虾青素产品。
虾青素作为一种重要的天然红色素,具有广泛的应用前景,在食品、保健品等领域具有很大的市场潜力。
化学合成虾青素制备流程
虾青素是一种天然的色素,广泛存在于海洋生物中,具有多种生物活性,包括抗氧化、抗炎、抗癌等。
由于虾青素在医药、保健品、食品等领域具有广泛的应用价值,因此其制备技术也备受关注。
以下是化学合成虾青素的主要制备流程:
1. 合成青蛋白
首先需要合成青蛋白,这是虾青素的前体。
青蛋白可以通过酵母、大肠杆菌等微生物生产,也可以从动物血液中提取得到。
将青蛋白溶解在适当的缓冲液中,使其达到一定浓度。
2. 制备虾青素醌
将锌粉加入过量的氢氧化钠溶液中,加热至反应开始。
然后将青蛋白溶液滴加入反应液中,反应后生成虾青素醌。
3. 还原成虾青素
将虾青素醌与适量的氢氧化钠和甲醛混合,在水浴中加热反应,生成虾青素。
4. 纯化虾青素
用甲醇对反应液进行提取,得到甲醇中的虾青素溶液。
然后用硅胶柱层析、薄层层析、高效液相层析等方法进行分离纯化。
以上就是化学合成虾青素的主要制备流程,其中每个步骤的反应条件和操作细节都需要根据具体情况进行调整和改进,以获得高纯度和高产率的虾青素制品。
- 1 -。
虾青素生产虾青素(astaxanthin)是一种天然的类胡萝卜素类化合物,它存在于某些海洋生物中,非常具有营养价值和保健功效。
虾青素具有强大的抗氧化作用,能够帮助保护身体免受自由基的损伤,改善皮肤健康,增强免疫系统等作用。
由此,越来越多的人开始将虾青素作为保健品和营养补充剂的选择,而其作为一种生产材料的前景也广受人们的关注。
本文将介绍虾青素的生产方法、应用领域以及未来的发展前景。
1.虾青素的生产方法虾青素的生产方法主要有两种:化学合成和生物法生产。
化学合成通常使用合成前驱体来合成虾青素,这些前驱体通常是从石油或化学原料中分离出来的。
该方法用于工业生产虾青素,但其产品质量较差,不如来自生物法制备的虾青素品质优良。
于生物法制备,虾青素可以从一系列微生态群体和生物中提取。
其中最主要的来源是浮游生物、海藻、鱼类等,尤其是虾、虾蛄、螃蟹等甲壳类动物。
以下将分别介绍生物法的两种制备组分:微生物发酵法和天然提取法。
(1)微生物发酵法微生物发酵法是目前生产虾青素的主要方法之一,其过程如下:a. 筛选和培养微生物酵母广泛应用的来源是甲拟单胞菌(Flavobacterium sp.)、野生藻类等微生物。
在筛选微生物菌株的时候,要选择生长快速、产生虾青素含量较多的微生物株。
b. 培养和生长微生物酵母生长过程需要使用一种适宜的培养基,该培养基包括适宜的碳源、氮源和微量元素等,以优化菌株的生长并提高虾青素产量。
一般情况下,酵母需要进行预培养,然后转移到更大容器中进行大规模培养和生长。
c. 虾青素提取和纯化发酵液经过发酵后,提取虾青素是一个复杂的过程。
一般的方法是利用有机溶剂或超临界萃取的方法来提取虾青素。
纯化过程也非常复杂,常常需要运用高效液相色谱法、逆流色谱法等。
(2)天然提取法天然提取法是从海洋生物中提取虾青素的过程,其制备过程包括以下几个主要阶段:a. 选择和采集有虾青素的生物天然提取法可以采用各种方式来采集含有虾青素的海洋生物。
虾青素提取工艺流程1.1碱提法碱提法主要是应用了碱液脱蛋白的原理,甲壳类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,当用热碱液处理下脚料时,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。
