不同預處理方法對海參卵類胡蘿卜素提取效果的影響

李　代，楊利偉，張春枝(.遼寧省大連海洋漁業集團公司，遼寧大連　63; .大連工業大學生物工程學院，遼寧大連　6034 )

不同預處理方法對海參卵類胡蘿卜素提取效果的影響

李代1，楊利偉2，張春枝2
(1.遼寧省大連海洋漁業集團公司，遼寧大連116113; 2.大連工業大學生物工程學院，遼寧大連116034 )

摘要:分別采用超聲波、堿皂化和脂肪酶對海參卵進行預處理，研究了預處理工藝對類胡蘿卜素提取率的影響。結果表明，采用脂肪酶對海參卵進行預處理后再行提取，有效成分的提取率大幅度增加，類胡蘿卜素提取率提高了49.4%。預處理工藝條件為:脂肪酶用量100 U/g，35℃條件下反應35 min。提取率為81.7%。

關鍵詞:海參卵;類胡蘿卜素;預處理

0　引言

海參卵是海參加工過程中產生的副產物，隨著我國海參產業的迅速發展，有關海參卵的研究開發也引起廣泛關注［1-3］。類胡蘿卜素是存在于海參卵細胞中的脂溶性色素，一般應采用有機溶劑萃取法提取，同時可采用超聲法、酶法、微波法等輔助提?。?］。本論文以海參卵為原料，以類胡蘿卜素為代表，研究預處理工藝對活性成分提取效果的影響。由于海參卵中含有大量的脂肪，且脂肪溶于有機溶劑，勢必對類胡蘿卜素有效提取乃至后續的分離造成不良影響。因此，本研究采用超聲法促進細胞破碎，皂化法和脂肪酶解法去除脂肪，以期提高海參卵活性成分的提取效果。

1　試驗

1.1材料

凍鮮海參卵，大連棒棰島海產企業集團有限公司;脂肪酶，肇東市北方酶制劑有限公司;其他試劑均為分析純。

1.2試驗方法

1.2.1海參卵活性物質的提取

采用有機溶劑萃取法［5］提取。稱取海參卵10 g，加入乙酸乙酯100 mL，40℃提取3 h。

1.2.2超聲預處理

分別稱取海參卵10 g，加入乙酸乙酯100 mL，在不同超聲功率下處理不同時間，然后按“1.2.1”方法提取。

1.2.3皂化法預處理

分別稱取海參卵10 g，加入不同量堿液，在不同溫度下皂化處理。皂化處理后，離心取沉淀，加入100 mL乙酸乙酯，按“1.2.1”方法提取。

1.2.4酶法預處理

分別稱取海參卵10 g，加入不同量酶液，在不同溫度下酶解。酶反應結束后，離心取沉淀，加入乙酸乙酯100 mL，按“1.2.1”方法提取。

1.2.5類胡蘿卜素的分析方法

采用分光光度法［6］，提取液在類胡蘿卜素最大吸收波長450 nm波長下測定吸光值。

w=OD450DV/Em

式中: w為類胡蘿卜素質量分數，μg/g; OD450為吸光值; D為稀釋倍數; V為提取溶劑體積，mL; E為百分消光系數，此處取值0.25; m為原料質量，g。

1.2.6類胡蘿卜素提取率計算公式

2　結果與分析

2.1超聲預處理對提取效果影響

超聲波可以促進細胞破碎，提高胞內有效成分的溶出率。超聲功率對類胡蘿卜提取效果的影響見圖1，超聲時間對類胡蘿卜提取效果的影響見圖2。圖1顯示，超聲功率大于70 W時，類胡蘿卜素的提取率下降。圖2顯示，超聲時間超過40 min時類胡蘿卜素的提取率下降。

類胡蘿卜素為長碳鏈結構，一般由40個碳原子構成。有鏈狀結構和環狀結構，中間為多不飽和烴雙鍵結構，主鏈的兩側和頂端帶有不同的官能團。海參卵中的類胡蘿卜素主要為β-胡蘿卜素和蝦青素，它們結構不穩定，易受環境因素影響。超聲功率過大或處理時間過長，都會導致其結構破壞。因此，選擇超聲功率70 W處理40 min比較合理。

