甲壳素废水絮凝物中虾青素提取纯化
第33卷第3期2005年6月
浙江工业大学学报
JOU RNAL O F ZH EJ I AN G UN I V ER S IT Y O F T ECHNOLO GY
V o l .33N o.3
Jun .2005
收稿日期:2004209227
作者简介:姜洪峰(1980-),男,浙江临安人,硕士研究生,主要从事生化分离方向的研究Λ
甲壳素废水絮凝物中虾青素提取纯化
姜洪峰,钱俊青,杨兰花
(浙江工业大学药学院,浙江杭州310014)
摘要:以丙酮萃取甲壳素加工废水的絮凝物,再经石油醚萃取丙酮液得虾青素粗提品Λ为提高游离虾青素含量,研究了从粗提品中提纯虾青素的工艺,确定了以N a 2CO 3水溶液洗涤除杂质的方法ΛN a 2CO 3溶液浓度为0.025g mL ,其用量为石油醚萃取液体积的1.2倍,25℃时振摇6m in Λ以色素保留率和杂质的去除量作为提纯工艺的评价指标Λ由10g 絮凝物得到3.3g 粗提品,以最佳工艺条件洗涤除杂,最后得0.22g 提纯品Λ提纯后游离虾青素含量经H PL C 测定达6.94%,与未提纯样品相比较,效果较好Λ关键词:虾青素;洗涤;纯化
中图分类号:S 98 文献标识码:A 文章编号:100624303(2005)0320324204
Extraction and pur if ica tion of a staxan th i n from the f loccula te of
the process wa stewa ter of ch iti n
J I AN G Hong 2feng ,Q I AN Jun 2qing ,YAN G L an 2hua
(Co llege of Phar m aceutical Science ,Zhejiang U niversity of T echno logy ,H angzhou 310014,Ch ina )
Abstract :T he coarse p roduct of astaxan th in w h ich w as p repared from the floccu late of the p ro 2cess w astew ater of ch itin w as ex tracted by acetone ,then ex tracted again by petro leum ether .In o rder to increase the con ten t of free astaxan th in ,a techno logy w as designed to pu rify astaxan th in from the coarse p roduct of astaxan th in .It w as deter m inated that Sodium carbonate w as choo sed as edu lco rati on so lu ti on ,the so lu ti on strength w as 2.5%gramm e per m illiliter ,the do sage of sodium carbonate is 1.2ti m es of the vo lum e of petro leum ether ex tracti on so lu ti on ,the reacti on tem peratu re and ti m e w ere 25℃and 6m inu tes .T he p igm en t reten ti on rate and am oun t of i m pu 2rity rem oving w ere choo sed as the evaluati on index of the pu rificati on techno logy .3.3gramm e coarse p roduct w as gained from 10gramm e of the floccu late of the p rocess w astew ater of ch itin .Edu lco rated w ith Op ti m ized p rocess conditi on s ,finally 0.22gramm e pu rified astaxan th in sam p le w as gained .T he con ten t of the free astaxan th in w as 6.94%in the pu rified astaxan th in sam p le w h ich w as analysized by H PL C ,the fru itage w as m uch better than the coarse p roduct .Key words :astaxan th in ;lavati on ;pu rificati on
0 引 言
虾青素是一种自然界广泛存在的类胡萝卜素,
由于其有很好的生物活性和特殊的生理作用,近年
来甚受国内外研究人员和很多行业的关注[1]Λ虾青素主要有两种产品,即人工合成虾青素和天然虾青
素Λ目前市场上的虾青素产品主要是人工合成品,受绿色波的冲击,其使用不仅为广大消费者警惕,而且也为各国法规所限制[2];而从生物体内提取的天然虾青素大多为反式结构,使用安全且生物效价高,因此更有发展前景Λ目前虾青素的生物来源主要是:从水产品加工工业的废弃物中提取以及用藻类和微生物发酵生产[3]Λ就天然虾青素的生产而言,微藻虽然虾青素含量很高,但目前离大规模生产尚有一定距离;用红发夫酵母生产虾青素虽然取得了一定的进展,但成本较高[4]Λ而虾壳等甲壳类副产品,虽然其虾青素含量较低,但海岛地区的虾仁加工业的下脚料虾头虾壳资源十分丰富,并且可以结合甲壳素的生产作综合利用,因此有着巨大的经济和社会效益[5]Λ为探索经济可行的回收虾青素的方法,提高对甲壳类加工下脚料的综合利用率和其加工废水治理的能力,本实验在甲壳素废水絮凝物经有机溶剂萃取得虾青素粗提品的基础上,对进一步提纯虾青素的工艺进行了研究Λ从甲壳素加工废水絮凝物中提取纯化虾青素无相关文献报道Λ
1 实验材料与方法
1.1 材料与仪器
虾青素(化学合成品):瑞士p har m acia 公司;固形物(甲壳素加工废水絮凝回收得到):舟山普陀
新兴化工厂;甲醇(H PL C 级),乙腈(H PL C 级),其余试剂均为分析纯Λ
可见分光光度计(V IS 27200):北京瑞利分析仪器公司;高效液相色谱仪(L C 210A S );岛津公司Λ1.2 实验方法
1.2.1 虾青素粗提品的制备
称取10g 甲壳素加工废水絮凝固形物,加蒸馏
水2mL Λ取丙酮15mL ,先用稀盐酸调其pH =3.0,将其加入固形物中,在55℃水浴中振摇15m in ,然后4000r m in 离心20m in ,收集上层丙酮萃取液Λ萃取液经真空回收丙酮后得深红色固状物及少量油状物和水,除去水分,加入25mL 石油醚溶解,静置分层,取上层石油醚萃取液,即为虾青素粗提品Λ1.2.2 虾青素的纯化
用N a 2CO 3水溶液洗涤去除杂质来纯化虾青素粗提品Λ取石油醚萃取液,定量加入N a 2CO 3水溶液,保温振摇洗涤后4000r m in 离心5m in ,分离出醚相和水相Λ以醚相中的色素保留率和水相中杂质质量评价去杂工艺条件,从而确定最适N a 2CO 3
浓度、用量、洗涤温度和时间,并以正交试验进一步优化Λ
1.2.3 虾青素含量的测定
分光光度法[6]:经N a 2CO 3水溶液洗涤并离心分离后的醚相,测定其在474nm 处的吸光度,以吸光度来判断醚相中色素保留率Λ
高效液相色谱法[7]:经除杂质后的石油醚萃取液在室温下真空干燥,得虾青素样品Λ选择标准加入法,以H PL C 定性定量分析其游离虾青素的含量Λ
2 结果与讨论
2.1 洗涤除杂试剂的选取
由于甲壳加工下脚料中的虾青素大多与蛋白质结合,以虾青素脂的形式存在[8],中性试剂如水和一些盐溶液可以除去水溶性蛋白质,而酸和碱都有水解蛋白的作用,使与蛋白质结合的虾青素释放出来,进入有机相,水溶性杂蛋白和水解得到的多肽、氨基酸等物质则进入水相,从而达到提纯虾青素的目的Λ
选取H 2SO 4,N H 3?H 2O ,N aOH ,N a 2CO 3,N aC l ,H 2O 等酸、
碱和中性的6种试剂,取其水溶液相同浓度0.03g mL Λ取6份5mL 的石油醚萃取液,分别加入等体积的上述试剂,于室温下振摇5m in 后4000r m in 离心5m in ,取上层石油醚相,由
于醚相色素浓度很高,稀释到51倍,在474nm 处测其吸光度Λ差量法测沉淀质量Λ实验结果见表1Λ
表1 不同试剂对除杂效果的影响
试剂
分层特点吸光度沉淀量 g
N aC l 分两层,下无色水层,
上红色醚层0.848-N H 3?H 2O 乳化比较严重--N aOH 分层很好,沉淀红色深0.3581.43N a 2CO 3分层很好,醚相多且颜色深0.7121.39H 2SO 4分两层,水相无色0.959-H 2O
分两层,水相无色
0.925
-
由表1可以看出,有乳化现象存在,这是因为石油醚萃取液中含脂溶性杂蛋白较多,而N H 3?H 2O 碱性较弱引起“O W ”Λ用N aC l ,H 2SO 4,H 2O 除杂后的醚相吸光度大,说明色素保留率高,但是去除杂蛋白效果差(无沉淀)Λ而N a 2CO 3除杂效果较好,这可能是这些杂蛋白的等电点大于7,水解下来的大分
?
