鹽藻β-胡蘿卜素提取及自由基清除能力研究

孫協(xié)軍，潘龍飛，李秀霞，張麗華，薛曉霞，劉羽純

（渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧省高校重大科技平臺(tái)“食品貯藏加工及質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心”，遼寧錦州121013）

鹽藻β-胡蘿卜素提取及自由基清除能力研究

孫協(xié)軍，潘龍飛，李秀霞*，張麗華，薛曉霞，劉羽純

（渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧省高校重大科技平臺(tái)“食品貯藏加工及質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心”，遼寧錦州121013）

對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素的微波提取工藝和提取液的自由基清除能力進(jìn)行了研究。選擇丙酮為提取溶劑，微波輔助提取鹽藻β-胡蘿卜素的最優(yōu)條件為：微波功率500 W、液固比250 mL/g、提取溫度40℃、提取時(shí)間8 min和攪拌速度180 r/min，此時(shí)鹽藻β-胡蘿卜素得率為1.13%，高于傳統(tǒng)的溶劑浸提法；三種體外抗氧化體系（還原力、羥自由基清除能力和抗脂質(zhì)過氧化能力）結(jié)果表明，微波提取和傳統(tǒng)溶劑浸提得到的鹽藻β-胡蘿卜素提取液的還原力、羥自由基清除能力和抗脂質(zhì)過氧化能力之間沒有顯著差異（p＞0.05），但2種提取液的自由基清除能力均高于同濃度的β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品溶液，說明鹽藻β-胡蘿卜素提取液中還含有其他具有良好抗氧化活性的物質(zhì)，但其自由基清除能力均低于同濃度的維生素C和BHT溶液。

鹽藻，β-胡蘿卜素，丙酮，微波提取

鹽藻，即鹽生杜氏藻（Dunalselal Salina），為綠色單細(xì)胞藻，鹽藻細(xì)胞中富含β-胡蘿卜素等脂溶性活性成分，是國際上公認(rèn)的天然β-胡蘿卜素來源。β-胡蘿卜素在人體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為維生素A，具有保護(hù)視力、增強(qiáng)免疫功能、預(yù)防癌癥和心臟疾病等保健功能，是一種優(yōu)秀的保健食品原料，同時(shí)β-胡蘿卜素在飼料和化妝品中也有很重要的抗氧化和著色等作用，從鹽藻中提取β-胡蘿卜素，具有廣泛的應(yīng)用前景。

關(guān)于植物原料中β-胡蘿卜素提取方法的研究報(bào)道很多，溶劑浸提法是提取植物原料中β-胡蘿卜素的傳統(tǒng)方法，而超臨界流體萃取和超聲波等新技術(shù)的加入能有效地提高β-胡蘿卜素的提取效率[1-2]。但由于β-胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)不飽和共軛雙鍵，遇熱易異構(gòu)和降解，限制了微波技術(shù)在β-胡蘿卜素提取中的應(yīng)用。微波輔助法對(duì)胡蘿卜中類胡蘿卜素的提取效率低于索氏抽提法[3]，但間歇性加熱的微波萃取可提高胡蘿卜皮中β-胡蘿卜素的提取效率[4]，但需要專門的微波萃取儀器，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于對(duì)熱敏感的食品及其他生物原料的干燥工藝中[5]，可提高食品中維生素C等熱敏性成分的保留率。微波提取/消解儀常用于食品原料濕法消化及一些對(duì)熱穩(wěn)定的活性成分提取中，儀器可分別控溫及控壓，一般以控壓為主，在本實(shí)驗(yàn)中，將這類微波消解/提取系統(tǒng)應(yīng)用于β-胡蘿卜素的提取中，采用控溫為主、控壓為輔的微波加熱方法來提取鹽藻β-胡蘿卜素，并比較了不同方法（微波提取和傳統(tǒng)溶劑浸提法）所得β-胡蘿卜素提取液的自由基清除能力，為微波技術(shù)在熱敏性成分提取的應(yīng)用上奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鹽藻粉 大連豐源達(dá)餌料有限公司生產(chǎn)；β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品（純度≥98%） 上海源葉生物科技有限公司；色譜級(jí)甲醇和丙酮 天津大茂化學(xué)試劑廠；其他試劑 均為分析純。

P680型高效液相色譜儀（配DAD檢測(cè)器） 美國戴安公司；ETHOST微波消解/提取系統(tǒng) 意大利Milestone公司；FA2004電子天平 上海恒平科學(xué)儀器有限公司；RE-2000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；SHZ-D（Ⅲ）型循環(huán)水真空泵 上海申光儀器有限公司；PS02-AD-DI超純水機(jī) 上海訊輝環(huán)?？萍加邢薰尽?/p>