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,因此碱提法的研究和应用较少。
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。
该方法所用的油脂主要为可食用油脂类,最常见的是大豆油,也有用鱼油,如步鱼油、鲱鱼油、鳕鱼肝油等。
油用量直接影响虾青素的提取效率。
提取时温度较高会影响虾青素的稳定性,另外提取后含色素的油不易浓缩,产品浓度不高,使应用范围受到限制,若想纯化,需采用层析方法。
1.3有机溶剂法有机溶剂是一种提取虾青素的有效试剂,通常提取后可将溶剂蒸发,从而将虾青素浓缩,得到浓度较大的虾青素油,常见的溶剂有丙酮、乙醇、乙醚、石油醚、氯仿、正己烷等,不同的溶剂提取效果不同。
在研究中发现,丙酮的提取效果最好,而乙醇最差,并且从提取液的吸收波谱看,不同提取剂提取的色素中其具体成分也有所差异。
目前研究报道的有机溶剂法提取主要是浸提法和回流提取法,其所需的溶剂用量大,尽管溶剂也可回收循环利用,但过程损失量大,由此带来的环境和成本问题,使这种方法难以产业化推广。
综上所述,尽管虾青素提取研究较多,但由于原料的含量低、提取困难、容易氧化、杂质不易分离等原因,影响了甲壳中虾青素提取技术的产业化应用。
鉴于上述原因,本产品研发出的酶法随程提取技术较好地解决了制约产业化的各种问题,为生产高含量天然虾青素提供了一条切实可行的路线。
2、虾青素提取工艺流程经研究,本产品的生产工艺步骤为:分离虾黄→酶解→萃取→冷冻除杂→皂化纯化→柱层析纯化,可制得5%含量的虾青素,而且由于提取过程采用了皂化保护的纯化方法,使得到的虾青素降解的更少。
流程说明:(1)辊式挤压:对虾头壳进行预处理,回收虾头中虾脑(虾黄),这部分生物质含有虾青素。
虾青素(Astaxanthin),即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,其结构式如下(其中R= CH3)。
呈鲜红色,在水生动物、鸟类羽毛及植物叶、花、果中广泛存在,具有极强的抗氧化、抗癌变、增强免疫作用的功能。
一虾青素的生理功能虾青素可淬灭单线态氧,清除自由基,阻止脂质过氧化,保护机体免受伤害, 预防癌症发生,还能促进人体免疫球蛋白的产生,具有更高的免疫调节活性。
研究表明,虾青素具有抗氧化活性的类胡萝卜素,虾青素的抗氧化性比β-胡萝卜素高约10倍,比维生素E高约500倍。
虾青素已被认为是“超级维生素E”。
体外细胞培养试验研究虾青素对鼠免疫活性细胞的繁殖及功能的影响,结果显示虾青素比裸藻酮和β-胡萝卜素具有更高的免疫调节活性。
最新研究表明,虾青素具有比β-胡萝卜素更强的抑制癌变的能力。
二虾青素的商业开发由于动物本身不能够合成虾青素,而且绝大部分动物也不能把其他类胡萝卜素转化成虾青素,因此必须从食物中摄取虾青素。
目前虾青素已经在美国被批准为食品添加剂,并且在三文鱼的养殖中得到了很好的应用。
现在市场上虾青素的售价很高,单价达2000-2500美元每公斤(虾青素含量3%),而虾青素软胶囊每瓶140元,每瓶虾青素总量为360mg。
在2000年,虾青素的市场容量估计就已经达到了每年2亿美元。
因此进一步研究虾青素对人体的作用,开发相关的保健品和保健化妆品,则可以扩大天然虾青素的应用范围和市场。
