雨生紅球藻中蝦青素萃取工藝優(yōu)化

徐 煜, 張 琳, 李亞鶴, 楊 柳, 王 東, 孫 雪， 徐年軍

(寧波大學(xué) 海洋學(xué)院, 寧波 315211)

雨生紅球藻中蝦青素萃取工藝優(yōu)化

徐 煜, 張 琳, 李亞鶴, 楊 柳, 王 東, 孫 雪， 徐年軍

(寧波大學(xué) 海洋學(xué)院, 寧波 315211)

建立了雨生紅球藻中蝦青素的超聲波提取和高效液相色譜檢測(cè)方法, 優(yōu)化了雨生紅球藻蝦青素萃取工藝各項(xiàng)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示: 相對(duì)于其他有機(jī)溶劑, 最佳提取溶劑為丙酮, 以蝦青素含量作為衡量標(biāo)準(zhǔn), 各溶劑提取效率的順序?yàn)? 丙酮>二氯甲烷/甲醇(1∶3,V/V)>甲醇>石油醚>氯仿。通過(guò)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn), 對(duì)影響蝦青素提取的各項(xiàng)因素實(shí)施了優(yōu)化, 確定了超聲波輔助提取蝦青素的最佳工藝參數(shù): 料液比1∶377, 超聲時(shí)間5.19 min, 超聲波功率為145 W, 蝦青素含量的預(yù)測(cè)值為2.931%, 在優(yōu)化條件下, 蝦青素含量實(shí)際測(cè)定值為2.896%。在該條件下，雨生紅球藻蝦青素含量明顯提高。

雨生紅球藻; 蝦青素; 超聲波提取法; 響應(yīng)面; 高效液相色譜法

雨生紅球藻(Haematococcuspluvialis)為已知蝦青素含量最高的藻類之一[1]。雖然很多藻類都能夠合成蝦青素(astaxanthin), 如斜生柵藻(Scenedesmusobliquus)[2]、極地雪藻(Chlamydomonasnivalis)[3]、綠球藻(Chlorococcumsp.)[4]等, 但雨生紅球藻是較為典型的種類, 它的蝦青素含量遠(yuǎn)高于其他藻類, 達(dá)到細(xì)胞干重1.0%～3.0%[5], 并且雨生紅球藻含有豐富的不飽和脂肪酸[6]。雨生紅球藻積累速率也高于目前已知藻類, 并且其所含蝦青素及其酯類的配比與鮭魚(yú)等水產(chǎn)動(dòng)物的配比極為類似[7]。因此, 學(xué)界將它作為天然蝦青素的可靠來(lái)源, 并開(kāi)展了深入的研究。

目前, 人們主要使用植物油[8-9]或有機(jī)溶劑[10]作為溶劑來(lái)萃取雨生紅球藻中的蝦青素。大部分蝦青素以游離形態(tài)存在于藻類中[11], 溶劑直接萃取的效果較好, 但提取時(shí)間長(zhǎng), 需要加以輔助技術(shù), 如微波萃取[12]、超臨界萃取[13]、亞臨界水萃取[14]和超聲波[15]等技術(shù)手段。超聲波技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括成本低、效果佳、處理時(shí)間短[16]等。本文使用超聲波輔助技術(shù)對(duì)蝦青素進(jìn)行提取, 借助于超聲波的空化作用, 雨生紅球藻的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜被損壞, 蝦青素溶出, 增強(qiáng)了溶劑的提取效果[17]。

由于雨生紅球藻含有包括葉綠素、類胡蘿卜素在內(nèi)的其他色素物質(zhì)[18], 普通檢測(cè)方法容易受到雜質(zhì)干擾, 本文使用C18反向色譜柱[19]進(jìn)行分離定量, 減弱了以上不利因素帶來(lái)的誤差。本研究為藻類抗氧化物質(zhì)生產(chǎn)與檢測(cè)提供了基本的技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雨生紅球藻藻粉: 上海嘉興澤元生物制品有限公司; 蝦青素標(biāo)準(zhǔn)品: 德國(guó)Dr.Ehrenstorfer公司; 色譜級(jí)甲醇: 美國(guó)CNW公司; 2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT); 其他試劑均為分析純。

