CN104496873B - 一种从鲜虾壳中提取虾青素的方法 - Google Patents
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Abstract
一种从鲜虾壳中提取虾青素的方法,新鲜虾壳用沸水煮后,捞出沥水,放入冰箱中冷冻,取出后用植物粉碎机粉碎,在超声波辅助条件下用有机溶剂中萃取得到萃取液,并减压浓缩,浓缩液置于冰箱中保存;收集萃取后虾壳残渣,置于冰箱中冷冻,然后取出置于室温下融化,并重复冻融过程;将经重复冻融的虾壳残渣与有机溶剂混合,搅拌萃取,减压抽滤得到提取液Ⅰ和虾壳滤渣;将虾壳滤渣重复提取,得到提取液Ⅱ;收集提取液Ⅰ和提取液Ⅱ进行用旋转蒸发仪减压浓缩,所得浓缩液与萃取液的浓缩液合并,进行冷冻干燥,得到虾青素粗提物。优点是:操作简单,成本低廉,提取过程常温下就能进行,保证并提高虾青素的提取率,便于推广和应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种虾青素的提取方法,特别涉及一种从鲜虾壳中提取虾青素的方法。
背景技术
虾青素(Astaxanthin)是一种含酮基类胡萝卜素,化学名称为3,3'-二羟基-4,4'-β,β'-胡萝卜素,广泛的存在于水生动物如虾、蟹及鲑鱼中。虾壳色素主要由游离虾青素和虾青素酯组成,约占虾壳中总类胡萝卜素的63.5%~92.2%。
由于虾壳中的虾青素主要以虾青素-蛋白质复合物形式存在,而与虾青素结合的虾青蛋白具有水溶性,直接采用溶剂提取的效率较低,所以,通常采用一些物理或化学方法破坏虾青素-蛋白质复合结构后,再采用溶剂萃取的方法提取虾壳中虾青素。碱提法是常用的一种虾壳色素提取方法,但是,游离虾青素在碱性环境中稳定性低,经过碱性环境的高温处理,虾青素易被氧化成虾红素或其它降解产物。利用蛋白酶酶解是另一种破坏虾壳中虾青素-蛋白质复合物的方法,但酶处理方法对条件要求高,酶的成本高,而且,酶解并不彻底,虾青素提取效率低。
CN1276929C公开了一种虾壳提取虾壳素的方法,该方法先用蛋白酶进行酶解,然后辅助以碱处理法,以达到游离出虾青素,提高虾青素提取率。CN1184236C公开一种用鲜虾壳生产甲壳素、虾青素和蛋白质的方法,该方法先采用蛋白酶水解粉碎后的虾壳,然后采用酸、碱溶液依次处理的方法,最终获得较高含量的虾青素-蛋白质复合物。这两种方法都用到了蛋白质酶解技术和碱处理技术,会产生废酸废碱液,成本较高,提取过程需要加温,容易影响虾青素的提取率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种操作简单,成本低廉,提取过程常温下就能进行,保证并提高虾青素的提取率的从鲜虾壳中提取虾青素的方法。
本发明的技术解决方案是:
一种从鲜虾壳中提取虾青素的方法,包括以下步骤:
(1)新鲜虾壳在沸水中煮1min~8min后,捞出沥水;
(2)将经沥水的虾壳放入冰箱中在-18℃下冷冻5min~15min,取出后用植物粉碎机粉碎,得到虾壳粉;
(3)将虾壳粉在功率为300W~500W超声波辅助条件下在加有2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)的有机溶剂中萃取5min~25min得到萃取液,所述虾壳与有机溶剂的质量体积比为1:10g/mL~1:30g/mL,所述2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚与有机溶剂的质量体积比为1:1000g/mL,所述有机溶剂为甲醇和二氯甲烷按照体积比2:1配制的混合溶液、乙酸乙酯、二氯甲烷中的一种;将萃取液用旋转蒸发仪减压浓缩,浓缩液置于冰箱中在-18℃下保存,收集萃取后虾壳残渣;
(4)将所述虾壳残渣置于-18℃冰箱中冷冻0.5h~3.5h,然后取出置于室温下2min~14min融化;
(5)重复步骤(4)的冻融过程1次~5次;