三虾青素的来源虾青素主要有两种生产方式,即化学合成和天然提取。
一)化学合成虾青素化学合成法要经过多步化学和生物催化反应才能完成,其化学合成的前体物质为(S-3-乙酸基-4-氧代-β-紫罗酮,它是不同的微生物对(R)萜烯醇醋酸盐不对称水解,经过萃取,反流分布及重结晶等技术处理而得到产物。
人工合成的虾青素大多为顺式结构,而生物体合成的虾青素大多为反式结构。
动物体对人工合成的虾青素吸收能力较弱,而且人工合成的虾青素的着色能力和生物效价远比天然虾青素低。
虾青素生产工艺
虾青素是一种强效的天然抗氧化物,具有多种健康益处。
虾青素的生产工艺通常涉及到以下几个步骤:虾类捕捞、热浸提取、沉淀分离、色泽提取、脱色、精制和包装。
首先,虾青素的生产通常从虾类的捕捞开始。
虾类中含有丰富的虾青素,因此选择质量良好的虾类非常重要。
一般来说,深红色的虾类含有更高的虾青素含量。
接下来是热浸提取步骤。
将虾类用热水进行浸泡,这样可以使虾青素从虾类中释放出来。
同时,热水还可以起到杀菌消毒的作用。
然后是沉淀分离。
虾青素在热水中会通过干燥或离心等方法进行分离和沉淀。
这样可以将虾青素与其他固体物质分离开来。
接着是色泽提取。
将虾青素与适量的溶剂(如乙醇)混合,使虾青素彻底溶解在溶剂中。
溶剂的选择和使用方法会影响到虾青素的提取效果和质量。
脱色是虾青素生产中的一个重要步骤。
脱色的目的是去除虾青素中的杂色物质,使虾青素的颜色更加纯净。
常用的方法包括活性炭吸附、脱色剂和强酸处理等。
然后是精制。
将脱色后的虾青素液体进行过滤、浓缩和结晶等处理,以提高虾青素的纯度和稳定性。
同时,还要进行检测和质量控制,确保产品的质量符合要求。
最后是包装。
将精制后的虾青素产品进行包装,并严格按照贮存和运输条件进行处理,确保产品的质量和安全性。
以上就是虾青素的生产工艺的一般步骤。
随着科技的不断发展,虾青素的生产工艺也在不断改进和创新,以提高虾青素的提取效率和产品的质量。
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。
安徽农学通报2023年17期动物科学虾青素的提取与合成工艺及在水产养殖中的应用陈雯(庐江县白湖镇农业技术推广服务站,安徽庐江231500)摘要由于虾青素其特殊的结构,近年来关于虾青素在水产养殖中的多种重要的生理功能已被报道。
本文梳理了虾青素的提取与合成在水产养殖中发挥的各种重要作用,并着重介绍了虾青素的着色功能,促进生长、繁殖、发育等方面的功能,为虾青素在水产养殖中的大规模应用提供参考。
关键词虾青素;工艺;水产养殖;应用中图分类号S963.7文献标识码A文章编号1007-7731(2023)17-0067-06虾青素是类胡萝卜素的一种,对水产动物不仅具有较好的着色效果,且可以起到防止变色、变质等保鲜作用[1]。
虾青素具有高效抗氧化、抗癌变、增强免疫、保护眼睛和中枢神经系统等功能,目前已广泛应用于医药、饲料、食品、化妆品等生产[2]。
虾青素来源包括人工合成和天然提取,目前国内外常见的天然虾青素产品主要来源于水产品废弃物、微生物和转基因植物等。
在水产养殖业中,虾青素主要作为新型高效的饲料添加剂被广泛应用。
1虾青素简介虾青素(Astaxanthin)分子式为C40H52O4。
虾青素属于一种脂溶性及水溶性的色素。