LC-P310型高效液相色譜儀: 江蘇天瑞儀器股份有限公司; R-215型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀: 瑞士BUCHI公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 不同提取溶劑的影響

準(zhǔn)確稱量藻樣若干份, 每份20 mg, 各置于15 mL離心管中。向各離心管中分別加入甲醇、二氯甲烷/甲醇(1∶3,V/V)、丙酮、石油醚、氯仿各10 mL, 將超聲波組織破碎儀設(shè)置為模式3(總時(shí)間: 10 min, 超聲1.5 s/間歇2 s, 超聲波頻率40%, 調(diào)節(jié)超聲探頭在液面下同一位置), 在冰浴環(huán)境中超聲波破碎, 時(shí)間10 min。處理過(guò)后的液體在8000 r/min低溫4 ℃離心15 min, 取上清液, 將其在-4 ℃條件下避光保存。將以上的實(shí)驗(yàn)步驟重復(fù)2～3次, 直到離心管中的細(xì)胞沉淀物呈現(xiàn)乳白色。將得到的等體積樣品在50 ℃條件下, 旋轉(zhuǎn)揮發(fā)全部有機(jī)溶劑后, 使用甲醇將殘留物溶解并且定容至5 mL容量瓶中, 再使用0.22 μm有機(jī)系濾膜將獲得的溶液過(guò)濾, 最后進(jìn)行HPLC檢測(cè)(以蝦青素含量作為衡量指標(biāo))。

1.2.2 液相色譜檢測(cè)條件

流動(dòng)相(甲醇∶水=95∶5), 流速1 mL/min, 設(shè)置波長(zhǎng)478 nm, 柱溫30℃, 色譜柱welch ultimate XB-C18, 5 μm, 4.6×250 mm。每次進(jìn)樣量為20 μL。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精確稱取5 mg蝦青素標(biāo)準(zhǔn)品, 使用BHT甲醇溶液, 將蝦青素標(biāo)準(zhǔn)品定容在25 mL容量瓶中, 此為0.2 mg/mL蝦青素標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液,-4 ℃避光保存?zhèn)溆? 使用前取出恢復(fù)至室溫。分別吸取0.125、0.250、0.625、1.25、2.5、5和10 mL儲(chǔ)備液, 稀釋于25 mL容量瓶。對(duì)制備好的標(biāo)準(zhǔn)品梯度溶液進(jìn)行檢測(cè)。

以蝦青素濃度平均值(μg/mL)為縱坐標(biāo), 峰面積(mAU*s)為橫坐標(biāo), 制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為:Y=0.0006X+0.7331,R2=0.9977, 其中Y為濃度(μg/mL),X為峰面積(mAU*s), 回歸方程的線性范圍為1～80 μg/mL, 最低檢出限為0.5 μg/mL。

1.2.4 蝦青素含量計(jì)算公式

η(%)=(c×v)/m×100%

η為蝦青素含量(%),c為提取液的蝦青素濃度(mg/mL),v為定容體積(mL),m為藻樣質(zhì)量(mg)。

1.2.5 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1)料液比: 稱量5份藻樣, 每份0.0200 g, 分別置于10 mL離心管中, 向各管中加入1、2、4、8、12和16 mL丙酮, 將料液比(mg/mL)各設(shè)置為: 1∶50、1∶100、1∶200、1∶400、1∶600及1∶800, 超聲波功率設(shè)置為300 W, 超聲時(shí)間設(shè)置為10 min, 進(jìn)行浸提實(shí)驗(yàn), 后續(xù)步驟同1.2.1, 比較蝦青素含量。

