蝦青素酯皂化工藝研究

夏武強　張美珍　劉長軍　孫琛　蔣一鳴

摘要：以NaOH-甲醇溶液為皂化液，采用正交試驗方法，對蝦青素酯皂化工藝中NaOH濃度、皂化溫度和皂化時間3個因素進行最優水平的篩選。經試驗確定蝦青素酯最佳皂化工藝條件為2.0 g/L的NaOH-甲醇溶液，在15 ℃條件下皂化5 h，蝦青素酯達到最佳的皂化效率，樣品中游離蝦青素含量從皂化前的25.765 μg/mL提高到88.175 μg/mL。

關鍵詞：蝦青素；蝦青素酯；皂化工藝

蝦青素（Astaxanthin），又名蝦黃素，蝦黃質，化學名3，3'-二羥基-4，4'-二酮基-β，β'-胡蘿卜素，化學式為C40H52O4，相對分子質量596.86，其結構式如圖1所示[1]。化學結構由4個異戊二烯單位以共軛雙鍵形式連接，兩端有2個異戊二烯單位組成的六節環結構[2]，具有很強的抗氧化性，能有效清除體內自由基，增強機體免疫力[3]，同時，具有抗癌、抗高血壓、抗衰老、保護視網膜、預防心血管疾病等功能[4]，還能提高魚類生長速度和繁殖力，改善水生動物及禽類的色澤[5]，廣泛應用于食品、藥品、保健品和養殖業等行業。

圖1蝦青素的化學結構

隨著蝦青素研究和開發應用的不斷深入，蝦青素含量的測定也越來越受到人們的關注。趙立艷[6]、謝虹[7]、余孔捷[8]等分別建立雨生紅球藻、紅法夫酵母發酵液和動物性食品中蝦青素的檢測方法，國家質檢總局也于2009年7月發布《進出口動物源性食品中角黃素、蝦青素的檢測方法》[9]，但由于蝦青素在酵母、細菌、植物等中一般以游離蝦青素存在，而在海產品、藻類等主要以蝦青素酯形式存在[10]，檢測過程中只能測定游離蝦青素的含量，但不能反映樣品中蝦青素的真實含量，因此，需要對蝦青素酯進行皂化水解。周雙林等[11]用KOH-甲醇溶液皂化蝦青素酯；齊安翔等[12]用NaOH-甲醇溶液皂化蝦青素酯。但由于前者堿濃度較高（10 g/L），容易使蝦青素分解，造成檢測值偏低，后者皂化時間長（8 h），在實際檢測中效率較低，并且都未將過量的堿去除就直接上機檢測，影響色譜柱使用壽命及檢測穩定性。因此，需要研究一種安全、高效的蝦青素酯皂化工藝條件。

本試驗以提取好的蝦青素油為原料，以蝦青素含量為指標，以NaOH濃度、皂化溫度和皂化時間為3個實驗因素，采用正交試驗方法，選擇最佳的蝦青素酯皂化工藝條件。

1材料與方法

1.1材料與試劑

蝦青素標準品，蝦青素油，甲醇、二氯甲烷為色譜純，NaOH為分析純，水為超純水。

1.2儀器與設備

高效液相色譜儀（1525泵、2487檢測器、717自動進樣器、1500柱溫箱），C18柱（250 mm×46 mm，5 μm），BP221S型電子天平，TDL-5000B冷凍離心機，AWL-1001-U微量無機型超純水器，SHP-250生化培養箱。

1.3方法

1.3.1蝦青素酯皂化

1.3.1.1皂化工藝正交設計以NaOH濃度、皂化溫度和皂化時間為3個實驗因素，每個因素設計3個水平（詳見表1），按L9（34）正交表安排試驗。

3結論

本試驗以游離蝦青素含量為指標，以NaOH-甲醇溶液濃度、皂化溫度、皂化時間為試驗因素，采用正交試驗方法，試驗得出蝦青素油溶液在加入4倍體積的NaOH-甲醇溶液（2.0 g/L）、皂化5 h（15 ℃）條件下，蝦青素酯可達到最佳的皂化效率。游離蝦青素含量從皂化前的25.765 μg/mL提高到88.175 μg/mL（驗證試驗的平均值）。