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 液相色譜檢測(cè)條件 Develosil C30色譜柱；甲醇∶丙酮（30/70；v/v）為流動(dòng)相；流速1.0 mL/min；柱溫25℃；檢測(cè)波長(zhǎng)：452 nm；進(jìn)樣量：20 μL。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 準(zhǔn)確稱取β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品4.8 mg，丙酮溶解并定容至25 mL，配制成β-胡蘿卜素濃度為192 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，再分別稀釋至β-胡蘿卜素濃度為192、153.6、115.2、76.8、38.4和19.2 μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)使用溶液。

1.2.3 鹽藻β-胡蘿卜素提取方法

1.2.3.1 溶劑浸提方法（SME） 參照孫協(xié)軍等方法[6]，采用磁力攪拌提取鹽藻β-胡蘿卜素。準(zhǔn)確稱取0.2 g鹽藻粉于100 mL具塞錐形瓶中，按液固比為250 mL/g加入丙酮溶液為提取溶劑，置于恒溫磁力攪拌器上，溶液溫度調(diào)節(jié)到35℃后，攪拌提取30 min，減壓抽濾，用等體積的提取溶劑洗滌抽濾瓶中濾渣，所得濾液在50℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至所剩溶劑為2 mL左右時(shí)，丙酮溶解并定容至50 mL，0.45 μm膜過濾后，HPLC檢測(cè)其β-胡蘿卜素濃度為0.385%。

1.2.3.2 微波輔助提取法（MAE） 準(zhǔn)確稱取2 g鹽藻粉于微波樣品罐中，按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)加入液固比為50～400 mL/g的提取溶液，設(shè)定提取溫度為25～55℃、攪拌速度50～300 r/min，風(fēng)冷時(shí)間為10 min，在微波功率為300～900 W條件下提取4～16 min，到設(shè)定風(fēng)冷時(shí)間結(jié)束后，取出樣品罐，將提取液減壓抽濾，用等體積的提取溶劑洗滌抽濾瓶中濾渣，所得濾液在50℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至所剩溶劑為2 mL左右時(shí)，丙酮溶解并定容至50 mL，0.45 μm膜過濾后，HPLC檢測(cè)其β-胡蘿卜素濃度。

1.2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.4.1 溶劑的選擇 準(zhǔn)確稱取2 g鹽藻粉，固定液固比10 mL/g，攪拌速度100 r/min，在微波功率500 W條件下浸提5 min，比較不同提取溶劑（無水乙醇、石油醚、乙酸乙酯和正己烷）所得提取液的β-胡蘿卜素得率，所得最佳溶劑用于以下單因素實(shí)驗(yàn)。

1.2.4.2 微波功率對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響 準(zhǔn)確稱取2 g鹽藻粉，固定液固比10 mL/g，浸提溫度35℃，攪拌速度100 r/min，在微波功率分別為300、400、500、600、700、800和900 MPa的條件下浸提5 min，考查不同功率對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響，所得最佳微波功率用于以下單因素實(shí)驗(yàn)。

1.2.4.3 液固比對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響 準(zhǔn)確稱取2 g鹽藻粉，固定浸提溫度35℃，浸提時(shí)間5 min，攪拌速率100 r/min，選擇液固比分別為50、100、150、200、250、300、350和400 mL/g進(jìn)行浸提，考查液固比對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響，所得最佳液固比用于以下單因素實(shí)驗(yàn)。

1.2.4.4 提取溫度對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響 準(zhǔn)確稱取2 g鹽藻粉，固定攪拌速率100 r/min，在提取溫度分別為25、30、35、40、45、50和55℃條件下微波提取5 min，考查不同提取溫度對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響，所得最佳提取溫度條件用于以下單因素實(shí)驗(yàn)。

1.2.4.5 提取時(shí)間對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響 準(zhǔn)確稱取2 g鹽藻粉，固定攪拌速率100 r/min，設(shè)定提取時(shí)間分別為4、6、8、10、12、14和16 min，考查浸提時(shí)間對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響，所得最佳提取時(shí)間條件用于以下單因素實(shí)驗(yàn)。

1.2.4.6 攪拌速度對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響 準(zhǔn)確稱取2 g鹽藻粉，在攪拌速度分別為50、100、150、200、250和300 r/min條件下提取，考查攪拌速度對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響，所得最佳攪拌速度條件用于以下單因素實(shí)驗(yàn)。