2)超聲波時(shí)間: 稱量5份藻樣, 每份0.0200 g, 分別置于10 mL離心管中, 向各管中加入4 mL丙酮, 使其料液比為1∶800, 分別提取2、4、6、8和10 min, 后續(xù)驟同 1.2.1, 比較蝦青素含量。

3)超聲波功率: 稱量5份藻樣, 每份0.0200 g, 分別置于10 mL離心管中, 設(shè)置超聲波功率分別為100、200、300、400和500 W, 分別向5支管中各加入4 mL丙酮, 使其料液比為1∶800, 總超聲時(shí)間10 min, 進(jìn)行浸提實(shí)驗(yàn), 后續(xù)步驟同1.2.1, 比較蝦青素含量。

1.2.6 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

使用design-expert V8.0.6進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(見(jiàn)表1), 以蝦青素含量為考察指標(biāo), 以料液比(A)、超聲時(shí)間(B)和超聲波功率(C)為自變量, 設(shè)置17個(gè)處理組。

表1 雨生紅球藻蝦青素提取響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Response surface experiment design of extraction of astaxanthin from Haematococcus pluvialis

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2007、Origin 8.0及SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 HPLC分離結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

蝦青素標(biāo)準(zhǔn)溶液的高效液相色譜圖(圖1), 紅球藻提取液的高效液相色譜圖(圖2)。通過(guò)與已有的研究結(jié)果對(duì)比分析[20], 使用保留時(shí)間法對(duì)蝦青素進(jìn)行定性分析, 確定在13.12 min處色譜峰為蝦青素。

2.2 雨生紅球藻蝦青素提取的單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 不同提取溶劑對(duì)蝦青素含量的影響

超聲波能量在不同介質(zhì)中的傳播效果是不同的, 所以選取合適的溶劑可以增強(qiáng)提取效果。另外, 根據(jù)蝦青素的溶解度差異和藻粉的物料性質(zhì), 選取二氯甲烷/甲醇(1∶3,V/V)、石油醚、氯仿、甲醇、丙酮作為實(shí)驗(yàn)溶劑, 進(jìn)行提取。不同溶劑按效果排序?yàn)? 丙酮>二氯甲烷/甲醇(1∶3,V/V)>甲醇>石油醚>氯仿, 與其他溶劑相比, 丙酮的提取效率明顯高于其他溶劑。丙酮的極性相對(duì)較高, 藻粉在極性較高的溶劑中的分散性很好, 且丙酮是一種提取色素物質(zhì)的傳統(tǒng)理想溶劑。因此本實(shí)驗(yàn)選擇丙酮作為提取溶劑(圖3)。

圖 1 蝦青素標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖Fig 1 Chromatogram of astaxanthin standard

注： 1為蝦青素

圖 2 雨生紅球藻提取液色譜圖Fig 2 Chromatogram of extract from Haematococcus pluvialis

注：1為蝦青素

2.2.2 料液比的影響

將丙酮作為溶劑, 設(shè)置超聲時(shí)間10 min, 料液比對(duì)蝦青素含量的影響如圖4。在料液比從1∶50增加到1∶600時(shí), 含量從1.372%增加到1.781%, 提高幅度較大。當(dāng)料液比高于1∶200時(shí), 隨著料液比提高, 含量變化減小, 在料液比為1∶600時(shí), 含量達(dá)到1.835%。

圖 3 不同類型溶劑對(duì)雨生紅球藻蝦青素含量的影響Fig 3 Effects of different solvents on astaxanthin yields of Haematococcus pluvialis

圖 4 料液比對(duì)雨生紅球藻蝦青素含量的影響Fig 4 The effect of ratio of solid/liquid on astaxanthin yield of Haematococcus pluvialis

圖 5 超聲波時(shí)間對(duì)雨生紅球藻蝦青素含量的影響Fig 5 The effect of ultrasonic time on astaxanthin yield of Haematococcus pluvialis