皂化反應樣液經“水—二氯甲烷”體系提取，可立即終止皂化過程，保證皂化時間的準確性。同時有效去除過量的NaOH，減少樣液對色譜柱使用壽命的影響，保證檢測的穩定性。

本試驗首次對已提取好的較高濃度的蝦青素油進行皂化工藝的確定，為蝦青素油檢測提供了理論依據，能有效推進蝦青素油檢測的標準化建設進程，促進蝦青素產業的健康發展。

參考文獻：

[1] 黃賢剛，張維，孫建霞，等.蝦青素結構功能及提取分析方法研究進展[J].食品工業科技，2009，30（4）：355-359

[2] 裘暉，朱曉立.蝦青素的結構域功能[J].食品工程，2007（1）：16-18

[3] 林曉，儲小軍，周蒂，等.蝦青素的來源、功能及應用[J].環境與職業醫學，2008，25（6）：615-616，620

[4] 陶姝穎，明建.蝦青素的功能特性及其在功能食品中的應用研究進展[J].食品工業，2012，33（8）：110-115

[5] 李兆華，劉鵬.蝦青素的功能及應用進展[J].食品與藥品，2005，7（9A）：11-20

[6] 趙立艷，趙廣華，陳芳，等.利用高效液相色譜法測定雨生紅球藻中蝦青素的含量[J].食品工業科技，2006，27（5）：177-178

[7] 謝虹，張慧碧，何國平，等.高效液相色譜法測定蝦青素的含量[J].糧食與飼料加工，2003（1）：46-47

[8] 余孔捷，錢疆，楊方，等.高效液相色譜法測定動物源性食品中角黃素、蝦青素的研究[J].食品與發酵工業，2006，34（3）：145-148

[9] SN/T 2327—2009，進出口動物源性食品中角黃素、蝦青素的檢測方法[S].北京：中國標準出版社，2009

[10] 吳彩娟.天然蝦青素提取和純化工藝研究[D].浙江：浙江大學材料與化學工程學院，2003

[11] 周雙林，張立飛.雨生紅球藻中蝦青素酯皂化工藝的研究[J].中國藥師，2009，12（8）：1018-1020

[12] 齊安翔，蔡明剛，張英，等.NaOH皂化反相高效液相色譜法測定雨生紅球藻中蝦青素[J].分析科學學報，2005，21（6）：619-622

摘要：以NaOH-甲醇溶液為皂化液，采用正交試驗方法，對蝦青素酯皂化工藝中NaOH濃度、皂化溫度和皂化時間3個因素進行最優水平的篩選。經試驗確定蝦青素酯最佳皂化工藝條件為2.0 g/L的NaOH-甲醇溶液，在15 ℃條件下皂化5 h，蝦青素酯達到最佳的皂化效率，樣品中游離蝦青素含量從皂化前的25.765 μg/mL提高到88.175 μg/mL。

關鍵詞：蝦青素；蝦青素酯；皂化工藝

蝦青素（Astaxanthin），又名蝦黃素，蝦黃質，化學名3，3'-二羥基-4，4'-二酮基-β，β'-胡蘿卜素，化學式為C40H52O4，相對分子質量596.86，其結構式如圖1所示[1]。化學結構由4個異戊二烯單位以共軛雙鍵形式連接，兩端有2個異戊二烯單位組成的六節環結構[2]，具有很強的抗氧化性，能有效清除體內自由基，增強機體免疫力[3]，同時，具有抗癌、抗高血壓、抗衰老、保護視網膜、預防心血管疾病等功能[4]，還能提高魚類生長速度和繁殖力，改善水生動物及禽類的色澤[5]，廣泛應用于食品、藥品、保健品和養殖業等行業。

