南美白對蝦不同部位蝦青素的提取及特征分析

齊宇 賈喆 宋茹

摘要 [目的]以南美白對蝦（Litopenaeus vannamei）為研究對象，研究不同部位蝦青素總量、游離型和酯型蝦青素相對含量。[方法]分別采用37 ℃水浴振蕩和超聲法提取南美白對蝦的蝦膏、蝦殼和蝦肉中的蝦青素，確定特征吸收波長，分析不同部位和提取方法對蝦青素提取效果影響，高效液相色譜法分析游離型和酯型蝦青素相對含量。[結果]不同部位南美白對蝦的蝦青素在477 nm均有特征吸收，蝦膏中蝦青素含量最高，水浴振蕩法提取的蝦青素總量為（244.92 ± 36.62）μg/g，高于超聲提取法的（155.49 ± 7.47 μg/g）。蝦膏中酯型蝦青素相對含量高于游離型蝦青素的相對含量，蝦殼中游離型和酯型相對含量接近，而蝦肉中則是游離型蝦青素相對含量高于酯型蝦青素。[結論]南美白對蝦不同部位的蝦青素組成不同。

關鍵詞 南美白對蝦;蝦青素;不同部位;提取;游離型;酯型

中圖分類號 S986 ?文獻標識碼 A ?文章編號 0517-6611（2020）18-0188-03

Abstract [Objective]Litopenaeus vannamei was used as materials， the total astaxanthin （Asta） contents of different parts of L. vannamei， as well as the relative contents of free asta and asta esters were investigated. [Method] The methods of 37 ℃ water bath shaking and 37 ℃ ultrasonic extractions were performed to extract total asta from shrimp paste， shell and meat. The specific absorbance of asta extracts was assayed. Further， the effects of different extraction parts and methods on the asta content were investigated. [Results] All extracts of L. vannamei showed specific absorbance at 477 nm. The highest asta content was detected in the shrimp paste. The total asta content extracted by water bath shaking was （244.92±36.62） μg/g， higher than that of （155.49±7.47） μg/g by ultrasonic extract. Moreover， the shrimp paste had higher relative content of asta esters than free asta. The shrimp shell showed similar relative contents in free asta and asta esters. By comparison， the shrimp meat demonstrated higher relative content of free asta than asta esters. [Conclusion] L. vannamei has different asta composition in different parts.

Key words Litopenaeus vannamei;Asta;Different parts;Extraction;Free asta;Astaxanthin ester

南美白對蝦（Litopenaeus vannamei）學名凡納濱對蝦，屬于節肢動物門甲殼綱（Crustacea）、十足目（Decapoda）、游泳亞目（Natantia）、對蝦科（Penaeidae）、對蝦屬（Paneaus）、Litopenaeus亞屬[1-2]。南美白對蝦生長速度快、繁殖周期長，與中國對蝦和斑節對蝦被稱作世界產量較高的三大類養殖蝦，也是產量較大的一種養殖蝦。南美白對蝦的營養價值很高，其中干基蛋白質的含量高達90%，脂肪含量僅為1%，并且富含多種礦物質元素[2-3]。蝦青素（astaxanthin），分子式C40H52O4，化學名稱3，3-二羥基-4，4-二酮基-β，β-胡蘿卜素，存在于許多水生動物體內[4]。蝦青素除了具有超強的抗氧化性外，還具有抗癌變和增強免疫等活性[5]。天然蝦青素可以從雨生紅球藻和法夫酵母中獲取，而蝦加工副產物中的蝦殼和蝦頭同樣含有蝦青素[6]。但是，關于蝦殼、蝦頭和蝦肉中蝦青素的分布情況研究還鮮見報道。因此，該研究以南美白對蝦為研究對象，比較水浴振蕩和超聲提取對南美白對蝦的蝦膏、蝦殼和蝦肉中蝦青素提取效果影響，分析蝦青素提取物中游離型和酯型蝦青素的相對含量，旨在為南美白對蝦的蝦青素綜合提取及后續活性研究奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 主要材料

