不同预处理方法对海参卵类胡萝卜素提取效果的影响

李　代，杨利伟，张春枝(.辽宁省大连海洋渔业集团公司，辽宁大连　63; .大连工业大学生物工程学院，辽宁大连　6034 )

不同预处理方法对海参卵类胡萝卜素提取效果的影响

李代1，杨利伟2，张春枝2
(1.辽宁省大连海洋渔业集团公司，辽宁大连116113; 2.大连工业大学生物工程学院，辽宁大连116034 )

摘要:分别采用超声波、碱皂化和脂肪酶对海参卵进行预处理，研究了预处理工艺对类胡萝卜素提取率的影响。结果表明，采用脂肪酶对海参卵进行预处理后再行提取，有效成分的提取率大幅度增加，类胡萝卜素提取率提高了49.4%。预处理工艺条件为:脂肪酶用量100 U/g，35℃条件下反应35 min。提取率为81.7%。

关键词:海参卵;类胡萝卜素;预处理

0　引言

海参卵是海参加工过程中产生的副产物，随着我国海参产业的迅速发展，有关海参卵的研究开发也引起广泛关注［1-3］。类胡萝卜素是存在于海参卵细胞中的脂溶性色素，一般应采用有机溶剂萃取法提取，同时可采用超声法、酶法、微波法等辅助提取［4］。本论文以海参卵为原料，以类胡萝卜素为代表，研究预处理工艺对活性成分提取效果的影响。由于海参卵中含有大量的脂肪，且脂肪溶于有机溶剂，势必对类胡萝卜素有效提取乃至后续的分离造成不良影响。因此，本研究采用超声法促进细胞破碎，皂化法和脂肪酶解法去除脂肪，以期提高海参卵活性成分的提取效果。

1　试验

1.1材料

冻鲜海参卵，大连棒棰岛海产企业集团有限公司;脂肪酶，肇东市北方酶制剂有限公司;其他试剂均为分析纯。

1.2试验方法

1.2.1海参卵活性物质的提取

采用有机溶剂萃取法［5］提取。称取海参卵10 g，加入乙酸乙酯100 mL，40℃提取3 h。

1.2.2超声预处理

分别称取海参卵10 g，加入乙酸乙酯100 mL，在不同超声功率下处理不同时间，然后按“1.2.1”方法提取。

1.2.3皂化法预处理

分别称取海参卵10 g，加入不同量碱液，在不同温度下皂化处理。皂化处理后，离心取沉淀，加入100 mL乙酸乙酯，按“1.2.1”方法提取。

1.2.4酶法预处理

分别称取海参卵10 g，加入不同量酶液，在不同温度下酶解。酶反应结束后，离心取沉淀，加入乙酸乙酯100 mL，按“1.2.1”方法提取。

1.2.5类胡萝卜素的分析方法

采用分光光度法［6］，提取液在类胡萝卜素最大吸收波长450 nm波长下测定吸光值。

w=OD450DV/Em

式中: w为类胡萝卜素质量分数，μg/g; OD450为吸光值; D为稀释倍数; V为提取溶剂体积，mL; E为百分消光系数，此处取值0.25; m为原料质量，g。

1.2.6类胡萝卜素提取率计算公式

2　结果与分析

2.1超声预处理对提取效果影响

超声波可以促进细胞破碎，提高胞内有效成分的溶出率。超声功率对类胡萝卜提取效果的影响见图1，超声时间对类胡萝卜提取效果的影响见图2。图1显示，超声功率大于70 W时，类胡萝卜素的提取率下降。图2显示，超声时间超过40 min时类胡萝卜素的提取率下降。

类胡萝卜素为长碳链结构，一般由40个碳原子构成。有链状结构和环状结构，中间为多不饱和烃双键结构，主链的两侧和顶端带有不同的官能团。海参卵中的类胡萝卜素主要为β-胡萝卜素和虾青素，它们结构不稳定，易受环境因素影响。超声功率过大或处理时间过长，都会导致其结构破坏。因此，选择超声功率70 W处理40 min比较合理。