1.2.4.7 提取次數(shù)對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響 準(zhǔn)確稱取2 g鹽藻粉，在相同條件下，選擇提取1、2、3次，考查提取次數(shù)對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響。

1.2.4.8 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，固定微波功率為500 W，提取次數(shù)為1次，以液固比、提取溫度、提取時(shí)間和攪拌速度為考查因素，選用L9（34）正交表安排設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

1.2.5 β胡蘿卜素得率計(jì)算方法

其中：C為HPLC檢測(cè)提取液中β-胡蘿卜素濃度，μg/mL；v為提取液定容體積，mL；m為提取用鹽藻粉質(zhì)量，g。

表1 L（934）正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)因素和水平表Table 1 The design factor and level of orthogomal experiment L（934）

1.2.6 抗氧化實(shí)驗(yàn)方法 參照1.2.3.1溶劑浸提方法和1.2.3.2優(yōu)化出的微波輔助提取方法分別提取鹽藻β-胡蘿卜素，所得提取物經(jīng)冷凍干燥48 h后得到油狀物，將所得油狀物溶于95%乙醇溶液中，分別配制成β-胡蘿卜素濃度分別為0.5～3.0 μg/mL的系列溶液，以同濃度β-胡蘿卜素溶液、維生素C溶液或BHT溶液為對(duì)照，進(jìn)行自由基清除能力實(shí)驗(yàn)。

1.2.6.1 還原力測(cè)定方法 參照Oyaizu方法[7]進(jìn)行，采用鐵氰化鉀還原法測(cè)定不同濃度鹽藻β-胡蘿卜素提取液的還原力，以相同濃度β-胡蘿卜素溶液和維生素C溶液作為對(duì)照。

1.2.6.2 羥自由基清除能力 參照Amarowicz et al.方法[8]進(jìn)行，采用鄰二氮菲-亞鐵化學(xué)法測(cè)定比較不同濃度的鹽藻β-胡蘿卜素提取液清除羥自由基能力，以相同濃度β-胡蘿卜素溶液和維生素C溶液作為對(duì)照。

1.2.6.3 抗脂質(zhì)過氧化能力的測(cè)定 參照張爾賢等方法[9]進(jìn)行，采用抑制卵磷脂過氧化的方法測(cè)定不同濃度β-胡蘿卜素的抗脂質(zhì)過氧化能力，以相同濃度β-胡蘿卜素溶液和BHT溶液為對(duì)照。其中，抑制率采用以下公式計(jì)算：

式中，Ac為不加提取液的對(duì)照管吸光度；As為樣品管吸光度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS 17.0軟件進(jìn)行分析，以全反式β-胡蘿卜素得率為考查指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

將配好的β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)溶液依次進(jìn)樣，得到的色譜圖如圖1-A所示，β-胡蘿卜素的保留時(shí)間為15.150 min，鹽藻β-胡蘿卜素提取液的色譜圖見圖1-B所示，根據(jù)保留時(shí)間和DAD光譜掃描結(jié)果，確認(rèn)保留時(shí)間為15.175 min色譜峰為β-胡蘿卜素。以峰面積（mAU·min）為橫坐標(biāo)，β-胡蘿卜素濃度平均值（μg/mL）為縱坐標(biāo)，得到一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為：y=0.3815x-0.7905，R2=0.9991，其中y為β-胡蘿卜素濃度（μg/mL），x為峰面積（mAU·min），回歸方程的線性范圍為19.2～192 μg/mL。

2.2 微波輔助提取鹽藻β-胡蘿卜素

圖1 β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品溶液（A）和鹽藻β-胡蘿卜素提取液（B）的色譜圖Fig.1 Chromatogram of β-carotene standard（A）and β-carotene extract（B）from D.salina

圖2 提取溶劑對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響Fig.2 Effect of different solvent on β-carotene yield of D.Salina