2.2.3 超聲時(shí)間的影響

超聲時(shí)間對(duì)蝦青素含量的影響如圖5。料液比設(shè)置為1∶200, 伴隨著超聲波時(shí)間增加, 在8 min以內(nèi), 蝦青素含量緩慢提高, 當(dāng)8 min時(shí), 含量為2.53%, 之后, 隨著時(shí)間延長(zhǎng), 含量緩慢降低, 10 min時(shí)降為2.33%。由于雨生紅球藻的紅孢囊細(xì)胞(haematocysts)的直徑通常僅為20～40 μm[21], 相對(duì)于其他微藻具有較厚的細(xì)胞壁, 只有經(jīng)過(guò)破壁后[22], 溶劑才能迅速滲入, 讓溶解擴(kuò)散作用到達(dá)均衡狀態(tài)。提取達(dá)到溶解擴(kuò)散均衡以后, 較長(zhǎng)時(shí)間超聲波處理對(duì)蝦青素穩(wěn)定性的負(fù)面效果增大。

圖 6 超聲波功率對(duì)雨生紅球藻蝦青素含量的影響Fig 6 The effect of ultrasonic power on astaxanthin yield of Haematococcus pluvialis

2.2.4 超聲波功率的影響

超聲波功率對(duì)蝦青素含量的影響見(jiàn)圖6。 當(dāng)超聲波功率從100 W提高至400 W, 含量從1.527%增至2.024%。超聲作用使雨生紅球藻的細(xì)胞壁與細(xì)胞膜破損, 隨著超聲波功率的增強(qiáng), 利于蝦青素溶出。功率高于400 W時(shí), 含量開(kāi)始緩慢降低。當(dāng)超聲于丙酮中傳播時(shí), 由超聲造成的分子震動(dòng)被摩擦力限制, 讓部分能量轉(zhuǎn)化成熱量, 由于超聲波產(chǎn)生的熱量較多，而蝦青素對(duì)熱敏感, 容易降解成其他物質(zhì)[23], 所以當(dāng)超聲波功率超過(guò)400 W時(shí), 蝦青素含量有所降低。

表 2 響應(yīng)面分析方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 Experimental design and result of response surface method

2.3 雨生紅球藻蝦青素提取響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)因素、水平和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2, 選取料液比(A)、超聲波時(shí)間(B)及超聲波功率(C)進(jìn)行三水平三因素響應(yīng)面分析。運(yùn)用軟件Design-expert V8.0.6, 以多元回歸擬合的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理, 獲得雨生紅球藻中蝦青素含量的回歸方程:

Y=0.48+7.64×10-3×A+0.16×B+8.12×10-3×C-1.25×10-4×AB-9.33×10-6×AC-1.12×10-4×BC-7.47×10-6×A2-9.27×10-3×B2-1.36×10-5×C2

由表3可以得出, 模型F值極顯著(P<0.01), 而失擬項(xiàng)的F值不顯著(P>0.05), 數(shù)學(xué)模型的相關(guān)系數(shù)R2是96.94%, 表明模型的誤差較小，擬合效果良好?？梢允褂迷摂?shù)學(xué)模型, 進(jìn)行預(yù)測(cè)與分析。

以回歸方程為基礎(chǔ), 可以通過(guò)軟件導(dǎo)出等高線圖與響應(yīng)面分析圖(圖7), 通過(guò)等高線的輪廓可以反映出2個(gè)因素交互作用的強(qiáng)與弱, 圓形與橢圓形代表交互作用的顯著與不顯著。由圖7可知,超聲波時(shí)間與料液比交互作用較為顯著, 超聲波時(shí)間與料液比的交互作用較顯著, 超聲波時(shí)間與超聲波功率交互作用也較顯著。在所選的各因素水平范圍內(nèi), 各因素對(duì)蝦青素含量影響的強(qiáng)弱排序: 料液比>超聲波功率>超聲時(shí)間。

圖 7 各因素對(duì)雨聲紅球藻中蝦青素含量影響的響應(yīng)面圖及等高線Fig 7 Response surface plot and contour plot of interaction effects between every two factors on the extraction astaxanthin yield from Haematococcus pluvialis