523?第3期姜洪峰,等:甲壳素废水絮凝物中虾青素提取纯化
子杂蛋白在碱性溶液里变性沉淀下来ΛN aOH处理后沉淀量最大,而吸光度小,这是因为虾青素在强碱性环境里不稳定,易异构化和氧化,损失较大Λ吸光度和除杂量(沉淀质量)较大者为好,因此选择试剂N a2CO3作为除杂试剂Λ2.2 提纯工艺条件确定
2.2.1 N a2CO3浓度对除杂效果的影响
取8份5mL的石油醚萃取液,分别加入等体积的如表2浓度的N a2CO3水溶液,于室温下振摇5 m in,实验步骤同2.1,实验结果见表2Λ
表2 不同N a2CO3浓度对除杂效果的影响
N a2CO3浓度 (g?mL-1)分层特点吸光度 沉淀量 g
0.010乳化比较严重22
0.015乳化比较严重,醚相少1.1022
0.020醚相较多,与沉淀相分层很好,无水相0.9032
0.025分三层很好,醚相多且红色深0.9061.53
0.030三相分层效果很好,水相无色,醚相红色深0.7521.29
0.035三相分层效果极好0.7941.49
0.040三相分层效果极好0.7511.29
0.045三相分层效果极好0.7651.23 分三层是上层为石油醚相,中间层为固体沉淀
相,下层为水相Λ从表2可以看出,随着N a2CO3浓
度的增大,分层情况趋向于变好,吸光度趋向于变
小Λ虾青素化学结构具有长的不饱和双键,因此容易
受光、热、酸碱、氧化物及酶作用的破坏[4]Λ从实验和
理论均说明N a2CO3的浓度逐渐增大时,有利于杂
蛋白的水解,同时对色素的降解作用也增强Λ吸光度
为色素含量的主要考察指标,而沉淀则作为参考指
标Λ根据吸光度大小,沉淀量和N a2CO3的用量及分
层效果综合考虑,选择0.025g mL N a2CO3为佳Λ
2.2.2 N a2CO3用量对除杂效果的影响
取4份5mL的石油醚萃取液,以石油醚萃取
液体积的0.6,0.8,1.0,1.2倍的比例(以下简称“用
量比”)分别加入0.025g mL N a2CO3水溶液于室温
下振摇5m in,实验步骤同2.1,实验结果见表3Λ
表3 不同N a2CO3用量对除杂效果的影响
用量比分层特点吸光度沉淀量 g
0.6
分两层,醚相红色,
下层为乳白色乳状物
0.8742
0.8
两层,上层深红色醚相,
下层乳白色略带红色乳状物
0.9042
1.0分三层,沉淀相较红,
醚相颜色最深
0.7281.37
1.2三相分层很好,水相体积多0.8791.46
N a2CO3用量比的大小也关系到N a2CO3在反应中的浓度,原理同2.2.1Λ在表3中,随着N a2CO3用量的增大,吸光度基本上保持不变,而沉淀量有从无到有而且增大的趋势,分层趋向于变好Λ说明N a2CO3用量的适当增大对色素破坏的影响不大,而且有利于游离色素的释放Λ由于用量比0.8时吸光度最大,但无沉淀,说明杂蛋白几乎没去除,因此由吸光度及沉淀综合考虑选取用量比1.2Λ
2.2.3 洗涤温度对除杂效果的影响
取4份5mL的石油醚萃取液,由用量比1.2加入6mL0.025g mL N a2CO3,分别在20℃,25℃,30℃,35℃水浴中振摇5m in,实验步骤同2.1Λ实验结果见表4Λ
表4 不同温度对除杂效果的影响
洗涤
温度 ℃
分层特点吸光度沉淀量 g 20分三层很好0.7922.02
25分三层很好0.8131.64
30分三层很好0.7671.65
35分三层很好,水相红色较深0.7101.51
洗涤温度对反应的影响有两方面Λ温度升高,水解蛋白质的反应加快,释放出的游离虾青素增多,但同时对色素的降解作用也更加明显,需要找到两者的最佳结合点Λ从表4可以看出,随着洗涤温度的升高,吸光度由小变大而后又变小,沉淀量一直在变小,分层均较好,水相有无色到出现红色的现象Λ这说明在25℃时释放出的虾青素扣除被异构化和氧化的已达到最大值,随后降解作用超过了释放作用,同时蛋白质水解的也更加彻底,产物多肽和氨基酸进入水相,从而使杂蛋白沉淀减少,同时使水相变红Λ比较可知,在25℃洗涤时吸光度最大,沉淀量也较多,达到较好的除杂效果,因此选择洗涤温度25℃Λ
2.2.4 洗涤时间对除杂效果的影响
取4份5mL的石油醚萃取液,在浓度0.025
?
6
2
3
?浙江工业大学学报第33卷
g mL,用量比1.2,水浴温度25℃的基础上,取洗涤时间分别为3m in,6m in,9m in,12m in,实验步骤同2.1,实验结果见表5Λ
表5 不同时间对除杂效果的影响
洗涤时间 m in分层特点吸光度沉淀量 g 3分三层,水相较红0.8731.52
6分三层,水相较红0.9021.58
9分层较好0.8511.39
12分层好,水相较红0.7611.41
洗涤时间增加主要是让杂蛋白有充分的时间进行水解,从而有利于游离虾青素的释放和萃取Λ从表5可以看出,随着反应时间的增加,分层情况变化不大,吸光度有由小变大而后又变小的趋势,沉淀量趋向于变小Λ当洗涤时间为6m in时,吸光度和沉淀量均最大,说明此时释放出的虾青素扣除被异构化和氧化的已达到最大值Λ时间越长,杂蛋白水解为小分子多肽和氨基酸越完全,因此沉淀量减小Λ由吸光度、沉淀量大小及耗时等因素综合考虑取洗涤时间为6m inΛ
2.2.5 提纯工艺条件的正交试验
在单因素实验的基础上,采用L9(34)正交表设计实验Λ实验结果和分析见表6Λ
表6 N a2CO3除杂工艺条件正交试验结果和分析
编号A (g?mL-1)B (mL?mL-1)C ℃D m in吸光度沉淀量 g
10.021.02030.6391.32
20.021.22560.8911.50
30.021.43090.6871.46
40.0251.02590.7021.53
50.0251.23030.8041.48
60.0251.42060.9991.64
70.031.03060.6711.36
80.031.22090.4711.20
90.031.42530.5901.26 K10.7390.6700.7030.67822
K20.8350.7220.7280.85422
K30.5770.7590.7210.62022
R吸光度0.2580.0560.0250.23422
K11.431.401.391.3522
K21.551.331.431.4922
K31.271.451.441.3922
R沉淀量0.180.120.050.1422
表6中,A为N a2CO3浓度;B为用量比;C为洗涤温度;D为洗涤时间Λ由表6对吸光度进行极差分析,因素主次为A>D>B>C,最优方案为A2B3C2D2Λ对沉淀量进行极差分析,因素主次为A >D>B>C,最优方案为A2B3C3D2Λ两者差别不大Λ而吸光度是主要考察指标Λ因此,石油醚萃取液用N a2CO3除杂的最佳工艺条件为A2B3C2D2,即N a2CO3溶液浓度0.025g mL,其用量为石油醚萃取液体积的1.2倍,25℃时振摇6m inΛ因素主次为A>D>B>C,即N a2CO3浓度为主要因素,其次为洗涤时间、用量比和洗涤温度Λ
2.3 高效液相色谱分析
为了定量的分析虾青素提纯后的纯度和提纯效果,对虾青素粗提品和提纯品进行了H PL C分析ΛH PL C谱图见图1～3Λ由图中可以看出,图2的保留时间为3.290m in峰,经在虾青素提纯品里加入虾青素的标准品,即“标准加入法”,得图3,此时峰高和峰面积明显增大,而其他峰峰形和保留时间基本不变,说明这个峰正是游离虾青素峰Λ由色谱工作站N2000自带的软件用面积归一法分析得其含量为6.94%Λ与未经N a2CO3除杂质的虾青素粗提品的H PL C谱图1相比较,后者几乎检测不到游离的虾青素,对比效果明显,纯化效果较好
Λ
图1 虾青素粗提品的色谱图
(下转第340页)
?