圖1蝦青素的化學結構

隨著蝦青素研究和開發應用的不斷深入，蝦青素含量的測定也越來越受到人們的關注。趙立艷[6]、謝虹[7]、余孔捷[8]等分別建立雨生紅球藻、紅法夫酵母發酵液和動物性食品中蝦青素的檢測方法，國家質檢總局也于2009年7月發布《進出口動物源性食品中角黃素、蝦青素的檢測方法》[9]，但由于蝦青素在酵母、細菌、植物等中一般以游離蝦青素存在，而在海產品、藻類等主要以蝦青素酯形式存在[10]，檢測過程中只能測定游離蝦青素的含量，但不能反映樣品中蝦青素的真實含量，因此，需要對蝦青素酯進行皂化水解。周雙林等[11]用KOH-甲醇溶液皂化蝦青素酯；齊安翔等[12]用NaOH-甲醇溶液皂化蝦青素酯。但由于前者堿濃度較高（10 g/L），容易使蝦青素分解，造成檢測值偏低，后者皂化時間長（8 h），在實際檢測中效率較低，并且都未將過量的堿去除就直接上機檢測，影響色譜柱使用壽命及檢測穩定性。因此，需要研究一種安全、高效的蝦青素酯皂化工藝條件。

本試驗以提取好的蝦青素油為原料，以蝦青素含量為指標，以NaOH濃度、皂化溫度和皂化時間為3個實驗因素，采用正交試驗方法，選擇最佳的蝦青素酯皂化工藝條件。

1材料與方法

1.1材料與試劑

蝦青素標準品，蝦青素油，甲醇、二氯甲烷為色譜純，NaOH為分析純，水為超純水。

1.2儀器與設備

高效液相色譜儀（1525泵、2487檢測器、717自動進樣器、1500柱溫箱），C18柱（250 mm×46 mm，5 μm），BP221S型電子天平，TDL-5000B冷凍離心機，AWL-1001-U微量無機型超純水器，SHP-250生化培養箱。

1.3方法

1.3.1蝦青素酯皂化

1.3.1.1皂化工藝正交設計以NaOH濃度、皂化溫度和皂化時間為3個實驗因素，每個因素設計3個水平（詳見表1），按L9（34）正交表安排試驗。

3結論

本試驗以游離蝦青素含量為指標，以NaOH-甲醇溶液濃度、皂化溫度、皂化時間為試驗因素，采用正交試驗方法，試驗得出蝦青素油溶液在加入4倍體積的NaOH-甲醇溶液（2.0 g/L）、皂化5 h（15 ℃）條件下，蝦青素酯可達到最佳的皂化效率。游離蝦青素含量從皂化前的25.765 μg/mL提高到88.175 μg/mL（驗證試驗的平均值）。