使用軟件處理后，獲得的最優(yōu)參數(shù)是: 料液比1∶377, 超聲時(shí)間5.19 min, 超聲波功率為145 W。蝦青素含量預(yù)測(cè)值為2.931%。在此條件下, 采用超聲波輔助提取紅球藻蝦青素, 提取過(guò)程重復(fù)3次, 蝦青素含量實(shí)際測(cè)量值是2.896%, 和預(yù)測(cè)值對(duì)比, 相對(duì)誤差為0.035%, 與預(yù)測(cè)值基本一致。

表3 方差分析結(jié)果Table 3 Analysis of variance results

注： **P<0.01, 差異極顯著;*P<0.05, 差異顯著

3 討論

雨生紅球藻中含有多種具有良好開(kāi)發(fā)前景的天然類胡蘿卜素, 包括蝦青素紫黃素、環(huán)氧化玉米黃質(zhì)、新黃素等[24], 其中, 目前市場(chǎng)價(jià)值最高的是具有強(qiáng)抗氧化活性的蝦青素[25]。也有研究進(jìn)行了紅發(fā)夫酵母發(fā)酵生產(chǎn)蝦青素的相關(guān)研究[26]。蝦青素作為一種已經(jīng)在市場(chǎng)化銷售并且收到良好反饋的化妝品原料, 其提取與穩(wěn)定儲(chǔ)存是學(xué)者關(guān)注的方面之一。當(dāng)蝦青素從藻細(xì)胞中提取出來(lái)后, 會(huì)在強(qiáng)光及高溫條件下發(fā)生降解[21]。Bustamante等[27]發(fā)現(xiàn)了一種提高蝦青素穩(wěn)定性方法, 將雨生紅球藻與油性樹(shù)脂微囊化, 以降低蝦青素的降解率與減小半衰期。但在實(shí)驗(yàn)室層面上, 其方法不宜采用。

為了克服傳統(tǒng)提取與檢測(cè)方法的缺點(diǎn),本實(shí)驗(yàn)使用高效液相色譜法檢測(cè),此法可縮短樣品處理周期,且所需樣品量小,讓避光、恒溫[28]、氮?dú)獗Ｗo(hù)等更容易操作,在一定程度上提高了蝦青素的穩(wěn)定性,降低了實(shí)驗(yàn)誤差,也符合國(guó)家最新出臺(tái)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[29]。本研究同時(shí)使用軟件獲得超聲波輔助提取蝦青素的回歸方程,對(duì)雨生紅球藻蝦青素超聲波輔助提取技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,各參數(shù)為料液比1∶377,超聲時(shí)間5.19 min,提取功率145 W,蝦青素含量預(yù)測(cè)結(jié)果是2.931%,實(shí)際測(cè)量結(jié)果是2.896%,同預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比僅相差0.035%, 實(shí)際結(jié)果與模型預(yù)測(cè)值基本符合。與國(guó)內(nèi)已經(jīng)報(bào)道的蝦青素提取工藝優(yōu)化研究[30-33]相比, 本方法的優(yōu)勢(shì)在于首次將高效液相色譜檢測(cè)技術(shù)與響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合, 提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

[1]張 麗. 雨生紅球藻的紫外誘變、抗銨品系篩選及培養(yǎng)條件優(yōu)化[D]. 青島: 青島科技大學(xué), 2010.

[2]秦 山, 劉國(guó)祥, 胡征宇. 斜生柵藻中蝦青素的積累過(guò)程及其光合活性變化[J]. 水生生物學(xué)報(bào), 2009, 33(3): 509-515.

[3]REZANKA T, NEDBALOVL, KOLOUCHOVI, et al. LC-MS/APCI identification of glucoside esters and diesters of astaxanthin from the snow algaChlamydomonasnivalisincluding their optical stereoisomers[J]. Phytochemistry, 2013, 88(8): 34-42.