7
2
3
?
第3期姜洪峰,等:甲壳素废水絮凝物中虾青素提取纯化
收率的降低,故最佳还原反应时间为60m in Λ2.1.4 重复性试验
由上述分析得出重氮盐还原生成肼的最佳工艺条件:亚硫酸钠与原料22氨基242磺基苯甲酸的摩尔配比为2.5∶1,还原温度为80℃,还原时间为60m in Λ以此工艺条件进行重复性试验,结果如表1Λ
表1 重复性试验结果
试验序号1234 收率 %
86.5
85.3
85.5
86.1
由表1可见,以此最佳工艺条件反应, 收率较高,重复性好,反应条件也较温和,适宜工业化生产Λ2.2 产品( )的合成
在以中间体( )合成目标产物( )的反应中,在最后水解乙酰基时,所用的氢氧化钠溶液的浓度对目标产物的收率与色光有较大的影响Λ
当氢氧化钠溶液浓度过低时,容易导致水解不完全
,而浓度过高时,又将发生一定的副反应,两种结果都将引起目标产物色光的变化,同时使收率下降Λ笔者经过多次实验,认为以6%～8%浓度的氢氧化钠溶液进行水解,产物的收率及色光均较好Λ3 结 论
以22氨基242磺基苯甲酸和32乙酰氨基252氨基242羟基苯磺酸为原料,合成了 ,产品纯度98%以上,总收率约75%,Κm ax =603nm Λ其中中间体( )的合成收率在85%以上,结构经1HNM R 和L C 2M S 表征确认Λ笔者根据上述工艺条件,进行了中试放大,结果表明,此合成工艺操作简便,重复性好,收率较高Λ目前该工艺已实现了工业化生产,并取得了一定的经济效益Λ参考文献:
[1] 张兆麟,张玉珍.金属络合染料[M ].北京:化学工业出版社,
1991.
[2] 侯毓汾,朱振华,王任之.染料化学[M ].北京:化学工业出版
社,1994.
[3] T akash i O ,Kaneo Y .R eactive m etal fo r m azan blue dye [P ].
EP 0099721,1984202201.
[4] T hom as S ,H einrich V ,M anfred K .P rocess fo r p reparing
arylhydrazines [P ].U S 6057478,2000205202.
(责任编辑:刘 岩)
(上接第327页)
图2 虾青素提纯品的色谱图
图3 虾青素提纯品加入标准品的色谱图
3 结 论
以丙酮萃取甲壳素加工废水的絮凝物,真空回
收丙酮后再经石油醚萃取得虾青素粗提品Λ从粗提品中提纯虾青素的最佳工艺条件为:以N a 2CO 3水溶液洗涤除杂质,N a 2CO 3溶液浓度0.025g mL ,其用量为石油醚萃取液体积的1.2倍,25℃时振摇6m in Λ从10g 絮凝物出发可得3.3g 粗提品,最后得0.22g 提纯品Λ用高效液相色谱分析,提纯后的样
品中游离虾青素的含量为6.94%,与粗提品相比,提纯效果较好Λ参考文献:
[1] 刘子贻,沈奇桂.虾青素的生物活性及开发应用前景[J ].中国
海洋药物,1997,(3):46249.
[2] To rrissen O J ,H ardy R W ,Shearer K D .P igm em ti on of
sal monids 2caro teno ids depo siti on and m etabo lis m in sal monids [J ].C rit .R ev .A quat .Sci,1989,1:209.
[3] 张明祥,赵建国.国内外虾青素的研究进展[J ].粮食与饲料工
业,2002,(1):26228.
[4] 徐学明,金征宇,刘当慧.饲用色素虾青素的生产与应用[J ].饲
料工业,2000,21(2):12214.
[5] 翟兴文,蒋霞敏,陆开形.虾青素的生物开发和应用[J ].广东饲
料,2002,11(5):38239.
[6] 许培雅,郑裕国,沈寅初.分光光度法测定红发夫酵母中虾青素
含量[J ].浙江工业大学学报,2001,29(2):1202135.
[7] 应国清,王晓艳,沈寅初.高效液相色谱分析检测虾青素[J ].食
品与发酵工业,2001,27(11):43244.
[8] 王业勤,李勤生.天然类胡萝卜素——研究进展、生产、应用
[M ].北京:中国医药科技出版社,1996.
(责任编辑:刘 岩)
?043?浙江工业大学学报第33卷
虾青素
虾青素 目录[隐藏] 虾青素到底是什么？ 天然与人工合成虾青素的差异 天然虾青素的生物来源 虾青素应用方面的部分专利 虾青素在人类的应用 [编辑本段] 虾青素到底是什么？ 化学名称：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 为什么它可以使三文鱼、蛋黄、虾等呈现红色？ 虾青素（astaxanthin在港台地区又称为虾红素）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， β - 胡萝卜素、叶黄素、角黄素、番茄红素等都不过是类胡萝卜素合成的中间产物，因此在自然界，虾青素具有最强的抗氧化性。 天然界虾青素是由藻类、细菌和浮游植物物产生的。一些水生物种，包括虾、蟹在内的甲壳类动物都食用这些藻类和浮游生物，然后把这种色素储存在壳中，于是它们的外表呈现红色。这些贝壳类动物又被鱼（三文鱼、鳟鱼、加利鱼）和鸟（火烈鸟，朱鹭）捕食，然后把色素储存在皮肤和脂肪组织中。这就是三文鱼和其他一些动物呈现红色的原因。华中农业大学教授也研究证实：天然红芯鸭蛋的红色成分也是天然虾青素。 天然虾青素是迄今为止人类发现自然界最强的抗氧化剂，其抗氧化活性远远超过现有的抗氧化剂。
其清除自由基的能力是： 虾青素的抗氧化比较 天然VE的1000倍， 天然 β - 胡萝卜素的10倍， 葡萄籽的17倍， 黄体素的200倍， OPC的150倍， Q10的60倍， 只有藻类和酵母菌和细菌等可以产生虾青素，更高等的动物不能转化出这种化学结构。 天然虾青素还有一个明确的特点是唯一能通过血脑屏障的一种类胡萝卜素 虾青素可以用化学方法从胡萝卜素制得。这是鱼饲料中虾青素的最主要来源，全球有能力合成生产的是BASF、DSM、新和成公司。其他方法有：添加虾废料或产虾青素酵母。 [编辑本段] 天然与人工合成虾青素的差异 目前，虾青素的生产具有人工合成和生物获取两种方式．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
高稳定性虾青素的提取设备及提取方法的制作方法
本技术公开了一种高稳定性虾青素的提取设备及提取方法，涉及虾青素技术领域。包括混合装置和加工机构，所述混合装置的底端与加工机构的顶部固定安装，所述混合装置包括搅拌桶，所述搅拌桶的左侧面固定安装有可进料管，所述搅拌桶的上表面固定安装有保护罩，所述保护罩内壁的顶部固定安装有第一电机以及通过轴承转动连接有转轴。通过设置混合装置和加工机构，利用混合装置可实现对雨生红球藻与有机破壁溶液的有效混合，使得雨生红球藻与有机破壁溶液的混合破壁效果得到显著提高，同时加工结构内部的第二电机带动碾压辊可对混合液进行研磨破壁，使得雨生红球藻的提取更加稳定性并且操作简单而且制备时间短，从而提高了提取效率。 权利要求书 1.一种高稳定性虾青素的提取设备，包括混合装置(1)和加工机构(2)，其特征在于：所述混合装置(1)的底端与加工机构(2)的顶部固定安装，所述混合装置(1)包括搅拌桶(3)，所述搅拌桶(3)的左侧面固定安装有可进料管(14)，所述搅拌桶(3)的上表面固定安装有保护罩(4)，所述保护罩(4)内壁的顶部固定安装有第一电机(5)以及通过轴承转动连接有转轴(6)，所述第一电机(5)的输出轴通过传动带(7)与转轴(6)传动连接，所述第一电机(5)的输出轴与转轴(6)的底