图1　超声功率对类胡萝卜素提取效果影响Fig.1　Effect of ultrasonic power on extraction of carotenoids

图2　超声时间对类胡萝卜素提取效果影响Fig.2　Effect of ultrasonic time on extraction of carotenoids

2.2皂化处理对提取效果影响

皂化法可以去除脂肪，实现类胡萝卜素的高效提取［7］。

2.2.1皂化用碱对提取效果影响

选取皂化常用的碱液，0.2 mol/L NaOH和0.2 mol/L Na2CO3，按一定终浓度加入碱液，皂化反应温度40℃，皂化时间1 h。对比两种碱液在不同碱浓度的预处理效果，结果见图3。图中显示，皂化用NaOH的效果要优于Na2CO3，并且按照加碱量为2.4 μg/g皂化时，提取效果最好。

图3　不同碱及用量对类胡萝卜素提取效果影响Fig.3　Effect of different alkali on extraction of carotenoids

2.2.2皂化时间对提取效果影响

以0.2 mol/L NaOH为皂化用碱，皂化温度40℃，考察皂化时间对预处理结果的影响。结果见表1。表中显示，皂化时间短，皂化不充分，释放的游离类胡萝卜素较少，导致分析测定结果偏低。皂化时间过长，可能导致对类胡萝卜素结构有所破坏。选择皂化时间为50 min时较为适宜。

表1　皂化时间对类胡萝卜素提取结果的影响Tab.1　Effect of saponify time on extraction of carotenoids

2.2.3皂化温度对提取效果影响

以0.2 mol/L NaOH为皂化用碱，皂化时间为50 min，选择不同的温度进行皂化试验，考察皂化温度对预处理效果的影响。结果见表2。表2显示，皂化温度为40℃时效果较好。

表2　皂化温度对类胡萝卜素提取效果影响Tab.2 Effect of saponify temperature on extraction of carotenoids

2.3酶处理对提取效果影响

酶法脱脂可以减少或消除表面活性剂的使用，脱脂均匀、彻底，无污染，更环保［9］。

2.3.1酶反应时间对提取效果影响

采用脂肪酶处理海参卵，加酶量为100 U/g。选择20、25、30、35、40 min为反应时间，反应温度35℃，结果见表3。表中显示，反应时间短，酶反应不彻底，反应时间过长，类胡萝卜素测定值降低，故选择35 min为酶法提取的酶反应时间。

表3　酶反应时间对类胡萝卜素提取效果影响Tab.3　Effect of enzymatic reaction time on extraction of carotenoids

2.3.2酶用量对提取效果影响

选择加酶量为25、50、75、100、125、150 U/g，在35℃反应35 min，提取结果见图4。图中显示，随着加酶量的提高，类胡萝卜素测定值随之增大，当加酶量为100 U/g时，类胡萝卜素测定值达到最大，继续增大加酶量，提取效果没有明显增加。因此，选择加酶量100 U/g。

图4　加酶量对类胡萝卜素提取效果的影响Fig.4　Effect of amounts of enzyme on extraction of carotenoids

经测定，海参卵中类胡萝卜素总含量为113.9 μg/g，3种预处理方法对类胡萝卜素提取效果影响的比较结果见表4。采用脂肪酶处理海参卵效果最好，提取率比直接提取法提高了49.4%。

表4　不同方法提取类胡萝卜素的结果对比Tab.4 Comparison of different extraction methods

3　结论

采用脂肪酶对海参卵进行预处理后再行提取，会提高类胡萝卜素的提取率。脂肪酶预处理工艺条件为:脂肪酶用量100 U/g，35℃条件下反应35 min，提取率为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

作者简介:李代(1979-)，女，工程师;通信作者:张春枝(1963-)，女，教授.

基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2011AA090801).

收稿日期:2015-01-09.

文章编号:1674-1404(2015) 03-0157-03

中图分类号:TS254.9

文献标志码:A