南美白對蝦，購于舟山市定海區華潤萬家超市;無水乙醇，分析純，購于國藥集團;二氯甲烷、甲醇、乙腈均為色譜純，購于上海阿拉丁生化科技股份有限公司;蝦青素標準品，購于上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 蝦青素的提取。凍藏的南美白對蝦經流動水解凍，手工剝離蝦殼和蝦膏，蝦殼和蝦膏在蒸鍋中蒸3 min至變紅，蝦肉在蒸鍋中蒸5 min至肉變紅。將蝦殼和蝦肉分別打碎，取2 g按照1∶5（m∶V）比例加入10 mL無水乙醇，分別采用水浴振蕩（37 ℃，1 h）和超聲提取（37 ℃，1 h）2種方式提取蝦殼和蝦肉中蝦青素，蝦膏單獨用水浴振蕩（37 ℃，1 h）提取。混合物經6 000 r/min離心10 min，取上清液用無水乙醇定容至15 mL，備用。提取1次后的蝦殼、蝦膏和蝦肉殘渣在相同條件下繼續提取2次，上清液定容至15 mL，備用。

1.2.2 總蝦青素含量的測定。水浴振蕩和超聲提取1次的蝦膏、蝦殼和蝦肉蝦青素分別在200～800 nm進行紫外可見波譜掃描，確定特征吸收波長。將10 mg蝦青素標準品用無水乙醇定容至100 mL棕色容量瓶中，制備100 μg/mL蝦青素標準儲備液。將蝦青素標準儲備液用無水乙醇稀釋成1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、16.0、32.0 μg/mL蝦青素使用液，以無水乙醇調零，測定特征波長下吸光度，繪制蝦青素標準曲線。

1.2.3 游離型和酯型蝦青素的測定。采用高效液相色譜法[7]分析蝦殼和蝦肉中游離型和酯型蝦青素含量。具體方法如下：Agilent1260高效液相色譜儀，ZORBAX SB-C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）色譜柱，柱溫25 ℃，進樣量10 μL，流速1 mL/min，0～10 min用100%流動相A（二氯甲烷∶甲醇∶乙腈∶水=5∶85∶5.5∶4.5）洗脫，11～35 min用100%流動相B（二氯甲烷∶甲醇∶乙腈∶水=22∶28∶45.5∶4.5）洗脫。蝦青素標準品（32 μg/mL）在相同條件下洗脫。

1.3 數據統計分析

測定結果采用平均值±標準差（n=3）形式來表示，用SPSS 19.0軟件進行組間顯著性差異比較（P<0.05）。采用Origin 2019軟件繪制圖形。

2 結果與分析

2.1 提取方法和提取次數對南美白對蝦蝦青素提取效果的影響

2.1.1 紫外可見光譜掃描結果。

分別用37 ℃水浴振蕩和37 ℃ 超聲提取南美白對蝦的蝦膏、蝦殼和蝦肉中蝦青素，提取液的紫外可見掃描圖譜如圖1所示。由圖1可知，南美白對蝦不同部位的蝦青素提取物均在477 nm處出現特征吸收峰，與楊霞等[8]報道結果一致。此外，不同部位南美白對蝦的蝦青素提取液在220和280 nm出現與蛋白質、肽類或氨基酸相關吸收峰，推測與提取體系中含有一定量水（蝦本身含水量高），結果水溶性或者疏水性蛋白質、肽類或氨基酸被同時提取出來有關。

2.1.2 提取方法對蝦殼、蝦膏和蝦肉中總蝦青素含量的影響。

從圖2可以看出，蝦青素標準曲線為y=0.097x+0.010 8（R2=0.992 6），表明蝦青素在0～10 μg/mL線性關系良好，可用于提取液中蝦青素總量的測定。

比較水浴振蕩和超聲萃取的南美白對蝦的蝦膏、蝦殼和蝦肉中蝦青素含量（圖3）發現，水浴振蕩法提取的蝦膏中蝦青素含量最高（595.85±53.21 μg/g），其次為蝦殼（168.64±33.54 μg/g），蝦肉中蝦青素含量最少（49.82±19.96 μg/g）。超聲波具有較好的破壁作用，但是南美白對蝦的蝦殼和蝦肉經超聲提取后蝦青素的含量分別為（157.11±17.09）和（31.93±6.27）μg/g，與水浴振蕩法提取的蝦青素含量無顯著性差異（P>0.05）。