[4]向文洲, 吳華蓮, 謝 科, 等. 一種綠球藻的極端適應(yīng)特性與蝦青素高效誘導(dǎo)[J]. 熱帶海洋學(xué)報(bào), 2007, 26(1): 50-54.

[5]高桂玲, 成家楊, 馬 炯. 雨生紅球藻和蝦青素的研究[J]. 水產(chǎn)學(xué)報(bào), 2014, 38(2): 297-304.

[6]季曉敏, 王亞男, 黃 健, 等. 氣-質(zhì)聯(lián)用法分析雨生紅球藻中的脂肪酸[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào), 2014, 14(5): 244-252.

[7]蔡明剛, 王杉霖, 李文權(quán), 等. 天然蝦青素在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 應(yīng)用海洋學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 22(3): 377-385.

[8]KANG C D, SIM S J. Direct extraction of astaxanthin fromHaematococcusculture using vegetable oils[J]. Biotechnology Letters, 2008, 30(3): 441-444.

[9]吳彩娟. 天然蝦青素提取和純化工藝研究[D]. 杭州: 浙江大學(xué), 2003.

[10]李 婷, 韓麗君, 袁 毅. 不同有機(jī)溶劑對(duì)雨生紅球藻中蝦青素提取成分的影響[J]. 海洋科學(xué), 2012, 36(7): 34-38.

[11]許培雅, 章銀軍. 蝦殼蝦青素提取工藝的研究[J]. 糧食與飼料工業(yè), 2003(2): 27-28.

[12]趙曉燕, 陳 軍, 陳鋒亮, 等. 變頻微波法輔助萃取雨生紅球藻中蝦青素的研究[J]. 食品科技, 2014(3): 188-193.

[13]季曉敏, 王亞男, 徐嘉杰, 等. 掃描電鏡和響應(yīng)面優(yōu)化雨生紅球藻破壁萃取蝦青素的工藝研究[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào), 2014, 28(6): 1052-1061.

[15]姜 玲, 董慶霖, 邢向英, 等. 雨生紅球藻細(xì)胞破碎的工藝優(yōu)化[J]. 食品研究與開(kāi)發(fā), 2010, 31(7): 72-75.

[16]許培雅, 章銀軍. 蝦殼蝦青素提取工藝的研究[J]. 糧食與飼料工業(yè), 2003(2): 27-28.

[17]孫協(xié)軍, 李佳偉, 李秀霞, 等. 響應(yīng)面法優(yōu)化鹽藻β-胡蘿卜素超聲波提取工藝[J]. 食品工業(yè)科技, 2015, 36(12): 278-281.

[18]陳 勇, 李德發(fā), 陸文清, 等. 測(cè)定雨生紅球藻中蝦青素及其它色素含量的高效液相色譜法[J]. 分析測(cè)試學(xué)報(bào), 2003, 22(4): 28-31.

[19]應(yīng)國(guó)清, 王曉艷, 沈寅初. 高效液相色譜法分析檢測(cè)蝦青素[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2001, 27(11): 43-44.

[20]姜 淼, 楊賢慶, 李來(lái)好, 等. 高效液相色譜法測(cè)定蝦殼中的蝦青素[J]. 食品科學(xué), 2010, 31(20): 371-375.

[21]CHEKANOV K, LOBAKOVA E, SELYAKH I, et al. Accumulation of astaxanthin by a newHaematococcuspluvialisstrain BM1 from the White Sea coastal rocks (Russia)[J]. Marine Drugs, 2014, 12(8): 4504-4520.

[22]周湘池, 劉必謙, 曾慶國(guó), 等. 雨生紅球藻(Haematococcuspluvialis)破壁方法對(duì)蝦青素提取率的影響[J]. 海洋與湖沼, 2006, 37(5): 424-429.

[23]袁 超, 金征宇. 蝦青素的熱穩(wěn)定性及分解動(dòng)力學(xué)[J]. 天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā), 2010, 22(6): 1085-1087.