皂化反應樣液經“水—二氯甲烷”體系提取，可立即終止皂化過程，保證皂化時間的準確性。同時有效去除過量的NaOH，減少樣液對色譜柱使用壽命的影響，保證檢測的穩定性。

本試驗首次對已提取好的較高濃度的蝦青素油進行皂化工藝的確定，為蝦青素油檢測提供了理論依據，能有效推進蝦青素油檢測的標準化建設進程，促進蝦青素產業的健康發展。

參考文獻：

[1] 黃賢剛，張維，孫建霞，等.蝦青素結構功能及提取分析方法研究進展[J].食品工業科技，2009，30（4）：355-359

[2] 裘暉，朱曉立.蝦青素的結構域功能[J].食品工程，2007（1）：16-18

[3] 林曉，儲小軍，周蒂，等.蝦青素的來源、功能及應用[J].環境與職業醫學，2008，25（6）：615-616，620

[4] 陶姝穎，明建.蝦青素的功能特性及其在功能食品中的應用研究進展[J].食品工業，2012，33（8）：110-115

[5] 李兆華，劉鵬.蝦青素的功能及應用進展[J].食品與藥品，2005，7（9A）：11-20

[6] 趙立艷，趙廣華，陳芳，等.利用高效液相色譜法測定雨生紅球藻中蝦青素的含量[J].食品工業科技，2006，27（5）：177-178

[7] 謝虹，張慧碧，何國平，等.高效液相色譜法測定蝦青素的含量[J].糧食與飼料加工，2003（1）：46-47

[8] 余孔捷，錢疆，楊方，等.高效液相色譜法測定動物源性食品中角黃素、蝦青素的研究[J].食品與發酵工業，2006，34（3）：145-148

[9] SN/T 2327—2009，進出口動物源性食品中角黃素、蝦青素的檢測方法[S].北京：中國標準出版社，2009

[10] 吳彩娟.天然蝦青素提取和純化工藝研究[D].浙江：浙江大學材料與化學工程學院，2003

[11] 周雙林，張立飛.雨生紅球藻中蝦青素酯皂化工藝的研究[J].中國藥師，2009，12（8）：1018-1020

[12] 齊安翔，蔡明剛，張英，等.NaOH皂化反相高效液相色譜法測定雨生紅球藻中蝦青素[J].分析科學學報，2005，21（6）：619-622

摘要：以NaOH-甲醇溶液為皂化液，采用正交試驗方法，對蝦青素酯皂化工藝中NaOH濃度、皂化溫度和皂化時間3個因素進行最優水平的篩選。經試驗確定蝦青素酯最佳皂化工藝條件為2.0 g/L的NaOH-甲醇溶液，在15 ℃條件下皂化5 h，蝦青素酯達到最佳的皂化效率，樣品中游離蝦青素含量從皂化前的25.765 μg/mL提高到88.175 μg/mL。

關鍵詞：蝦青素；蝦青素酯；皂化工藝

蝦青素（Astaxanthin），又名蝦黃素，蝦黃質，化學名3，3'-二羥基-4，4'-二酮基-β，β'-胡蘿卜素，化學式為C40H52O4，相對分子質量596.86，其結構式如圖1所示[1]。化學結構由4個異戊二烯單位以共軛雙鍵形式連接，兩端有2個異戊二烯單位組成的六節環結構[2]，具有很強的抗氧化性，能有效清除體內自由基，增強機體免疫力[3]，同時，具有抗癌、抗高血壓、抗衰老、保護視網膜、預防心血管疾病等功能[4]，還能提高魚類生長速度和繁殖力，改善水生動物及禽類的色澤[5]，廣泛應用于食品、藥品、保健品和養殖業等行業。

圖1蝦青素的化學結構

隨著蝦青素研究和開發應用的不斷深入，蝦青素含量的測定也越來越受到人們的關注。趙立艷[6]、謝虹[7]、余孔捷[8]等分別建立雨生紅球藻、紅法夫酵母發酵液和動物性食品中蝦青素的檢測方法，國家質檢總局也于2009年7月發布《進出口動物源性食品中角黃素、蝦青素的檢測方法》[9]，但由于蝦青素在酵母、細菌、植物等中一般以游離蝦青素存在，而在海產品、藻類等主要以蝦青素酯形式存在[10]，檢測過程中只能測定游離蝦青素的含量，但不能反映樣品中蝦青素的真實含量，因此，需要對蝦青素酯進行皂化水解。周雙林等[11]用KOH-甲醇溶液皂化蝦青素酯；齊安翔等[12]用NaOH-甲醇溶液皂化蝦青素酯。但由于前者堿濃度較高（10 g/L），容易使蝦青素分解，造成檢測值偏低，后者皂化時間長（8 h），在實際檢測中效率較低，并且都未將過量的堿去除就直接上機檢測，影響色譜柱使用壽命及檢測穩定性。因此，需要研究一種安全、高效的蝦青素酯皂化工藝條件。