端均延伸至搅拌桶(3)的内部并固定安装有搅拌杆(8)，所述搅拌杆(8)的表面固定套接有搅拌轴(9)，所述搅拌桶(3)的底部固定连接有连接管(13)； 所述加工机构(2)包括加工箱(15)，所述连接管(13)的输出端延伸至加工箱(15)的内部，所述加工箱(15)的上表面固定案子有电动推杆(16)，所述电动推杆(16)的输出轴延伸至加工箱(15)的内部，所述电动推杆(16)的输出轴与加工箱(15)的左侧内壁之间所形成的空腔为碾压腔(17)，所述加工箱(15)的左侧面固定安装有保护壳(18)，所述保护壳(18)的内壁固定安装有第二电机(19)，所述第二电机(19)的输出轴延伸至碾压腔(17)内部并固定安装有碾压辊(20)，所述加工箱(15)的右侧面固定安装有加热箱(21)，所述加热箱(21)的内部安装有电加热器(22)，所述加热箱(21)的底部固定安装有冷却箱(23)，所述冷却箱(23)的底部与加工箱(15)内壁的底部固定连接，所述冷却箱(23)通过连通管与电加热器(22)相连通，所述冷却箱(23)的输出管延伸至加工箱(15)的下方； 所述加工箱(15)的底部固定安装有底板(27)，所述底板(27)的上表面固定安装有收集盒(28)。 2.根据权利要求1所述的一种高稳定性虾青素的提取设备，其特征在于：两个搅拌杆(8)上的搅拌轴(9)相互交错排列，所述搅拌轴(9)远离搅拌杆(8)的一端固定连接有刮板(10)。 3.根据权利要求1所述的一种高稳定性虾青素的提取设备，其特征在于所述搅拌桶(3)内壁的底部固定安装有倾斜板(12)，所述倾斜板(12)的倾斜角度为六十度，两个所述搅拌杆(8)的底端均通过轴承与倾斜板(12)的上表面转动连接。 4.根据权利要求1所述的一种高稳定性虾青素的提取设备，其特征在于：所述搅拌桶(3)的两侧内壁均固定安装有超声波发生器(11)。 5.根据权利要求1所述的一种高稳定性虾青素的提取设备，其特征在于：所述冷却箱(23)的内部固定安装有冷凝器(24)，所述冷却箱(23)的两侧内壁之间固定连接有过滤板(26)，所述冷却箱(23)的右侧面固定安装有出料管(25)，所述出料管(25)输入口位于过滤板(26)的右侧，所述出料管(25)的输出口位于加工箱(15)的右侧，所述冷却箱(23)的底部固定连接有出料管(25)，所述出料管(25)的底端延伸至加工箱(15)的下方，所述出料管(25)位于收集盒(28)的正上方。
微生物发酵法提取甲壳素的国内外进展
食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 2012年 第37卷 第3期 生物工程· 40 ·甲壳素(Chitin)是自然界中唯一带正电荷的天然高分子聚合物，学名为(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖(C 8H 13NO 5)n。它的来源极为广泛，主要存在于甲壳动物外壳、软体动物内骨骼、昆虫表皮、菌类及藻类等微生物的细胞壁中。每年地球上的生物合成量约为100亿t，是产量仅次于纤维素的第二大可再生资源，也是除蛋白质外数量最大的含氮天然有机高分子。甲壳素收稿日期：2011-08-11 *通讯作者 作者简介：程倩(1986—)，女，湖北天门人，博士研究生，研究方向为食品科学。 性能独特、组织相容性良好、可生物降解，其开发应用已涉及工业、农业、国防、化工、环保、食品、医药、保健、美容、纺织等诸多领域。目前，工业上用来生产甲壳素的主要原料是水产加工厂废弃的虾壳和蟹壳，其甲壳素的含量一般在15%~40%，蛋白质含量为20%~40%，碳酸钙含量为20%~50%。制备甲壳素的方法主要包括脱盐、脱蛋白、脱色等３个步骤，即采用稀盐酸程 倩1，吴 薇2，籍保平1* (1.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083； 2.中国农业大学工学院，北京 100083) 摘要：甲壳素是含氮天然有机高分子，具有优良的生物活性、安全性和降解性，在农业、化工、环保、食品、医药等行业有着巨大的应用前景。甲壳素制备方法主要有传统的酸碱法以及新兴的微生物发酵法。对微生物发酵法提取甲壳素的国内外研究进行综述，并探讨了微生物发酵的问题及今后的研究方向。 关键词：甲壳素；发酵；提取；进展 中图分类号：TS 201.3 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2012)03-0040-04 Progress on the extraction of chitin by microbial fermentation CHENG Qian 1, WU Wei 2, JI bao-ping 1* (1.College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083; 2. College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083 )Abstract: Chitin is a nitrogen-containing natural organic polymer, possesses excellent biological activity, safety and degradability, and has a great prospect in agriculture, chemical industry, environmental protection, food, pharmaceutical and other industries. The traditional acid-base method and the emerging microbial fermentation are two main methods for chitin preparation. In this paper, the advance of the extraction of chitin by microbial fermentation at home and abroad was illuminated. At last, the method of fermentation was also discussed. Key words: chitin; fermentation; extraction; progress 微生物发酵法提取甲壳素的国内外研究进展
虾青素的提取
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
虾青素的功能及应用