2.2.1 提取溶劑的選擇 不同溶劑所得β-胡蘿卜素得率見圖2所示，分別為：無水乙醇（提取溫度45℃），0.425%±0.035%；石油醚（沸程60～90℃；提取溫度35℃），0.410%±0.058%；丙酮（提取溫度35℃），0.535%±0.064%；正己烷（提取溫度40℃），0.480%± 0.024%。幾種溶劑微波輔助提取β-胡蘿卜素的效率從高到低的順序?yàn)椋罕菊和椋緹o水乙醇＞石油醚，而幾種溶劑對(duì)β-胡蘿卜素的溶解度從高到低的順序?yàn)椋菏兔眩菊和椋颈疽掖糩10]，可見，在微波輔助提取中，提取效率并不只受到溶解度大小的影響，而不同溶劑對(duì)于微波輻射能的吸收程度和將其轉(zhuǎn)化為熱量的能力也是關(guān)鍵的決定因素。在本實(shí)驗(yàn)中，雖然β-胡蘿卜素在正己烷和石油醚中溶解度較高，但由于這兩種溶劑吸收微波輻射的能力很弱，所以，不適合用作微波提取的溶劑，因此，選擇丙酮作為微波輔助提取鹽藻β-胡蘿卜素的溶劑，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。

2.2.2 微波功率對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響 微波功率對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3所示，由圖3可知，高于500 W的微波功率對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響不大，這是因?yàn)樵谖⒉üβ矢哂?00 W的條件下，丙酮溶液在20 s之內(nèi)都可以升溫到35℃，根據(jù)丙酮的升溫特點(diǎn)，設(shè)定其升溫時(shí)間為1 min，即在1 min內(nèi)由室溫升高到設(shè)定溫度[11]。同時(shí)選擇微波功率為500 W進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。

圖3 微波功率對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響Fig.3 Effect of microwave power on β-carotene yield of D.Salina

2.2.3 液固比對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響 液固比對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4所示，由圖4可知，鹽藻β-胡蘿卜素得率均隨著液固比的增加而增大，在液固比達(dá)到250 mL/g后，鹽藻β-胡蘿卜素得率有降低的趨勢(shì)，較高的液固比增加了后繼處理的時(shí)間，導(dǎo)致鹽藻β-胡蘿卜素的損失增加，因此，取液固比為250 mL/g進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。

圖4 液固比對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響Fig.4 Effect of ratio of liquid to solid on β-carotene yield of D.Salina

2.2.4 提取溫度對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響 提取溫度對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5所示。由圖5可知，30～45℃溫度范圍內(nèi)，鹽藻β-胡蘿卜素得率變化不大，在高于45℃后，β-胡蘿卜素得率明顯降低。實(shí)驗(yàn)采用的微波提取裝置同時(shí)可用于有機(jī)物消解，萃取罐內(nèi)部壓力升高的同時(shí)，溶劑的沸點(diǎn)升高[12]，β-胡蘿卜素的浸出速率加快，而β-胡蘿卜素對(duì)高于40℃以上的溫度敏感[13]，長(zhǎng)時(shí)間處于這個(gè)溫度下會(huì)導(dǎo)致β-胡蘿卜素的損失增加，綜合以上原因，選擇浸提溫度35℃進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。

2.2.5 提取時(shí)間對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響 提取時(shí)間對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖6所示，由圖6可知，隨著浸提時(shí)間從4 min增加到8 min，鹽藻β-胡蘿卜素得率從0.75%增加到0.89%，之后的增加幅度變緩，在提取時(shí)間為16 min時(shí)，鹽藻β-胡蘿卜素的得率僅為0.93%，選擇提取時(shí)間8 min進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。

圖5 浸提溫度對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響Fig.5 Effect of extracting temperature on β-carotene yield of D.Salina

圖6 提取時(shí)間對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響Fig.6 Effect of extracting time on β-carotene yield of D.Salina

2.2.6 攪拌速度對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響 攪拌速度對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖7所示，由圖7可知，隨著攪拌速度從50 r/min增加到150 r/min，鹽藻β-胡蘿卜素得率從0.65%增加到1.01%，說明在這個(gè)范圍內(nèi)，攪拌速度對(duì)于微波萃取效率的影響是比較大的，在攪拌速度超過150 r/min后，β-胡蘿卜素得率的增加趨勢(shì)變緩，在攪拌速度為300 r/min時(shí)，鹽藻β-胡蘿卜素得率增加到1.04%，變化幅度不大，因此，選取攪拌速度為150 r/min進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。

圖7 攪拌速度對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響Fig.7 Effect of stirring speed on β-carotene yield of D.Salina

2.2.7 提取次數(shù)對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響 提取1、2、3次所得鹽藻β-胡蘿卜素得率分別為：1.01%、1.05%和1.04%（見圖8），各得率數(shù)值之間沒有顯著差異（p＜0.05），考慮到多次提取的工序復(fù)雜、成本較高，因此，固定提取次數(shù)為1次。