[24]GU W, XIE X, GAO S, et al. Comparison of different cells ofHaematococcuspluvialisreveals an extensive acclimation mechanism during its aging process: from a perspective of photosynthesis[J]. PLoS One, 2013, 8(7): e67028.

[25]盧國(guó)棟, 陳 謙. 新型動(dòng)物資源: 甲殼素與蝦青素[J]. 生物學(xué)雜志, 2006(4): 63-64.

[26]李婉珍, 朱龍寶, 陶玉貴, 等. 法夫酵母分批發(fā)酵蝦青素動(dòng)力學(xué)研究[J]. 生物學(xué)雜志, 2009, 26(3): 29-32.

[27]BUSTAMANTE A, MASSON L, VELASCO J, et al. Microencapsulation ofH.pluvialisoleoresins with different fatty acid composition: kinetic stability of astaxanthin and alpha-tocopherol[J]. Food Chemistry, 2016, 190: 1013-1021.

[28]MEZQUITA P C, HUERTA B E, RAMREZ J C, et al. Milks pigmentation with astaxanthin and determination of colour stability during short period cold storage[J]. Journal of Food Science & Technology, 2015, 52(3): 1634-1641.

[29]GB/T 31520-2015. 紅球藻中蝦青素的測(cè)定液相色譜法[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2015.

[30]趙曉燕, 朱海濤, 陳 軍, 等. 響應(yīng)曲面法優(yōu)化有機(jī)溶劑萃取雨生紅球藻中蝦青素[J]. 食品工業(yè), 2014(10): 124-127.

[31]趙立艷, 陳 芳, 廖小軍, 等. 影響雨生紅球藻中蝦青素的提取條件的研究[J]. 食品科學(xué), 2006, 27(3): 110-114.

[32]郭文晶, 張守勤, 張 格. 超高壓提取雨生紅球藻中蝦青素的工藝優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2008, 39(5): 201-203.

[33]齊計(jì)英, 姚依婧, 岑 琴, 等. 響應(yīng)面法優(yōu)化雨生紅球藻蝦青素的超聲提取工藝[J]. 食品工業(yè)科技, 2015, 36(6): 313-316.

Optimization of extracting process of astaxanthin fromHaematcoccuspluvialis

XU Yu, ZHANG Lin, LI Ya-he, YANG Liu, WANG Dong, SUN Xue, XU Nian-jun

(School of Marine Sciences, Ningbo University, Ningbo 315211, China)

This paper established a method for astaxanthin extracting by ultrasonic extraction and detection by high performance liquid chromatography(HPLC). The result showed that acetone was the optimal solvent among the selected solvents. The astaxanthin yield ofHaematococcuspluvialiswas used as measurement index, the sequence of extraction efficiency of different solvent was that acetone> methylene chloride: methanol(3∶1,V/V) > methanol > petroleum ether > chloroform. The mathematical model of ultrasound assisted astaxanthin extraction ofH.pluvialiswas established by response surface method. The optimal condition for extraction technique was that S/L 1∶377, ultrasonic time 5.19 min and ultrasonic power 145 W. Under the optimal condition, the predicted astaxanthin yield was 2.931%, and the measured value was 2.896%. It indicated that the adaptable of model was good. Compared with conventional reflux extraction methods, extraction efficiency of astaxanthin was improved significantly assisted by response surface method.

Haematococcuspluvialis; astaxanthin; ultrasound assisted extraction; response surface; HPLC

2016-03-07;

2016-04-21

國(guó)家自然科學(xué)基金(31572638)；浙江省科技廳公益項(xiàng)目(2015C32021); 寧波市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014C10023)

徐 煜, 碩士, 研究方向?yàn)樵孱惿锛夹g(shù)， E-mail:bioxuyu@163.com

徐年軍, 研究員, 博士生導(dǎo)師, 研究方向?yàn)樵孱惿砩? E-mail:xunianjun@nbu.edu.cn

Q949.2;TQ914.2

B

2095-1736(2017)01-0098-05

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2017.01.098