虾青素的功能及应用进展 李兆华 （山东省环科院，济南，250013） 摘要：虾青素是一种极具潜力的类胡萝卜素，具有抗氧化、增强免疫和预防癌症等功效。本文主要综述了国内外在虾青素的功能及应用方面的进展。 关键词：虾青素，类胡萝卜素，抗氧化， 1 虾青素的结构 虾青素，是一种氧化型的类胡萝卜素，化学名称为3,3'-二羟基-4,4'-二酮基-β,β’-胡萝卜素，分子式为C40H52O4。在某些绿藻、细菌和某些酵母菌中，作为次生类胡萝卜素积累。在虾青素分子中，不仅同其他类胡萝卜素一样具有很长的共轭双键，而且在共轭双键链的末端还有不饱和酮基和羟基，羟基和酮基又构成α-羟基酮（见图1）。这些结构都具有比较活泼的电子效应，能向自由基提供电子或吸引自由基的电子，使其极易与自由基发生反应而清除自由基，从而起到抗氧化作用。因而，虾青素不仅具有一般类胡萝卜素的生理功能，而且，由于它特有的结构赋予的超强抗氧化特性，使其具有更为突出的生理功能[1]。 图1 虾青素的分子结构 Figure 1 Molecular structure of astaxanthin 2 虾青素的功能 2.1 虾青素的抗氧化能力 虾青素同其他类胡萝卜素一样具有抗氧化活性，在生物体中表现为猝灭单线态氧[2]，清除自由基，阻止脂质过氧化[3-6]等功能。并且越来越多的证据显示虾青素的抗氧化特性强于β-胡萝卜素[7]、玉米黄素（zeaxanthin, 3,3'-二羟基-β-胡萝卜素）[8]、角黄质（4,4'-二酮基-β-胡萝卜素）、维生素C和维生素E[9]。 虾青素是一类断链抗氧化剂，它特有的结构使其具有比其他类胡萝卜素更强的抗氧化特性。Di等[10]研究了多种类胡萝卜素猝灭分子氧的能力，发现猝灭分子氧的能力为：虾青素﹥α-胡萝卜素﹥β-胡萝卜素﹥红木素﹥玉米黄质﹥黄体素﹥胆红素﹥胆绿素。Terao等[7]利用测定甲基亚麻酸氢过氧化物的生成来测验类胡萝卜素的抗氧化功能，发现虾青素由于在α-羟基酮环的C-4和-4’位置上含有氧基团，可有效地延缓氢化过氧化物的形成，而且虾青素的自催化氧化速度比β-胡萝卜素和玉米黄素慢得多，虾青素是比β-胡萝卜素更有效的抗氧化剂。Lee 等[8]比较了包括虾青素在内的共轭双键数不同的5种类胡萝卜素在豆油光氧化作用中猝灭活性氧的作用，发现此作用随类胡萝卜素共轭双键数增加而增加，以虾青素的作用为最强。Miki[11]以含亚铁粒子的血红蛋白作为自由基产生者，用硫代
利用微生物发酵从虾壳中提取甲壳素的方法与设计方案
本技术公开了利用微生物发酵从虾壳中提取甲壳素的方法。本技术以虾壳为原料，洗净干燥，研磨成粉，然后加入适当浓度的葡萄糖，灭菌后首先接种枯草芽孢杆菌，然后流加适当浓度乙醇并接种醋酸杆菌继续发酵。枯草芽孢杆菌生长产生的蛋白酶降解虾壳中的蛋白质。醋酸杆菌则以乙醇为碳源，上述被枯草芽孢杆菌降解的虾壳蛋白为氮源，生长产生醋酸，溶解虾壳中的矿物质使其变成可溶性的钙等金属离子。本技术公开的甲壳素制备方法将虾壳脱蛋白与脱盐两工艺过程耦合起来，合二为一，操作简单可行，脱蛋白和脱盐效果好，不仅实现了对虾壳的高值化利用，且简化了甲壳素的生产工艺，降低生产成本，减少对环境的污染。 权利要求书 1.一种利用微生物发酵从虾壳中提取甲壳素的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S1：虾壳粉碎，得到虾壳粉； 步骤S2：在虾壳粉中添加葡萄糖、酵母膏和水，搅拌均匀后灭菌，得到虾壳培养基质； 步骤S3：在虾壳培养基质中接种枯草芽孢杆菌，35～38℃、160～200rpm条件下发酵48～52h，得到枯草芽孢杆菌发酵基质； 步骤S4：待枯草芽孢杆菌发酵结束后，不更换培养基，直接在上述枯草芽孢杆菌发酵基质中流加浓度5％～7％的无水乙醇，搅拌均匀，得到乙醇发酵基质； 步骤S5：上述枯草芽孢杆菌发酵基质流加乙醇后，不灭菌，接种醋酸杆菌，30～35℃、160～200rpm条件下发酵60～72h，得到醋酸杆菌发酵液； 步骤S6：将醋酸杆菌发酵液进行固液分离，沉淀用水洗至中性，按照固液重量比1：10加入浓度10％的双氧水溶液进行脱色，室温条件下浸泡2h；
步骤S7：脱色后的固体物质经过洗净烘干，得到白色固体甲壳素。 2.根据权利要求1所述的利用微生物发酵从虾壳中提取甲壳素的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：将干燥的虾壳原料进行研磨，过60～80目筛网，得到虾壳粉。 3.根据权利要求1所述的利用微生物发酵从虾壳中提取甲壳素的方法，其特征在于：所述步骤S2中，虾壳粉、葡萄糖、酵母膏的添加量分别为水体积的4％～6％、5％～8％、0.2％～0.5％。 4.根据权利要求1所述的利用微生物发酵从虾壳中提取甲壳素的方法，其特征在于：所述步骤S3中，枯草芽孢杆菌的接种量为虾壳培养基质体积的1％～3％。 5.根据权利要求1所述的利用微生物发酵从虾壳中提取甲壳素的方法，其特征在于：所述步骤S5中，醋酸杆菌的接种量为乙醇发酵基质体积的3～5％。 技术说明书 一种利用微生物发酵从虾壳中提取甲壳素的方法 技术领域 本技术属于食品工业技术领域，涉及一种提取甲壳素的方法，具体涉及一种利用微生物发酵除去虾壳中的蛋白质和矿物质来制备甲壳素的方法。 背景技术
甲壳素(甲壳质)的功效
甲壳素（甲壳质）的功效 甲壳素，又称甲壳质、几丁质，英文名Chitin。甲壳质是1811年由法国学者布拉克诺(Braconno)发现，1823年由欧吉尔(Odier)从甲壳动物外壳中提取，并命名为CHITIN，译名为几丁质。外观及性质：淡米黄色至白色，溶于浓盐酸/磷酸/硫酸/乙酸,不溶于碱及其它有机溶剂,也不溶于水。甲壳质的脱乙酰基衍生物(Chitosan derivatives)壳聚糖（chitosan）不溶于水，可溶于部分稀酸。甲壳素具有抗癌抑制癌、瘤细胞转移，提高人体免疫力及护肝解毒作用。尤其适用于糖尿病、肝肾病、高血压、肥胖等症，有利于预防癌细胞病变和辅助放化疗治疗肿瘤疾病。 一般通称：甲壳质，甲壳素，（经脱乙酰化后称为）壳聚糖. 英文名称：Chitin. 中文学名：几丁质、甲壳素 化学名称：β-（1→4）-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖 别名：壳多糖、几丁质、甲壳质、明角质、聚乙酰氨基葡糖 分子式及分子量：（C8H13NO5）n (203.19)n 性状：外观为类白色无定形物质，无臭、无味。 能溶于含8%氯化锂的二甲基乙酰胺或浓酸；不溶于水、稀酸、碱、乙醇或其它有机溶剂。 自然界中，甲壳质广泛在于低等植物菌类、虾、蟹、昆虫等甲壳动物的外壳、真菌的细胞壁等。它是一种线型的高分子多糖，即天然的中性粘多糖，若经浓碱处理去掉乙酰基即得脱乙酰壳多糖。甲壳质化学上不活泼，不与体液发生变化，对组织不起异物反应，无毒，具有抗血栓、耐高温消毒等特点。脱乙酰壳多糖是碱性多糖，有止酸、消炎作用，可降低胆固醇、血脂。 甲壳素功效：