圖8 提取次數(shù)對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素得率的影響Fig.8 Effect of extracting frequency on β-carotene yield of D.Salina

2.2.8 微波輔助提取鹽藻β-胡蘿卜素的正交實(shí)驗(yàn) 對(duì)正交實(shí)驗(yàn)的各因素水平結(jié)果進(jìn)行了極差分析，結(jié)果見表2所示。

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 The result of orthogomal experiment

從表1中極差分析結(jié)果可見，影響鹽藻β-胡蘿卜素提取效率的因素依次為：B提取溫度＞A液固比＞C提取時(shí)間＞D攪拌速度，最佳因素水平為A2B3C2D3，即液固比250 mL/g、提取溫度40℃、提取時(shí)間8 min和攪拌速度180 r/min。在此條件下，鹽藻β-胡蘿卜素得率為1.13%，所得提取效率高于采用溶劑法（0.395%）[6]，但低于超聲波提取方法（1.273%）[14]，所需時(shí)間與超聲波提取方法（7 min）相近，低于溶劑浸提法（42 min），液固比與溶劑浸提法相近（250 mL/g），低于超聲波提取法（500 mL/g），因此，與傳統(tǒng)的溶劑萃取法相比，本實(shí)驗(yàn)采用的控溫為主的微波萃取法具有所需時(shí)間短和效率高的優(yōu)點(diǎn)，但其提取效率仍低于超聲波提取法。

2.3 抗氧化活性測(cè)定結(jié)果

2.3.1 還原力測(cè)定結(jié)果 一般情況下，樣品的還原性能與其抗氧化性能呈正相關(guān)，依據(jù)鹽藻提取液中β-胡蘿卜素還原性能的測(cè)定方法，在波長(zhǎng)700 nm處測(cè)定的吸光值越大，表明所測(cè)樣品的還原性能越強(qiáng)?？寡趸瘎┩ㄟ^提供電子而使自由基形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)從而終止了自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而起到淬滅自由基的作用。如圖9所示，在一定濃度范圍內(nèi)，鹽藻β-胡蘿卜素提取液還原力與其β-胡蘿卜素濃度呈正相關(guān)，表明鹽藻提取液中具有電子供體作用的物質(zhì)是β-胡蘿卜素。不同提取方法對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素提取液還原力沒有顯著影響（p＜0.05）。在低濃度時(shí)（＜1 mg/mL），β-胡蘿卜素的還原力較弱[15]，但從鹽藻β-胡蘿卜素提取液還原力高于同濃度β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)溶液來看，提取液中還存在其他具有還原性的物質(zhì)，可能是其他溶于丙酮的極性較強(qiáng)的類胡蘿卜素物質(zhì)。

圖9 鹽藻β-胡蘿卜素的還原力Fig.9 Reducing power of β-carotene extract from D.Salina

2.3.2 羥自由基清除能力測(cè)定結(jié)果 羥自由基（·OH）是一種高度活潑的自由基，在脂質(zhì)過氧化的早期階段中發(fā)揮作用，清除原理是基于金屬螯合作用[16]。鹽藻提取液羥自由基測(cè)定結(jié)果如圖10所示，當(dāng)MAE法得到的β-胡蘿卜素提取液濃度為0.1 mg/mL時(shí)，其對(duì)羥自由基的清除率為38%，但隨著濃度的增加，其對(duì)羥自由基的清除作用顯著增強(qiáng)，當(dāng)其濃度達(dá)到

圖10 鹽藻β-胡蘿卜素羥自由基清除能力Fig.10 Hydroxyl radical（·OH）scavenging activities of β-carotene from D.Salina

2.5 mg/mL時(shí)，其對(duì)自由基的清除率達(dá)到88%，說明鹽藻β-胡蘿卜素具有較好的羥自由基的清除作用。其清除能力高于同濃度β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)溶液，說明鹽藻β-胡蘿卜素丙酮提取液中還含有其他具有羥自由基清除能力的物質(zhì)，但均低于同濃度維生素C溶液，鹽藻β-胡蘿卜素半數(shù)清除率（IC50）為0.42 mg/mL（MAE法）和0.49 mg/mL（SME法）。