(6)将经重复冻融的虾壳残渣在室温下与加有2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)的有机溶剂混合,虾壳与有机溶剂的质量体积比为1:10g/mL~1:30g/mL,所述2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚与有机溶剂的质量比为1:1000,所述有机溶剂为甲醇和二氯甲烷按照体积比2:1配制的混合溶液、乙酸乙酯、二氯甲烷中的一种,搅拌萃取15min~45min,减压抽滤得到提取液Ⅰ和虾壳滤渣;
(7)将虾壳滤渣按照步骤(6)重复提取1次,得到提取液Ⅱ;收集提取液Ⅰ和提取液Ⅱ进行用旋转蒸发仪减压浓缩,所得浓缩液与步骤(3)萃取液的浓缩液合并,进行冷冻干燥24h,得到虾青素粗提物。
步骤(1)煮制虾壳时,虾壳的煮制时间为5min。
步骤(2)将经沥水的虾壳放入冰箱冷冻,冷冻温度为-18℃,冷冻时间为10min。
步骤(3)和步骤(5)中所述有机溶剂为甲醇和二氯甲烷按照体积比2:1配制的混合溶液。
所述超声波功率为400W,时间为15min,所述虾壳与有机溶剂的质量体积比为1:20g/mL。
用旋转蒸发仪减压浓缩时,旋转蒸发仪的水浴温度为45℃。
本发明的有益效果:
将新鲜虾壳先通过沸水煮制后冷却的方法促进蛋白质变性,部分虾青素游离,然后采用超声波辅助溶剂萃取提取出游离的虾青素(酯),再采用反复冻融的方法进一步破坏蛋白质的膜结构,使得变性蛋白质溶出,接着采用有机溶剂搅拌萃取的方法萃取残留的虾青素,最后采用冷冻干燥方法获取虾青素提取物。操作简单,成本低廉,提取过程常温下就能进行,虾青素-蛋白质复合结构得到较完全的破坏,整个处理过程不需要使用会引起游离虾青素及其酯损失的高温或碱性处理操作,保证并提高了虾青素的提取率,中国对虾虾壳虾青素得率可以达到31.4μg/g以上。整个提取过程除有机溶剂萃取外,所采用的其余处理方法均为物理方法,绿色环保,操作方法简单,便于推广和应用。
附图说明
图1是本发明的虾青素粗提物的色谱图。
具体实施方式
实施例1
(1)取25g新鲜中国对虾虾壳在沸水中煮1min后,捞出沥水;
(2)沥水后虾壳放入-18℃冰箱冻5min,取出后立即用植物粉碎机粉碎,得到虾壳粉;
(3)用250mL乙酸乙酯和0.25g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)配制乙酸乙酯-BHT萃取液置于具塞锥形瓶中,并加入步骤(2)经粉碎的虾壳粉,在功率为300W的超声波辅助条件下提取5min得到萃取液,将萃取液用旋转蒸发仪(旋转蒸发仪的水浴温度为45℃)减压浓缩后放于-18℃冰箱暂存,收集超声波提取后的虾壳残渣;
(4)将步骤(3)收集的虾壳残渣置于-18℃冰箱中冷冻0.5h,然后取出置于室温下2min融化;
(5)重复步骤(4)的冻融过程1次;
(6)用250mL乙酸乙酯和0.25g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)配制乙酸乙酯-BHT萃取液置于具塞锥形瓶中,并加入步骤(5)经重复冻融的虾壳残渣,于室温下磁力搅拌提取25min,所得提取液减压抽滤得到提取液Ⅰ和虾壳滤渣;
(7)将虾壳滤渣按照步骤(6)重复提取1次,得到提取液Ⅱ;收集提取液Ⅰ和提取液Ⅱ进行用旋转蒸发仪减压浓缩,所得浓缩液与步骤(3)萃取液的浓缩液合并,进行冷冻干燥24h,得到虾青素粗提物,中国对虾虾壳虾青素得率为31.4μg/g。
实施例2
(1)取25g新鲜中国对虾虾壳在沸水中煮5min后,捞出沥水;
(2)沥水后虾壳放入-18℃冰箱冻10min,取出后立即用植物粉碎机粉碎,得到虾壳粉;
(3)用333mL甲醇、167mL二氯甲烷和0.5g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)配制二氯甲烷-BHT萃取液置于具塞锥形瓶中,并加入步骤(2)经粉碎的虾壳粉,在功率为400W的超声波辅助条件下提取15min得到萃取液,将萃取液用旋转蒸发仪(旋转蒸发仪的水浴温度为45℃)减压浓缩后放于-18℃冰箱暂存,收集超声波提取后的虾壳残渣;