圖1　超聲功率對類胡蘿卜素提取效果影響Fig.1　Effect of ultrasonic power on extraction of carotenoids

圖2　超聲時間對類胡蘿卜素提取效果影響Fig.2　Effect of ultrasonic time on extraction of carotenoids

2.2皂化處理對提取效果影響

皂化法可以去除脂肪，實現類胡蘿卜素的高效提?。?］。

2.2.1皂化用堿對提取效果影響

選取皂化常用的堿液，0.2 mol/L NaOH和0.2 mol/L Na2CO3，按一定終濃度加入堿液，皂化反應溫度40℃，皂化時間1 h。對比兩種堿液在不同堿濃度的預處理效果，結果見圖3。圖中顯示，皂化用NaOH的效果要優于Na2CO3，并且按照加堿量為2.4 μg/g皂化時，提取效果最好。

圖3　不同堿及用量對類胡蘿卜素提取效果影響Fig.3　Effect of different alkali on extraction of carotenoids

2.2.2皂化時間對提取效果影響

以0.2 mol/L NaOH為皂化用堿，皂化溫度40℃，考察皂化時間對預處理結果的影響。結果見表1。表中顯示，皂化時間短，皂化不充分，釋放的游離類胡蘿卜素較少，導致分析測定結果偏低。皂化時間過長，可能導致對類胡蘿卜素結構有所破壞。選擇皂化時間為50 min時較為適宜。

表1　皂化時間對類胡蘿卜素提取結果的影響Tab.1　Effect of saponify time on extraction of carotenoids

2.2.3皂化溫度對提取效果影響

以0.2 mol/L NaOH為皂化用堿，皂化時間為50 min，選擇不同的溫度進行皂化試驗，考察皂化溫度對預處理效果的影響。結果見表2。表2顯示，皂化溫度為40℃時效果較好。

表2　皂化溫度對類胡蘿卜素提取效果影響Tab.2 Effect of saponify temperature on extraction of carotenoids

2.3酶處理對提取效果影響

酶法脫脂可以減少或消除表面活性劑的使用，脫脂均勻、徹底，無污染，更環保［9］。

2.3.1酶反應時間對提取效果影響

采用脂肪酶處理海參卵，加酶量為100 U/g。選擇20、25、30、35、40 min為反應時間，反應溫度35℃，結果見表3。表中顯示，反應時間短，酶反應不徹底，反應時間過長，類胡蘿卜素測定值降低，故選擇35 min為酶法提取的酶反應時間。

表3　酶反應時間對類胡蘿卜素提取效果影響Tab.3　Effect of enzymatic reaction time on extraction of carotenoids

2.3.2酶用量對提取效果影響

選擇加酶量為25、50、75、100、125、150 U/g，在35℃反應35 min，提取結果見圖4。圖中顯示，隨著加酶量的提高，類胡蘿卜素測定值隨之增大，當加酶量為100 U/g時，類胡蘿卜素測定值達到最大，繼續增大加酶量，提取效果沒有明顯增加。因此，選擇加酶量100 U/g。

圖4　加酶量對類胡蘿卜素提取效果的影響Fig.4　Effect of amounts of enzyme on extraction of carotenoids

經測定，海參卵中類胡蘿卜素總含量為113.9 μg/g，3種預處理方法對類胡蘿卜素提取效果影響的比較結果見表4。采用脂肪酶處理海參卵效果最好，提取率比直接提取法提高了49.4%。

表4　不同方法提取類胡蘿卜素的結果對比Tab.4 Comparison of different extraction methods

3　結論

采用脂肪酶對海參卵進行預處理后再行提取，會提高類胡蘿卜素的提取率。脂肪酶預處理工藝條件為:脂肪酶用量100 U/g，35℃條件下反應35 min，提取率為81.7%，提高了49.4%。

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Effect of pretreatment methods on extraction of carotenoids from sea cucumber ovum

LI Dai1，YANG Liwei2，ZHANG Chunzhi2
(1.Liaoning Province Dalian Ocean Fishery Group of Corporations，Dalian 116113，China; 2.School of Biological Engineering，Dalian Polytechnic University，Dalian 116034，China )

Abstract:Methods of ultrasonication，alkali，and lipase were used to pretreat sea cucumber ovum，and their effects on extraction rate of carotenoids were studied.The result showed that the extraction rate of effective components increased greatly after pretreatment with lipase，and the extraction rate of carotenoids increased by 49.4%.The optimal process was the sea cucumber ovum was treated before extraction with 100 U/g of lipase in 35℃for 35 min，and the extraction rate could reach to 81.7%.

Key words:sea cucumber ovum; carotenoids;pretreatment

作者簡介:李代(1979-)，女，工程師;通信作者:張春枝(1963-)，女，教授.

基金項目:國家高技術研究發展計劃(863計劃)項目(2011AA090801).

收稿日期:2015-01-09.

文章編號:1674-1404(2015) 03-0157-03

中圖分類號:TS254.9

文獻標志碼:A