2.3.3 抗脂質(zhì)過氧化能力測(cè)定結(jié)果 鹽藻β-胡蘿卜素抗脂質(zhì)過氧化能力如圖11所示，由Fe2+引發(fā)的卵磷脂脂質(zhì)體體系中鹽藻提取液中的β-胡蘿卜素對(duì)脂質(zhì)體有明顯的抑制作用，抑制率隨β-胡蘿卜素濃度的增加而增大。由圖11可見，不同提取方法得到的鹽藻β-胡蘿卜素提取液抗脂質(zhì)過氧化能力略高于β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)溶液，提取液之間抗脂質(zhì)過氧化能力沒有顯著差異（p＞0.05），但遠(yuǎn)低于同濃度BHT（二丁基羥基甲苯）的抗脂質(zhì)過氧化能力。不同濃度β-胡蘿卜素MAE提取液對(duì)脂質(zhì)體過氧化的抑制率差異較小，當(dāng)β-胡蘿卜素的濃度為0.1 mg/mL時(shí)，對(duì)脂質(zhì)過氧化的抑制率為31%，當(dāng)β-胡蘿卜素濃度為2.5 mg/mL時(shí)，對(duì)脂質(zhì)過氧化的抑制率為63.2%，可見隨著濃度的增加其對(duì)脂質(zhì)體過氧化的抑制率顯著增強(qiáng)。

圖11 鹽藻β-胡蘿卜素抗脂質(zhì)過氧化能力Fig.11 Antioxidant activities on β-carotene from D.Salina

3 結(jié)論

對(duì)微波輔助丙酮萃取鹽藻β-胡蘿卜素工藝進(jìn)行了研究，正交實(shí)驗(yàn)和極差分析結(jié)果表明，影響鹽藻β-胡蘿卜素提取效率的因素依次為：提取溫度＞液固比＞提取時(shí)間＞攪拌速度，最佳提取工藝為：液固比250 mL/g、提取溫度40℃、提取時(shí)間8 min和攪拌速度180 r/min，在此條件下，鹽藻β-胡蘿卜素得率為1.13%，高于傳統(tǒng)的溶劑浸提法，但低于超聲波提取法的得率。采用了還原力、羥自由基清除能力和抗脂質(zhì)過氧化能力這三種體外抗氧化體系對(duì)鹽藻β-胡蘿卜素提取液的自由基清除能力進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，微波輔助提取得到的鹽藻β-胡蘿卜素提取液的3種體外抗氧化能力和傳統(tǒng)溶劑萃取法所得提取液的沒有顯著差異（p＞0.05），但這2種萃取方法得到的β-胡蘿卜素提取液的自由基清除能力均高于同濃度的β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品溶液，但低于同濃度的維生素C溶液和BHT溶液。

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Extraction technique and antioxidant activity of β-carotenoid from Dunaliella salina

SUN Xie-jun，PAN Long-fei，LI Xiu-xia*，ZHANG Li-hua，XUE Xiao-xia，LIU Yu-chun
（College of Food Science and Technology，Bohai University，F(xiàn)ood Safety Key Lab of Liaoning Province；Engineering and Technology Research Center of Food Preservation，Processing and Safety Control of Liaoning Province，Jinzhou 121013，China）

Microwave-assisted extraction（MAE）technique and free radical scavenging activity of β-carotene of Dunaliella salina were investigated.Acetone was used as extraction solvent，the optimum conditions were as follows：microwave power 500 W，ratio of liquid to solid 250 mL/g，extraction temperature 40℃，extraction time 8 min，and stirring time 180 r/min，under the optimal conditions，β-carotene yield of Dunaliella salina was 1.13% which was higher than that of conventional maceration solvent extraction（MSE）.Three kinds of in vitro antioxidant system （reducing power，hydroxyl radical scavenging，and anti-lipid peroxidation activity）results showed that there was no significant difference（p＞0.05）between β-carotene extracts of MAE method and conventional maceration solvent extraction method for free radical scavenging capacities（such as the reducing power，hydroxyl radical scavenging，and anti-lipid peroxidation activity）.But the free radical scavenging capacities of two extraction methods were all higher than that of β-carotene standard solutions.It was indicated that there were other substances with good antioxidant activity in Dunaliella salina extracts，but the antioxidant effects of Dunaliella salina extracts were all lower than those of ascorbic acid or BHT.

Dunaliella salina；β-carotene；acetone；microwave-assisted extraction

TS219

B

1002-0306（2015）22-0246-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.22.043

2015－03－31

孫協(xié)軍（1969-），男，大學(xué)本科，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：食品資源開發(fā)利用，E-mail：sunxj111@163.com。

*通訊作者：李秀霞（1973-），女，博士，副教授，研究方向：水產(chǎn)品貯藏加工，E-mail：lixiuxiaxxx@163.com。

遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題（LNSAKF2011015）。