(4)将步骤(3)收集的虾壳残渣置于-18℃冰箱中冷冻3.5h,然后取出置于室温下8min融化;
(5)重复步骤(4)的冻融过程3次;
(6)用333mL甲醇、167mL二氯甲烷和0.5g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)配制二氯甲烷-BHT萃取液置于具塞锥形瓶中,并加入步骤(5)经重复冻融的虾壳残渣,于室温下磁力搅拌提取15min,所得提取液减压抽滤得到提取液Ⅰ和虾壳滤渣;
(7)将虾壳滤渣按照步骤(6)重复提取1次,得到提取液Ⅱ;收集提取液Ⅰ和提取液Ⅱ进行用旋转蒸发仪减压浓缩,所得浓缩液与步骤(3)萃取液的浓缩液合并,进行冷冻干燥24h,得到虾青素粗提物,中国对虾虾壳虾青素得率为43.5μg/g。
实施例3
(1)取25g新鲜中国对虾虾壳在沸水中煮8min后,捞出沥水;
(2)沥水后虾壳放入-18℃冰箱冻15min,取出后立即用植物粉碎机粉碎,得到虾壳粉;
(3)用750mL二氯甲烷和0.75g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)配制二氯甲烷-BHT萃取液置于具塞锥形瓶中,并加入步骤(2)经粉碎的虾壳粉,在功率为500W的辅助条件下提取25min得到萃取液,将萃取液用旋转蒸发仪(旋转蒸发仪的水浴温度为45℃)减压浓缩后放于-18℃冰箱暂存,收集超声波提取后的虾壳残渣;
(4)置于-18℃冰箱中冷冻2h,然后取出置于室温下14min融化;
(5)重复步骤(4)的冻融过程5次;
(6)用750mL二氯甲烷和0.75g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)配制二氯甲烷-BHT萃取液置于具塞锥形瓶中,并加入步骤(5)经重复冻融的虾壳残渣,于室温下磁力搅拌提取45min,所得提取液减压抽滤得到提取液Ⅰ和虾壳滤渣;
(7)将虾壳滤渣按照步骤(6)重复提取1次,得到提取液Ⅱ;收集提取液Ⅰ和提取液Ⅱ进行用旋转蒸发仪减压浓缩,所得浓缩液与步骤(3)萃取液的浓缩液合并,进行冷冻干燥24h,得到虾青素粗提物,中国对虾虾壳虾青素得率为37.1μg/g,虾青素粗提物的色谱图如图1所示。将图1通过与标准品比对和HPLC-DAD电子光谱分析,确认峰1为反式虾青素,而峰2~峰4为虾青素的顺式异构体,在保留时间15.0min后基本没有色谱峰,说明中国对虾虾壳中色素主要为游离虾青素组成。
对照组1
超声波辅助提取:取25g新鲜中国对虾虾壳用植物粉碎机粉碎,得到虾壳粉,用333mL甲醇、167mL二氯甲烷和0.5g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)配制二氯甲烷-BHT萃取液,经粉碎的虾壳粉在功率为400W的辅助条件下在500mL甲醇、二氯甲烷-BHT萃取液中提取15min得到萃取液,将萃取液用旋转蒸发仪(旋转蒸发仪的水浴温度为45℃)减压浓缩后,进行冷冻干燥24h,得到虾青素粗提物,中国对虾虾壳虾青素得率为8.2μg/g。
对照组2
蒸煮5min并冷冻后超声波辅助提取:取25g新鲜中国对虾虾壳在沸水中煮5min后,捞出沥水,沥水后虾壳放入-18℃冰箱冻10min,取出后立即用植物粉碎机粉碎,得到虾壳粉,用333mL甲醇、167mL二氯甲烷和0.5g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)配制二氯甲烷-BHT萃取液,经粉碎的虾壳粉在功率为400W的辅助条件下在500mL甲醇、二氯甲烷-BHT萃取液中提取15min得到萃取液,将萃取液用旋转蒸发仪(旋转蒸发仪的水浴温度为45℃)减压浓缩后,进行冷冻干燥24h,得到虾青素粗提物,中国对虾虾壳虾青素得率为24.2μg/g。