1、降血脂作用血脂是指血液中脂类的含量。广义的脂类指中性脂肪（甘油和甘油三酯）和类脂质（胆固醇、胆固醇酯和磷脂）。 “甲壳质”可通过几个途径产生驱脂作用。 1）“甲壳质”阻碍脂类的消化吸收：进入肠腔的脂类因难溶于水无法吸收，需经过胆汁酸的乳化作用，将脂肪变成很小的油滴，以此来扩大与胰脂酶的接触面积利于脂肪的消化。肝脏生成的胆汁酸（带负电荷）经胆道排入肠腔非常容易与聚集它周围的甲壳质（带正电荷）结合，形成屏障而妨碍吸收，同时由消化道排出体外。大量的胆汁酸被消耗，从而阻碍脂类的吸收，实现降低血脂。 2）“甲壳质”有利于胆固醇转化：人体内的胆固醇主要来自食物摄入和自身合成。当人们一提到胆固醇往往会谈虎色变，认为胆固醇是造成心脑血管动脉硬化疾病的元凶，因而把胆固醇看成是对人体有害的物质。但是，任何事物都有其相对性，实际上胆固醇也是我们身体不可缺少的物质。他是构成脑、神经、性激素、细胞膜等的重要物质，而脂肪消化吸收时不可缺少的胆汁酸，也是胆固醇转化而来的。因此，胆固醇的值应保持在一个正常的范围之内。少了影响胆汁酸转化引起消化不良；一旦过剩，就会聚集在血管壁上，使血液循环恶化，引发动脉硬化等疾病。 低密度脂蛋白为胆固醇的主要携带者，胆固醇于肝脏转化为胆汁酸，储存于胆囊内，排入十二指肠将参与脂类的消化吸收过程，其后，95%的胆固醇被肠壁吸收入血重新回到肝脏，即所谓的胆汁酸的肝肠循环。小肠内的胆汁酸与甲壳质结合排出体外，使进入肝肠循环的胆汁酸大为减少。人体将肝脏以外的胆固醇运入肝脏，用来制造胆汁酸，最终促成体内胆固醇数量下降，血脂降低。 3）升高血液中高密度脂蛋白的含量 脂类与蛋白结合成脂蛋白，低密度脂蛋白则将胆固醇由肝脏运向周围组织，诱发组织硬化；高密度脂蛋白将周围组织的胆固醇运回肝脏。甲壳质降血脂，使血液中胆固醇含量下降，低密度脂蛋白数量也随之下降，高密度脂蛋白数量上升有助于防止动脉硬化的产生。 2、降血压的作用 1）体液调节作用：造成高血压的原因很多，其中体液内分泌调节占重要地位。实验医学证明，人体过量摄入氯化钠（食盐），使氯离子堆积，导致人体处于高血压状态。其机理为肝脏产生的血管紧张素源在血液中平时不显示活性，在转换酶（ACE）的作用下生成的血管紧张素Ⅰ是一种生理活性较低的中间产物，二次经转换酶（ACE）的作用生成的血管紧张素Ⅱ生理活性极强，作用于中、小动脉内膜使血压升高。氯离子是转换酶（ACE）的激活剂，体内适量的甲壳质溶解后形成阳离子基团与氯离子结合排出体外，削弱了转换酶的作用，血压则无法升高。氯化物Cl¯ Cl¯ —→ACE激活————→ ACE激活————→ ACE激活↓↓↓血管紧张素源兴奋—→血管紧张素Ⅰ兴奋—→血管紧张素Ⅱ 兴奋→入血 2）降血脂同时降血压：甲壳质降低血脂，多量的胆固醇由周围组织运回肝脏，中小动脉内膜沉着的胆固醇数量减少，血脂降低，血管内壁弹性转佳，促使血压下降。 3、降血糖的作用糖尿病是由于胰岛素分泌绝对或相对不足，以及靶细胞对胰岛素敏感性降低造成糖、蛋白质和脂类代谢障碍，继而发生水、电解质代谢紊乱和酮体酸中毒。它是以高血糖为主要特征的内分泌代谢性疾病。 1）促进胰岛素的分泌：胰腺具有双重功能，即分泌消化液和胰岛素，胰岛素是一种激素，主要调节人体的糖代谢。甲壳质通过协调脏器功能促进内分泌，实现对胰腺功能的调节。首先是刺激迷走神经，兴奋大脑皮层的饥饿中枢和血管运动中枢，然后使胰腺的血管扩张，
从雨生红球藻提取虾青素四种不同方法比较
从雨生红球藻提取虾青素的四种不同方法比较
相关介绍 ?虾青素Astaxanthin，是类胡萝卜 ?素的一种，在类胡萝卜素家族中有很多知 ?名明星，如β胡萝卜素，叶黄素、蕃茄红 ?素等，天然虾青素是这个家族中最具健康 ?益处的一种。人体的衰老，主要是由于 ?自由基所造成的氧化所至。而红球藻萃取物?特殊的分子构造，可以穿越人体细胞外壁，?直接清除细胞内的氧自由基，增强细胞再生能力?，维持人体机能平衡和减少衰老细胞的堆积，?由内而外保护细胞和DNA健康。
实验材料 Haematococcus pluvialis organisms were gifted by Yunnan Yunlin Biological Technology Co. Ltd. (Kunming, Yunnan province, China). Before extraction, the organism was dried and the moisture content was below 0.5 wt.%. Soy oil was brought from Jinhai Food Industry Co. Ltd. (Qinhuangdao, China). Astaxanthin standard with purity of 99% was purchased from Sigma (St. Louis, MO). All other chemicals were of analytic grade and bought from local market
A HCL-ACE B HEX-IPA C MET-ACE D soy-oil extraction
酸碱法提取甲壳素的工艺优化
一.前言 甲壳素又名甲壳质、几丁质、甲壳胺等，是一种由N－乙酰－2－氨基－2－脱氧－D－葡萄糖以β－l，4糖苷键连接而成的天然高分子化合物。甲壳素具有良好的化学物理性质：能拉丝、成膜、制粒，能通过化学改良物化性能，能和多种物质(如胆固醇、脂肪、金属离子、蛋白质、肿瘤细胞等)结合，无毒，高黏度，具有生物可溶性【1】，可被广泛应用于食品、医药、农业、环保、生物工程及轻工等领域。。但甲壳素分子中乙酰基的存在及分子间的氢键导致甲壳素不溶于水，从而大大限制了它的应用范围，因此有必要对甲壳素进行脱乙酰处理。壳聚糖(Chitosan)是甲壳素脱乙酰的产物，溶于稀酸，高度脱乙酰化产物可溶于水，是自然界中少见的带正电荷的高分子聚合物。【2】 目前工业化生产甲壳素的原料主要是虾、蟹壳，以质量分数计虾壳中含有20％～30％的甲壳素，20％～30％的蛋白质等有机物，30％～40％的钙等无机物，4％～5％的色素．【3】 本实验旨在以小龙虾虾壳作为原料提取甲壳素，确定甲壳素提取的最佳实验条件。 二.摘要 通过单因素试验和正交试验，探讨了小龙虾虾壳甲壳素提取过程中不同反应条件对脱除虾壳所含蛋白质和无机盐的影响．查文献可知：虾壳中蛋白质脱除的最佳试验条件为8％NaOH、反应时间1 h、反应温度90℃；无机盐脱除的最佳试验条件为1．0 mol／L的HCl溶液、50℃下反应1 h；甲壳素 脱色采用10％过氧化氢溶液在80℃水浴中浸泡2 h．在最佳提取工艺下制 备的甲壳素产品中氮含量为6．7％、灰分含量为1．2％、水分含量为4．0％、脱乙酰度为10％，产品得率为18．2％．【3】 ?龙虾壳的主要成分为碳酸钙与磷酸盐（约占45%），蛋白质（约 占27%），甲壳素（约占22.5%）。先用1.0mol／Ｌ的盐酸脱去钙盐和磷酸盐；再用1.0mol／Ｌ的氢氧化钠脱蛋白，得到甲壳素；最后用12mol/L的 氢氧化钠脱乙酰基，即得壳聚糖。 ?壳聚糖为一种高分子物质，可通过脱乙酰度DD、黏度（反映 了高分子物质的相对分子质量大小）指标来衡量其质量。
虾青素的提取
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。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
甲壳素的提取