晶体状虾青素熔点224℃,是一种深紫褐色粉末,色泽为粉红色,不溶于水,易溶于丙酮、苯、氯仿等有机溶剂。
虾青素广泛存在于生物体内,尤其是鱼、虾、蟹体内和鸟类的羽毛中,例如火烈鸟、朱鹭的羽毛、大麻哈鱼的肉、鲑鱼的肉、虾蟹的甲壳等。
由于动物不能自行合成虾青素,虽然有些甲壳类动物可以将其他类胡萝卜素转化为虾青素,但无法达到体内需求量,所以需要从食物中摄取。
海产鱼类和甲壳类动物大多数体内含有虾青素,这些虾青素一般是通过食物链从浮游植物和浮游动物中获得[3-4]。
虾青素不仅能使水产动物具有良好的外观品质,它还是动物生长和发育所必需的营养物质。
虾青素分子两端末端环状结构上各有一个羟基(-OH),可与脂肪酸形成单酯、双酯结构。
虾青素提取方法
虾青素是一种重要的天然色素,广泛应用于食品、化妆品和医药等领域。
提取
虾青素是一项重要的工艺,下面将介绍虾青素的提取方法。
首先,虾青素的提取可以采用有机溶剂法。
首先将虾壳粉碎成粉末,然后用有
机溶剂(如乙酸乙酯、乙醇等)将虾青素从虾壳中提取出来。
这种方法提取效率高,但需要注意有机溶剂的使用安全和环保。
其次,虾青素的提取也可以采用超临界流体萃取法。
在高压和适当温度下,利
用超临界流体(如二氧化碳)的特性,将虾青素从虾壳中提取出来。
这种方法无需有机溶剂,对环境友好,但设备投资较大。
另外,虾青素的提取还可以采用酶法。
通过酶的作用,将虾壳中的虾青素水解
出来。
这种方法操作简单,但提取效率较低。
最后,虾青素的提取还可以采用微波辅助法。
通过微波加热,可以加速虾青素
的提取过程,缩短提取时间。
这种方法操作简便,但设备投资较大。
综上所述,虾青素的提取方法有多种,每种方法都有其优缺点。
在实际生产中,需要根据实际情况选择合适的提取方法,以提高虾青素的提取效率和降低成本。
希望本文介绍的虾青素提取方法对您有所帮助。
虾青素的提取、制备及应用综述0161 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] 。
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。
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。
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。
该方法所用的油脂主要为可食用油脂类,最常见的是大豆油,也有用鱼油如步鱼油、鲱鱼油、鳕鱼肝油等。
提取虾青素的方法
提取虾青素的常用方法主要有以下几种:
1. 有机溶剂提取法:将虾青素含量较高的虾类样品破碎,加入适量有机溶剂(如乙醇、甲醇等),进行浸提,再用旋转蒸发仪蒸发有机溶剂,最后用乙醚等有机溶剂将虾青素从样品中分离提取。
2. 超声波辅助提取法:将虾青素含量较高的虾类样品与适量的溶剂(如乙醇、甲醇等)置于超声波浴中,利用超声波的机械与热效应促进虾青素的溶出,然后通过离心等操作将提取液中的虾青素分离、浓缩。
3. 高效液相色谱法(HPLC):将虾类样品搅碎并与有机溶剂混合,进行超声波提取或浸提,再进行离心分离,利用高效液相色谱仪进行分离和定量分析。
4. 气相色谱法(GC):将虾青素含量较高的虾类样品进行超声波或溶剂浸提,分离提取液中的虾青素,再通过气相色谱仪进行分析。
5. 固相微萃取法(SPME):将虾类样品与湿拭布或有机涂层纤维接触一段时间,再将纤维放入烘干管或连接气相色谱仪进行脱附分析。