本試驗以提取好的蝦青素油為原料，以蝦青素含量為指標，以NaOH濃度、皂化溫度和皂化時間為3個實驗因素，采用正交試驗方法，選擇最佳的蝦青素酯皂化工藝條件。

1材料與方法

1.1材料與試劑

蝦青素標準品，蝦青素油，甲醇、二氯甲烷為色譜純，NaOH為分析純，水為超純水。

1.2儀器與設備

高效液相色譜儀（1525泵、2487檢測器、717自動進樣器、1500柱溫箱），C18柱（250 mm×46 mm，5 μm），BP221S型電子天平，TDL-5000B冷凍離心機，AWL-1001-U微量無機型超純水器，SHP-250生化培養箱。

1.3方法

1.3.1蝦青素酯皂化

1.3.1.1皂化工藝正交設計以NaOH濃度、皂化溫度和皂化時間為3個實驗因素，每個因素設計3個水平（詳見表1），按L9（34）正交表安排試驗。

3結論

本試驗以游離蝦青素含量為指標，以NaOH-甲醇溶液濃度、皂化溫度、皂化時間為試驗因素，采用正交試驗方法，試驗得出蝦青素油溶液在加入4倍體積的NaOH-甲醇溶液（2.0 g/L）、皂化5 h（15 ℃）條件下，蝦青素酯可達到最佳的皂化效率。游離蝦青素含量從皂化前的25.765 μg/mL提高到88.175 μg/mL（驗證試驗的平均值）。

皂化反應樣液經“水—二氯甲烷”體系提取，可立即終止皂化過程，保證皂化時間的準確性。同時有效去除過量的NaOH，減少樣液對色譜柱使用壽命的影響，保證檢測的穩定性。

本試驗首次對已提取好的較高濃度的蝦青素油進行皂化工藝的確定，為蝦青素油檢測提供了理論依據，能有效推進蝦青素油檢測的標準化建設進程，促進蝦青素產業的健康發展。

參考文獻：

[1] 黃賢剛，張維，孫建霞，等.蝦青素結構功能及提取分析方法研究進展[J].食品工業科技，2009，30（4）：355-359

[2] 裘暉，朱曉立.蝦青素的結構域功能[J].食品工程，2007（1）：16-18

[3] 林曉，儲小軍，周蒂，等.蝦青素的來源、功能及應用[J].環境與職業醫學，2008，25（6）：615-616，620

[4] 陶姝穎，明建.蝦青素的功能特性及其在功能食品中的應用研究進展[J].食品工業，2012，33（8）：110-115

[5] 李兆華，劉鵬.蝦青素的功能及應用進展[J].食品與藥品，2005，7（9A）：11-20

[6] 趙立艷，趙廣華，陳芳，等.利用高效液相色譜法測定雨生紅球藻中蝦青素的含量[J].食品工業科技，2006，27（5）：177-178

[7] 謝虹，張慧碧，何國平，等.高效液相色譜法測定蝦青素的含量[J].糧食與飼料加工，2003（1）：46-47

[8] 余孔捷，錢疆，楊方，等.高效液相色譜法測定動物源性食品中角黃素、蝦青素的研究[J].食品與發酵工業，2006，34（3）：145-148

[9] SN/T 2327—2009，進出口動物源性食品中角黃素、蝦青素的檢測方法[S].北京：中國標準出版社，2009

[10] 吳彩娟.天然蝦青素提取和純化工藝研究[D].浙江：浙江大學材料與化學工程學院，2003

[11] 周雙林，張立飛.雨生紅球藻中蝦青素酯皂化工藝的研究[J].中國藥師，2009，12（8）：1018-1020

[12] 齊安翔，蔡明剛，張英，等.NaOH皂化反相高效液相色譜法測定雨生紅球藻中蝦青素[J].分析科學學報，2005，21（6）：619-622