甲壳素的人工提取 学生钟娜江峰房婧婧 指导教师聂金昌马峰 （本文获安徽省教育厅、安徽省科协颁发的二等奖） 摘要甲壳素是21世纪的新材料，它对人类社会的发展与进步有着巨大的作用。在工业、农业、医药、化妆品、环境保护、水处理等领域有极其广泛的用途。蚌埠地区有着广泛的提取甲壳素的资源，但长期以来，不仅未能得到有效利用，而且对环境造成了极大污染。我们蚌埠二中课题组的师生从利用资源和减少环境污染的目的出发，开展了甲壳素的人工提取工作，为开发内陆省份新的甲壳素资源，变废为宝，并为甲壳素衍生物的生产提供稳定的原料来源。 关键词甲壳素甲壳素资源甲壳素衍生物脱盐 一、选题目的 甲壳素又名甲壳质，壳多糖，壳蛋白，是自然界生物所含的一种氨基多糖。它具有无毒、无味、耐晒、耐热、耐腐蚀，不怕虫蛀和碱的浸蚀，可生物降解的特点。它是地球上仅次于纤维素的第二大生物资源，年生物合成量高达100亿吨，可以说是用之不竭的生物资源。这无疑给面临全球资源枯竭危机的人类带来了生机。 甲壳素的可降解性使其有望成为塑料的替代物，从而解决人类所面临的“白色污染”问题，它还可以消除人体内外环境所面临的有毒有害物质对人体的威胁，实现经济社会的可持续发展。 蚌埠地区盛产中华绒毛蟹及大红虾等甲壳类产品，但其甲壳长期不仅未能得到有效利用，而且对环境造成了极大污染。为了合理利用资源，减少环境污染，开发甲壳素资源，给甲壳素衍生物的生产提供稳定的原料来源。我们课题组的师生开展了甲壳素的人工提取工作，并在提取过程中积累经验，为加速其产业化，繁荣地区经济和扩大就业做出贡献。 二、活动过程 我们课题组的师生走访了市水产、环保、卫生、食品及市政等部门，从他们提供的资料推算，蚌埠地区每年可产虾、蟹约两千多吨，虾蟹壳将不低于800吨。据资料显示这些虾蟹壳经过深加工可创经济价值高达近亿元。于是我们从饭店拣来了几千克的蟹壳，洗涤晾干后便开始了提取工作。 ⒈提取工艺 从虾、蟹壳中提取甲壳素的传统方法一般有酸浸脱盐(主要为钙盐)、碱煮脱蛋白和氧化脱色三步。我们针对蟹壳的特点，初步建立了提取甲壳素的工艺流程： 取蟹壳（含其螯）洗涤、晾干、粉碎。称取碎壳100g ，加入2.5mol/L 氢氧化钠溶液(400ml)，软皂(8g)，持续搅拌6小时，停止搅拌，放置18小时。将壳捞出，再用2.5mol/L 氢氧化钠溶液(400ml)，浸泡24小时。 将两次浸泡后的壳捞出，纱布过滤，水洗至中性，稍沥干。加入1mol/L的盐酸溶液(1000ml)，搅拌反应30分钟。再将壳捞出，用1mol/L的盐酸液(500ml)搅拌反应30分钟，纱布过滤，大量水洗至中性。挤去水分，晒干即得。得率以粗碎净壳(干燥品)计，平均21%。
虾青素的成分、功能及应用
虾青素的成分、功能及应用 心脑健康决定生命的长度！医学研究证实，心脑血管疾病形势日益严峻，病患发病率 正处于持续攀升的趋势，心脑血管疾病已经成为现代人的隐形杀手。 随着社会物质生活水平的提高，人们的养生观念也得到了进一步的增强，选择正确的健 康品来替代传统的物疗和药疗，以便更好的预防和调理，已经成为心脑血管病患的共识。而近期麦弗逊虾青素、盐藻等系列健康品，因其在改善心脑血管疾病方面的显见效果及保健作用，深受消费者好评和媒体的广泛报道，虾青素更被赞誉为——心脑血管保护利器，为广大病患带来福音。 美国麦弗逊虾青素，是一种新型的抗氧化/消炎胶囊制剂，其主要原料虾青素来自美国夏威夷，世界最大无污染无公害的雨生红球藻天然虾青素生产基地，采用美国最新的破壁技术最大程度提取，并添加绿茶、小麦胚芽油、青花椰菜、红酒、石榴等多种纯天然植物提取物配制而成；富含虾青素、儿茶素、维生素E、维生素C等多种天然抗氧化成分，共同作用，防止自由基对心脑及全身细胞的破坏，更能增强机体免疫力。 产品信息： 品牌：MacPhersan/麦弗逊 净含量：39g(0.65克X60粒) 配料(每粒)：雨生红球藻浓缩粉150mg(虾青素12mg)、绿茶(含儿茶素50mg)、小麦胚芽油、青花椰菜(含维生素C 10mg)、红酒、石榴、微晶纤维素、明胶 食用方法：每日1次，每次1-2片，宜随餐食用 保持期：36个月 原产地：美国 出口商：Macphersan global health co., ltd 产品特点： 1、来源美国夏威夷雨生红球藻，12mg虾青素超高含量;
2、虾青素是天然抗氧化之王，穿越人体细胞外壁，直接清除细胞内的氧自由基，增强细胞再生能力; 3、虾青素是唯一能通过血脑屏障的一种类胡萝卜素，直接的作用于脑血管，并且更安全有效。 产品功效： 1、抗衰老 2、心脑血管健康 3、关节和结缔组织健康 4、护肤美肤 5、保护眼睛健康 6、增强力量、耐力，抗疲劳 而专家推荐的麦弗逊盐藻，取材自美国西部有机海洋微藻——杜氏盐藻，每片盐藻含量高达500mg，可以从根本上解决细胞立体修复问题，保护心脑血管，解决一系列慢性疾病。世界盐藻之父阿莫兹教授说：“盐藻是自然界可以吃的干细胞，它将帮助人类不再依赖药物，解决各种疾病和衰老带来的问题。 麦弗逊系列健康品进入市场依赖，就得到了市场极大认可，其中，虾青素和盐藻以其对调节三高，预防治疗心脑血管疾病的效果得到了广大消费者的推荐。很多人对着两款健康品的食疗效果赞不绝口，因而购买的时候一般选择组合套餐。笔者从上海刘阿姨那得到证实，刘阿姨患了多年的高血压，之前也服用了很多药品，去治疗也没有得到根治。后来经朋友推荐使用了麦弗逊虾青素和盐藻的组合，每天一片，坚持服用后，三高明显降低，各种头痛、头晕、耳鸣、眼花、失眠、四肢麻木、乏力等症状明显减轻。 专家分析，依靠健康品食疗的手段，已经逐步被市场消费者所认同，成为当前社会病理调养的主流方式。而随着消费者对麦弗逊南极磷虾油等系列健康的口碑宣传，虾青素也将逐步主导市场，彻底改善心脑血管患者的不适症状，还您年轻心脏，为您的心脑血管健康保驾
甲壳素人工提取
甲壳素提取工艺 摘要：甲壳素存在于自然界中的低等植物菌类、藻类的细胞，甲壳动物虾、蟹、昆虫的外壳，高等植物的细胞壁等，是从蟹、虾壳中应用遗传基因工程提取的动物性高分子纤维素，被科学界誉之为“第六生命要素”！因此被欧美中日政府认定为机能性免疫物质。在灵芝、冬虫夏草等植物中也含有微量“几丁聚糖”，但含量只在2%-7%之间。甲壳素是宇宙中唯一带正电的阳性食物纤维，地球上存在的天然有机化合物中，数量最大的是纤维素，其次是甲壳素，估计自然界每年生物合成的甲壳素将近100亿吨。甲壳素是地球上数量最大的含氮有机化合物，其次才是蛋白质仅此两点，就足以说明甲壳素的重要性。 纯甲壳素是一种无毒无味的白色或灰白色半透明的固体，在水、稀酸、稀碱以及一般的有机溶剂中难以溶解，因而限制了它的应用和发展。后来人们在研究探索中发现，甲壳素经浓碱处理脱去其中的乙酰基就变成可溶性甲壳素，又称甲壳胺或壳聚糖，它的化学名称为（1→4）-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖，或简称聚胺基葡萄糖。这种壳聚糖由于它的大分子结构中存在大量氨基，从而大大改善了甲壳素的溶解性和化学活性，因此使它在医疗、营养和保健等方面具有广泛的应用价值。甲壳素是地球上存量极为丰富的一种自然资源，也是自然界中迄今为止被发现的唯一带正电荷的动物纤维素。由于它的分子结构中带有不饱和的阳离子基团，因而对带负电荷的各类有害物质具有强大的吸附作用。同样它也能清除人体内的“垃圾”，达到预防疾病、延年益寿的目的。由于甲壳素具有这种独特功能，它被欧美科学家誉为和蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质同等重要的人体第六生命要素。 甲壳素具有非常高的医疗保健作用:提高免疫力、无毒抗癌、降低胆固醇、改善消化机能、降血压、减少体内重金属的积蓄的作用。甲壳素在食品和化工领域有很广阔的应用前景,目前市场上甲壳素价格不断地攀高,已达85元/ kg(品级甲壳素) ,发展甲壳素产业有很好的社会和经济效益,孕育着很大的商机和利润。 甲壳素主要从虾、蟹壳中提取,虾、蟹壳中的杂质主要是无机盐、蛋白质。以前的研究报道中均是加入大量酸碱去掉这些杂质,生产过程产生大量的高浓度酸碱废液,严重环境污染。无法投入实际生产应用。为此,提出虾壳、蟹壳的资源化处理法。 关键词：甲壳素环保经济酶解法 传统提取工艺： 从虾、蟹壳中提取甲壳素的传统方法一般有酸浸脱盐(主要为钙盐)、碱煮脱蛋白和氧化脱色三步。针对蟹壳的特点，初步建立了提取甲壳素的工艺流程： 取蟹壳（含其螯）洗涤、晾干、粉碎。称取碎壳100g ，加入2.5mol/L 氢氧化钠溶液(400ml)，软皂(8g)，持续搅拌6小时，停止搅拌，放置18小时。将壳捞出，再用2.5mol/L 氢氧化钠溶液(400ml)，