需要注意的是,提取虾青素的方法选择应根据具体实验目的和条件进行合理选择,并结合检测分析技术进行应用。
虾青素是一种强效的天然类胡萝卜素抗氧化剂,可以从多种生物来源进行提取。
以下是对虾青素主要提取部位的详细分析:
1.甲壳类动物:
o虾壳:虾青素大量存在于虾的外壳中,特别是甲壳部分。
虾壳主要由几丁质构成,其中结合了虾青素和其他脂溶性物质。
提取过
程通常包括虾壳的预处理(如清洗、粉碎、酸处理以去除钙
质)、有机溶剂或超临界二氧化碳萃取等步骤。
2.鱼类:
o鱼类脂肪组织:某些鱼类,尤其是鲑鱼、鳟鱼等富含虾青素,它们在肌肉和皮肤组织中积累,可以通过精炼鱼油或者直接从鱼肉
中提取得到。
3.藻类:
o雨生红球藻(Haematococcus pluvialis):这是一种单细胞绿
藻,当环境条件不利时,会形成大量的虾青素酯储存于胞内以保
护自身免受氧化应激伤害,因此是目前商业上最常用的虾青素生
产来源之一。
通过培养这种微藻并诱导其积累虾青素,随后采用
物理或化学方法破壁,再用适宜的溶剂浸提或超声辅助提取。
4.其他生物体:
o红法夫酵母(Phaffia rhodozyma):这是一种能够产生虾青素的
酵母菌种,通过发酵技术培养该菌株,收获后进行破壁、浸提和
纯化步骤,即可获得虾青素。
综上所述,虾青素的提取部位主要包括甲壳类动物的外壳、鱼类的肌肉和皮肤组织以及特定的微生物和藻类。
其中,由于环境友好和可持续性等因素,藻类和酵母来源的虾青素提取越来越受到重视,并且已成为商业化生产的重要途径。
虾青素提取方法虾青素是一种天然的抗氧化剂,具有抗氧化、抗衰老、抗癌等多种生物活性。
因此,虾青素在医药、保健品、食品等领域具有广泛的应用前景。
而提取虾青素则是利用虾壳等原料,通过一系列的物理或化学方法将虾青素从原料中提取出来的过程。
首先,虾青素的提取方法可以分为物理提取和化学提取两种。
物理提取方法主要是通过物理手段将虾青素从虾壳中提取出来,常用的物理提取方法包括超声波提取、微波提取、超临界流体提取等。
这些方法操作简单,无需添加化学试剂,对虾青素的活性影响较小,但提取效率较低,成本较高。
化学提取方法则是利用化学试剂将虾青素从虾壳中提取出来,常用的化学提取方法包括酸碱提取、有机溶剂提取、酶解提取等。
这些方法提取效率较高,成本较低,但可能会对虾青素的活性产生一定影响。
其次,虾青素的提取方法还需要考虑提取工艺的优化。
在提取工艺的优化过程中,需要综合考虑提取温度、提取时间、提取溶剂、虾壳粉碎度等因素,以最大限度地提高虾青素的提取率和纯度。
此外,在提取过程中还需要注意控制氧化和光照等因素对虾青素的影响,以保证提取过程中虾青素的稳定性和活性。
最后,虾青素的提取方法还需要考虑提取后的虾青素的应用。
提取后的虾青素可以用于医药、保健品、食品等领域,因此需要根据不同的应用领域对提取后的虾青素进行进一步的纯化和功能性改造,以满足不同领域对虾青素的不同要求。
综上所述,虾青素的提取方法是一个复杂而又具有挑战性的过程,需要综合考虑物理提取和化学提取两种方法,优化提取工艺,并根据不同的应用领域对提取后的虾青素进行进一步的处理。
只有这样,才能更好地发挥虾青素的生物活性,推动虾青素在医药、保健品、食品等领域的应用。
虾青素对人体抗氧化功能的实验研究虾青素是一种天然的红色色素,属于类胡萝卜素家族。
它主要存在于一些海洋动物,如虾、蟹和鱼类等中。