2.1.3 提取次數對蝦膏、蝦殼和蝦肉中總蝦青素含量的影響。

進一步研究了水浴振蕩和超聲提取次數對蝦膏、蝦殼和蝦肉中蝦青素提取效果的影響，結果見圖4。

從圖4可以看出，蝦膏經水浴振蕩提取3次時，蝦青素含量為（52.01±16.41）μg/g，顯著低于提取1次和2次的蝦青素含量（P<0.05）。水浴振蕩下，蝦殼中蝦青素提取1次后含量達到（101.59±3.52）μg/g，顯著高于提取2次的蝦青素含量（44.12±15.49 μg/g）（P<0.05），蝦肉中蝦青素則是在提取1次后已經基本提取完全。在超聲破壁作用下，蝦殼經2次提取后蝦青素含量無顯著性差異（P>0.05），蝦肉中蝦青素同樣是提取1次后基本提取完全。但是，值得注意的是超聲法提取出來的蝦殼總蝦青素含量（159.79 μg/g）低于水浴振蕩法提取的蝦殼總蝦青素含量（179.10 μg/g）。蝦青素分子具有多不飽和結構，易受到光、熱、氧等因素影響而發生降解[5，9]。研究發現超聲處理能夠使全反式蝦青素降解為無色未知物質，而且這種降解作用隨著超聲功率的增大和作用時間的延長而加強[9]。圖4中蝦殼和蝦肉經過超聲提取后，總蝦青素含量降低應與超聲處理導致部分蝦青素降解有關。

2.2 南美白對蝦不同部位游離型和酯型蝦青素含量比較

高效液相法分析水浴振蕩法提取的南美白對蝦的蝦膏、蝦殼和蝦肉游離型和酯型蝦青素分布，結果見圖5。從圖5可以看出，蝦青素標準品（游離型）在8 min附近有特征吸收峰，根據洗脫時間定性可知南美白對蝦的蝦膏、蝦殼和蝦肉中均含有游離型蝦青素。蝦青素六元環上的羥基能夠與脂肪酸結合形成蝦青素脂肪酸酯[8，10]。蝦青素酯類在477 nm附近也有特征吸收，但是因為疏水性高于游離型，所以洗脫時間長、出峰時間晚。結合文獻報道[7]，推測圖5中28～40 min 色譜峰應為酯型蝦青素。通過積分峰面積得出，蝦膏中游離型和酯型蝦青素的相對含量分別為38%和62%，蝦殼中游離型和酯型蝦青素相對含量接近，而蝦肉中游離型蝦青素相對含量達到60%。由此可見，南美白對蝦的蝦膏、蝦殼和蝦肉中蝦青素存在形式具有差異性，游離型和酯型蝦青素在南美白對蝦的蝦膏、蝦殼和蝦肉中比例分別為2∶3、1∶1和3∶2。

3 結論

南美白對蝦的蝦青素在477 nm有典型吸收峰，水浴振蕩法提取的蝦青素總量高于超聲提取法。蝦膏、蝦殼和蝦肉中均含有游離型和酯型蝦青素，但是蝦膏中蝦青素以酯型為主，蝦殼中游離型和酯型蝦青素含量接近，蝦肉中蝦青素則以游離型為主。所以，南美白對蝦不同部位的蝦青素組成不同。

參考文獻

[1] 韋振娜.凡納濱對蝦（Penaeus vannamei）對植物蛋白源的利用研究[D].湛江：廣東海洋大學，2010.

[2] 蔡生力.對蝦養殖最新研究和進展——第三屆世界華人蝦類養殖研討會綜述[J].漁業現代化，2002（2）：3-6.

[3] 陳琴，陳曉漢，謝達祥，等.不同鹽度養殖的南美白對蝦含肉率及其肌肉營養成分[J].海洋科學，2001，25（8）：16-18.

[4] 趙立艷.雨生紅球藻中蝦青素的分離提取及其性質的研究[D].北京：中國農業大學，2006.

[5] HIGUERACIAPARA I，FLIXVALENZUELA L，GOYCOOLEA F M.Astaxanthin：A review of its chemistry and applications[J].Critical reviews in food science and nutrition，2006，46（2）：185-196.

[6] 張婧，商建偉，賀瑤，等.南美白對蝦蝦頭中蝦青素的提取工藝及穩定性[J].中國漁業質量與標準，2014，4（1）：43-52.

[7] YUAN J P，CHEN F.Purification of transastaxanthin from a highyielding astaxanthin esterproducing strain of the microalga Haematococcus pluvialis[J].Food chemistry，2000，68（4）：443-448.

[8] 楊霞，張志勝，鄭乾魏，等.超臨界CO2萃取南美白對蝦蝦青素的工藝優化[J].農業工程學報，2013，29（S1）：294-300.

[9] 張麗瑤，張華敏，王志祥，等.超聲處理對蝦青素穩定性和抗氧化性的影響[J].食品與藥品，2018，20（4）：264-267.

[10] 楊澍.南美白對蝦中蝦青素類化合物在貯藏及加工過程中變化規律的研究[D].青島：中國海洋大學，2015.