对照组3
超高压提取:取25g新鲜中国对虾虾壳用植物粉碎机粉碎,得到虾壳粉,用333mL甲醇、167mL二氯甲烷和0.5g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)配制二氯甲烷-BHT萃取液,经粉碎的虾壳粉在超高压压力为600W的辅助条件下在500mL甲醇、二氯甲烷-BHT萃取液中保压8min得到萃取液,将萃取液用旋转蒸发仪(旋转蒸发仪的水浴温度为45℃)减压浓缩后,进行冷冻干燥24h,得到虾青素粗提物,中国对虾虾壳虾青素得率为24.0μg/g。
实施例1~实施例3、对照例1~对照例3中虾青素含量检测方法:采用液相色谱法进行,检测条件:C30色谱柱,流动相甲醇/乙腈(80:20,v/v),柱温30℃,流速0.8mL/min,波长476nm,进样20μL。
Claims (6)
1.一种从鲜虾壳中提取虾青素的方法,其特征是:包括以下步骤:
(1)新鲜虾壳在沸水中煮1min~8min后,捞出沥水;
(2)将经沥水的虾壳放入冰箱中在-18℃下冷冻5min~15min,取出后用植物粉碎机粉碎,得到虾壳粉;
(3)将虾壳粉在功率为300W~500W超声波辅助条件下在加有2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的有机溶剂中萃取5min~25min得到萃取液,所述虾壳与有机溶剂的质量体积比为1:10g/mL~1:30g/mL,所述2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚与有机溶剂的质量体积比为1:1000g/mL,所述有机溶剂为甲醇和二氯甲烷按照体积比2:1配制的混合溶液、乙酸乙酯、二氯甲烷中的一种;将萃取液用旋转蒸发仪减压浓缩,萃取液的浓缩液置于冰箱中在-18℃下保存,收集萃取后虾壳残渣;
(4)将所述虾壳残渣置于-18℃冰箱中冷冻0.5h~3.5h,然后取出置于室温下2min~14min融化;
(5)重复步骤(4)的冻融过程1次~5次;
(6)将经重复冻融的虾壳残渣在室温下与加有2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的有机溶剂混合,步骤(1)的虾壳与步骤(6)的有机溶剂的质量体积比为1:10g/mL~1:30g/mL,所述2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚与步骤(6)的有机溶剂的质量比为1:1000,所述有机溶剂为甲醇和二氯甲烷按照体积比2:1配制的混合溶液、乙酸乙酯、二氯甲烷中的一种,搅拌萃取15min~45min,减压抽滤得到提取液Ⅰ和虾壳滤渣;
(7)将虾壳滤渣按照步骤(6)重复提取1次,得到提取液Ⅱ;收集提取液Ⅰ和提取液Ⅱ进行用旋转蒸发仪减压浓缩,所得浓缩液与步骤(3)萃取液的浓缩液合并,进行冷冻干燥24h,得到虾青素粗提物。
2.根据权利要求1所述的从鲜虾壳中提取虾青素的方法,其特征是:步骤(1)煮制虾壳时,虾壳的煮制时间为5min。
3.根据权利要求1所述的从鲜虾壳中提取虾青素的方法,其特征是:步骤(2)将经沥水的虾壳放入冰箱冷冻,冷冻温度为-18℃,冷冻时间为10min。
4.根据权利要求1所述的从鲜虾壳中提取虾青素的方法,其特征是:步骤(3)和步骤(5)中所述有机溶剂为甲醇和二氯甲烷按照体积比2:1配制的混合溶液。
5.根据权利要求1所述的从鲜虾壳中提取虾青素的方法,其特征是:所述超声波功率为400W,时间为15min,所述虾壳与有机溶剂的质量体积比为1:20g/mL。
6.根据权利要求1所述的从鲜虾壳中提取虾青素的方法,其特征是:用旋转蒸发仪减压浓缩时,旋转蒸发仪的水浴温度为45℃。
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