虾青素具有较强的抗氧化能力,近年来被广泛研究和应用于食品、医药和化妆品等领域。
实验步骤:1. 提取虾青素:从富含虾青素的虾皮中提取虾青素。
可以使用某种溶剂(如醚)将虾皮浸泡、搅拌,使虾青素溶解于溶剂中。
2. 细胞培养:选取一种人类细胞系(如肺癌细胞系A549),将其培养在含有营养物质的培养基中,制备出细胞悬液。
3. 细胞分组:将细胞悬液分成若干组,如对照组、低浓度虾青素组和高浓度虾青素组。
4. 细胞处理:将对照组细胞悬液中加入等量的溶剂作为控制处理;将低浓度虾青素组细胞悬液中加入适量的虾青素溶液;将高浓度虾青素组细胞悬液中加入较高浓度的虾青素溶液。
5. 细胞培养:将细胞处理后的培养基再次培养,使细胞继续增长、分裂。
6. 抗氧化实验:通过测定细胞中的抗氧化酶活性(如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶等)来评估虾青素对细胞内氧化损伤的抑制作用。
7. 细胞保护实验:评估虾青素对细胞的保护作用,包括细胞凋亡的抑制、细胞膜损伤的减轻等。
8. 数据分析:根据实验结果,对各组数据进行统计学分析,以评估虾青素在人体内的抗氧化效果。
预期结果:预计高浓度虾青素组的细胞中抗氧化酶活性较高,而细胞保护作用也较佳。
低浓度虾青素组的抗氧化酶活性和细胞保护能力可能略低于高浓度组,但仍然较对照组更好。
总结:通过对虾青素在人体内抗氧化功能的实验研究,可以进一步了解其对抗氧化应激的作用机制,为其在食品和医药领域中的应用提供科学依据。
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。
该方法所用的油脂主要为可食用油脂类,最常见的是大豆油,也有用鱼油如步鱼油、鲱鱼油、鳕鱼肝油等。
油用量直接影响虾青素的提取效率。
Chen 和Meyers 等从克氏原螯虾中提取虾青素时,认为油用量与原料比在1∶10~1∶1 之间时提取效率差别不大,但是增至1∶1 后则开始下降。
而Spinell和Mahnlm 用豆油处理红蟹壳时,得出结论认为油料比1∶9 为最佳比例,并且若采用三阶段逆流提取法则更为有效。
不同类型油的提取效果不同。
Omara 等研究发现,相同工艺下大豆油的提取效果明显高于步鱼油和鲱鱼油。
Shahidi 等则对鳕鱼肝油作为提取剂进行了研究,发现以油料比2∶1(V/W) 于60℃提取0.5h,虾青素回收率可达74%。
油提取温度一般均较高,常见的在60~90℃。
提取时温度较高会影响虾青素的稳定性,另外提取后含色素的油不易浓缩,产品浓度不高,使应用范围受到限制。
若想纯化,需采用层析方法。
1.3 有机溶剂法有机溶剂是一种提取虾青素的有效试剂,通常提取后可将溶剂蒸发,从而将虾青素浓缩,得到浓度较大的虾青素油,同时溶剂也可回收循环利用。
常见的溶剂有丙酮、乙醇、乙醚、石油醚、氯仿、正己烷等,不同的溶剂提取效果不同。
在研究中发现,丙酮的提取效果最好,而乙醇最差,并且从提取液的吸收波谱看,不同提取剂提取的色素中其具体成分也有所差异。
有机溶剂法提取可采用浸提和回流提取的方法,但资料报道较多的主要是浸提法。
Alvarez 等研究了用丙酮从冷冻干燥的虾壳废料中提取虾青素,产率可达到129.5mg/g 壳;Miki等描述了用己烷从鳞虾粉中提取虾青素的工艺;而Meyers 等人则研究认为以石油醚∶丙酮∶水比例为15∶75∶10 的混合溶剂提取的效果更好。