虾青素在鱼类饲粮中的应用研究
虾青素在鱼类饲粮中的应用研究 虾青素具有显色、抗氧化和增强免疫力等作用，能使鲑鱼的肉呈桃红色，虾和蟹的壳呈深红色，保证了水产动物具有良好的市场价值（Steine等，2005），对提高水产动物存活率以及促进生长、繁殖和发育等方面也具有积极作用。Spiller等（2003）研究表明，虾青素具有抗肿瘤、抗衰老等重要生理功能，且对人体绝对安全，在国外已被广泛应用于食品、医药和饲料等行业，市场前景广阔。 虾青素是中华人民共和国农业部第318号公告（饲料添加剂品种目录）中允许使用的8种饲料着色剂中的一种。本文就虾青素的理化性质及来源、生物学功能及其在鱼类饲粮中的应用研究进行综述。 1 虾青素的理化性质及来源 1.1 虾青素的理化性质 虾青素是动物中广泛存在的一种非维生素A源的类胡萝卜素，呈粉红色，分子式为C40H52O4，化学名称为3，3'-二羟基-4，4'-二酮-β-胡萝卜素，β-胡萝卜素的2个紫罗酮（β环）上的2个氢被羟基和酮基取代便是虾青素。分子由中央多聚烯链和位于两侧的芳香环组成，具有独特的着色功能，具有水溶性和亲脂性，易溶于二硫化碳、丙酮、苯和氯仿等有机溶剂。化学基团的改变决定了虾青素与β-胡萝卜素的性质不同，虾青素分子中有很长的共轭双键，以及羟基和在
共轭双键链末端的不饱和酮，其中羟基和酮基又构成了α-羟基酮。这些结构都具有比较活泼的电子效应，能向自由基提供电子或者吸引自由基的未配对的电子，结构特点使其极易与自由基反应而清除自由基，起到抗氧化的作用。 1.2 虾青素的来源 虾青素的来源主要有人工合成和天然获取。人工合成的虾青素是以类胡萝卜素为原料，由β-胡萝卜素转变为虾青素需加上2个酮基和羟基，合成虾青素在鱼肌肉中沉积率要比天然的高，着色效果更好（Georges等，2006）。天然虾青素是从红发夫酵母、雨生红球藻和水产加工废弃物等中提取的3种主要生物来源。Andrews等（1976）发现，红发夫酵母生产虾青素具有生产速度快、培养条件温和等优点；雨生红球藻生产虾青素具有更强的优势。另外，部分水产品加工下脚料也可用于生产虾青素。 2 虾青素的生物学功能 2.1 着色作用 2.1.1 促进鲑鱼和虹鳟等鱼类的着色 虾青素所形成的蛋白复合物普遍存在于海产无脊椎动物（特别是甲壳动物体内），能覆盖所有的色谱，赋予动物不同的颜色。在饲料中添加虾青素可以使鲑鱼和鲟鱼等养殖鱼类的皮肤、肌肉呈鲜红色
虾青素的生理功用及应用
虾青素的生理功用及应用 摘要：虾青素是类胡萝卜素的一种，具有很重要的生理功用，本文叙述了虾青素的生理功用以及应用前景。 关键词：虾青素生理功用应用 0 概述 虾青素是一种氧化型类胡萝卜素，常为某些水生动物体内和少量酵母菌作为次生代谢物在体内合成。虾青素是一种非维生素A源类胡萝卜素，在体内不转变为维生素A而发挥作用，具有多重生理功效。具有亲脂性，易溶于二硫化碳、丙酮、苯和氯仿等有机溶剂。虾青素是一种极具潜力的类胡萝卜素添加剂，在食品、饲料、化妆品、医药等领域有着广阔的前景。 1生理功用 1.1抗氧化 虾青素的重要性质之一在于它的抗氧化性，它是一种优良的抗氧化剂，在猝灭自由基方面起着重要的作用。在虾青素分子中，有很长的共扼双键、羟基和在共轭双键链末端的不饱和的酮基，其中羟基和酮基又构成β-羟基酮。这些结构都具有比较活泼的电子效应，能向自由基提供电子或吸引自由基的未配对电子。虾青素的结构特点使其极易与自由基反应而清除自由基，起到抗氧化作用。其抗氧化能力比胡萝卜素高10倍以上，比维生素E高500倍以上。已经被认为是“超级维生素”。有学者比较了虾青素和其它类胡萝卜素与生育酚清除自由基的能力，发现虾青素最强。另外，Manabe等发现虾青素对糖尿病肾病的小鼠模型的Ⅱ型糖尿病具有强效的保护作用。在这项研究中，虾青素可以防止进展糖尿病肾病主要是通过在线粒体的系膜细胞清除活性氧的作用，预计对预防糖尿病肾病将非常有用。 虾青素可清除二氧化氮、硫化物、二硫化物，也可以通过AMVN降低脂质过氧化作用，保护蛋黄中磷脂酰胆碱脂质免受过氧化基团氧化，整合进膜系统的虾青素也表现出对脂质的保护作用。将虾青素添加到鼠肝微粒体，可有效地抑制自由基引发脂质的过氧化作用。 1.2抗癌 类胡萝卜素具有抑制及预防癌变的能力，对膳食类胡萝卜素摄入量和癌症发病率或死亡率间关系的调查发现，癌症总发病率或死亡率与类胡萝卜素的摄入量呈显著负相关。而虾青素能够促进抗体的产生，具有极强的抗癌作用，能有效地预防肝癌、口腔肿瘤、膀肮癌等肿瘤的发生。
虾青素介绍
虾青素概述 虾青素(astaxanthin)即3,3′-二羟基-4,4′-二酮基-β,β′-胡萝卜素，为萜烯类不饱和化合物，化学分子式为C40H52O4，分子结构中有两个β-紫罗兰酮环，11个共 轭双键。虾青素广泛存在于自然界，如大多数甲壳类动物和鲑科鱼类体内，植物的叶、花、果，以及火烈鸟的羽毛中等。虾青素具有多种生理功效，如在抗氧化性、抗肿瘤、预防癌症、增强免疫力、改善视力等方面都有一定的效果。 一、虾青素的生产 目前，国际上虾青素的生产方式主要有化学合成和天然产物提取两种。化学合成的虾青素，在结构、功能、应用、安全性和经济性等方面明显逊色于天然虾青素。 1、化学合成 虾青素是类胡萝卜素合成的终产物，由β-胡萝卜素转变为虾青素需加上2 个酮基和2个羟基，人工化学合成比较困难、工艺复杂，产物大多为顺式结构，而只有反式结构的虾青素才具有生物活性。到目前为止，用化学合成法生产虾青素的的公司只有瑞士的罗氏公司和德国的BASF公司，且合成的反式虾青素价格昂贵。 2、天然产物提取法 从水产品加工的下脚料中提取虾青素：传统方法是将虾蟹壳粉碎，酸解用有机溶剂丙酮、石油醚等提取。近年来，CO2超临界萃取法、酶提取法和复合工艺提取法也广泛应用于虾青素的提取。国外采用聚合系统从鳌虾的废弃物中提取虾青素、虾青素酯和虾红素，其产率每克可达153μg。挪威采用青贮法处理虾蟹废弃物，即采用酸破坏虾青素与蛋白质或骨骼部分的结合，将虾青素从结合状态游离出来，可使其回收率提高10%。 从藻类中提取虾青素：现阶段只有雨生红球藻可用于工业化生产虾青素。雨生红球藻干品中虾青素含量可达0.2～2%，优良的雨生红球藻藻体中虾青素占类胡萝卜素总量的90%以上，但其培养周期产、生产工艺复杂，目前国外少数公司已经具有非常成熟的生产工艺，并可进行规模化生产，该技术被日本富士化学和美国Cyanotech公司长期垄断。国内的雨生红球藻培养技术大多还处于实验室研究阶段，只有湖北荆州虾青素等少数几家企业掌握该项技术，因产量低导致产品