但是像丙酮等这类有机溶剂,沸点低,易挥发,且有一定的毒性,加工过程中存在安全与健康问题,在实际应用中受到一定的限制。
目前一致认为乙醇是一种安全的提取剂。
丁纯梅等报道了用乙醇提取虾青素的流程:先将虾壳用盐酸泡24h 经过滤后,滤渣用95%乙醇浸泡,提取液蒸馏即得浓缩的粗制虾青素提取物。
另外熊汉国等也以乙醇为溶剂,通过正交试验,得出最佳提取条件为乙醇浓度95%、温度70℃、0.5h,此时粗提取物虾青素含量可达4.92%。
Celia 等专利报道了使用碳酸酯类化合物提取虾青素。
该类化合物具有R1CO2R2 的结构,其中R1为H 或烷基,R2 为烷基,R1、R2 可以相同。
并用乙酸乙酯从2.13kg对虾壳中提取得到了392mg虾青素。
1.4 超临界CO2 萃取法超临界流体萃取(SCFE)技术是近年来发展起来的高新技术,由于其提取的产品具有纯度高、溶剂残留少、无毒副作用等优点,越来越受到人们的重视。
Tsunco 等的专利中报道,应用超临界CO2 从6kg 南极鳞虾壳中得到了13.4g 提取物(虾青素浓度8.331%);而Koichi 等也有类似的报道,并用超临界逆流回流的方法得到了高浓度的色素。
Felix 等研究发现,CO2 超临界萃取时以乙醇作萃取剂效果良好,并通过响应面分析的方法得出最佳操作条件为压力≥34MPa、温度45℃。
而Charest 研究发现在乙醇为共溶剂的情况下,当压力31.8MPa、温度60℃时,龙虾壳中虾青素提取率可达207.6mg/kg。
超临界萃取技术可以得到高品质的产品,但由于设备前期投资大、生产技术要求高,目前用于大规模工业生产尚存在一定困难。
2 从藻类中提取许多在氮缺乏环境下的藻类,如雨生红球藻(Haenaococus pluvialis)是重要的虾青素产生菌,被认为是一种很有商业化生产前景的藻类。
该藻类在培养过程中,若氮源缺乏,则能在藻体内积累虾青素,含量可达0.5%~2.0%,约占类胡萝卜素总量的90%以上。
但总体来看,藻类的自养周期长,对水质、环境及光的要求很高,大规模生产受到限制。
另外,雨生红球藻中87%的虾育素以酯化状态存在,在某些动物体内的吸收和沉积较差这些都影响了用藻类来迸行虾青素的规模化生产。
3微生物发酵法生产虾青素已知能产虾育素的微生物有乳酸分支杆菌(Myobacterium lerticola)、短杆菌103(Brmibacterium)以及真菌担子菌纲的发夫酵母属(Phaffia rhozyma)。
其中乳酸分支杆菌只能在烃类培养基上而不能在营养琼脂上产生虾育素,而短杆菌103要在石油上生长,发酵结束时虾育素产量不足0.03mg/g,两者实际应用的意义均不大。
发夫酵母被认为是工业化生产虾育素最有应用价值的微生物,它最初于1970年从美国的阿拉斯加和日本的北海道一带山区的落叶树渗出物中分离得到,后经鉴定为真菌担子菌纲的一个属。
发夫酵母具有不同于其他同属酵母的好氧性,且能够发酵糖类,它所产生的10多种类胡萝卜素中,主要有虾育素、β一胡萝卜素、γ一胡萝卜素等,野生菌中虾育素的含量占40%~95%。
但野生发夫酵母中类胡萝卜素的总量一般不超过500mg/kg干酵母,且酵母细胞壁很厚,不破壁很难被动物消化吸收。
为了解决这些难题,近年来国内外学者在高产虾育素菌株的选育、酵母细胞破壁方面进行了深入的研究,并取得了可喜的成绩。
张先华等人用南极红酵母(Rhodotorula sp)NJ-0211发酵生产虾青素。
考察了摇床的转速、培养时间和培养温度对南极红酵母培养的影响,确定了NJ-0211的最佳培养条件为转速100r/min,时间10d,温度4℃。
在此培养条件下,虾青素的含量为873.75μg/g干菌体,比文献报道的高2.5倍。
二虾青素的人工制备人工合成虾青素不仅价格昂贵,而且同天然虾青素在结构、功能、应用及安全性等方面差别显著.在结构方面,由于两端的羟基(-OH)旋光性原因,虾青素具有3S-3 ‘S、3R-3’ S、3R-3‘R(也称为左旋、消旋、右旋)这3种虾青素的3中结构状态异构型态,其中人工合成虾青素为3种结构虾青素的混合物(左旋占25%、右旋占25%,消旋50%左右),极少抗氧化活性,与鲑鱼等养殖生物体内的虾青素(以反式结构——3S-3 S型为主)截然不同.酵母菌源的虾青素是100%右旋(3R-3‘R),有部分抗氧化活性;上述两种来源虾青素主要用在非食用动物和物资的着色上。
只有藻源的虾青素是100%左旋(3S-3 ‘S)结构,具有最强的生物学活性,FUJI、YAMAHA这样的大企业经过了多年的研究,用来作为人类的保健食品、高档化妆品、药品。
在生理功能方面,人工合成虾青素的稳定性和氧化活性亦比天然虾青素低.由于虾青素分子两端的羟基(-OH)可以被酯化倒致其稳定性不一样,天然虾青素90%以上酯化形式存在,因此较稳定,合成虾青素以游离态存在,因此稳定性不一样,合成虾青素必须要进行包埋才能稳定。
合成虾青素由于只有1/4左右的左旋结构,因此其抗氧化性也只有天然的1/4左右。
在应用效果上,人工虾青素的生物吸收效果也较天然虾青素差,喂食浓度较低时,人工虾青素在虹鳟鱼血液中浓度明显低于天然虾青素引,且在体内无法转化为天然构型,其着色能力和生物效价更比同浓度的天然虾青素低的多.在生物安全方面,利用化学手段合成虾青素时将不可避免的引入杂质化学物质,如合成过程中产生的非天然副产物等,将降低其生物利用安全性.因此,不能用在人类市场。
美国FDA 仅批准反式结构虾青素用于工业生产。
目前为止,用化学合成法来合成虾青素的公司仅瑞士的罗氏公司,其商品名为加丽素粉红(Carophyllpink),虾青素含量为5%~10%。
因用发酵法生产的虾育素含量较低,化学合成的虾青素具有一定的竞争优势。
三虾青素的功能与应用1 虾青素的着色作用虾青素是类胡萝卜素合成的终点,它进入动物体后可以不经修饰或生化转化而直接贮存在组织中,使一些水生动物的皮肤和肌肉出现健康而鲜艳的颜色,使禽蛋及禽的羽毛、皮肤、脚呈现健康的金黄色或红色。
β一胡萝卜素虽能在甲壳类水生动物体内转化为虾青素,但大部分转变为维生素A,着色效果较差,而它在普通水生动物及禽类中则不能着色。
只有胡萝卜素的含氧衍生物(叶黄素类),才具有对蛋黄着色的功能,且二羟基和二酮基类胡萝卜素(虾青素)比单羟基、单酮基或环氧类胡萝卜素对蛋黄的着色功能强。
Olsen等(1994)在北极红点蛙饲料中添加虾青素时发现:北极红点鲑鱼肉的红色程度与添加虾青素的量呈正相关,且添加量为70mg/kg时达到色素形成的稳定期。
Choubert等(1996)在虹鳟饲料中添加100mg/kg从酵母中提取的虾青素发现:虹鳟肌肉中的类胡萝卜素含量升高。
釜田忠等(1990)在虹鳟饲料中添加含0.l%虾青素的金盏花花瓣提取物发现:不仅鱼的表皮磷甲变为黄色,而且肌肉中虾育素的含量增加。
李战胜(1993)研究认为,虾青素是大马哈鱼及虹鳟鱼饲料中的首选色素。