岩藻黄素提取与分析方法研究进展

李敏兰，弓泽华，盛滟，凌俊红

（浙江海洋大学 食品与药学学院，浙江 舟山 316000）

岩藻黄素，亦称岩藻黄质、褐藻素[1]，是一类主要来源于褐藻的类胡萝卜素[2]，其粉末为黄褐色。岩藻黄素的多个共轭双键以及具有羟基、羰基和丙二烯等结构特点使其具有活泼的化学性质，如易氧化降解[3]，易溶于甲醇、乙醇、丙酮等有机溶剂。岩藻黄素广泛分布于中国、日本及朝鲜等国家的海岸地区，来源丰富。大量研究表明岩藻黄素具有抗肿瘤、抗病毒、抗炎、抗疟疾、抗痘、调血糖等多种生物活性[4-8]，有关岩藻黄素的研究和开发利用前景广阔。本文系统地总结了岩藻黄素的提取、分离纯化及含量测定等方法的现状，旨在为岩藻黄素的开发利用提供科学理论依据。

1 提取方法

1.1 溶剂浸提法

岩藻黄素为脂溶性色素，根据相似相溶原理，使用有机溶剂浸提是岩藻黄素常用的提取方法。大部分试验表明提取岩藻黄素的最佳溶剂为甲醇[9-10]，而韩典峰等[11]、顾晓慧等[12]得出提取岩藻黄素的最佳溶剂为乙醇。Kim[13]从三角褐指藻中提取岩藻黄素，发现乙醇作为溶剂提取岩藻黄素能得到更好的提取效果，其次为丙酮和乙酸乙酯。闫相勇等[14]研究海带中岩藻黄素浸提的最佳工艺参数，在60℃，料液比1∶40（g/mL）的条件下避光静置，甲醇浸提2次，每次1 h，岩藻黄素的提取率为0.375mg/g。刘梁等[15]采用有机溶剂提取法从海带中提取岩藻黄素，使用80%甲醇、料液比1∶10（g/mL）、40℃提取1 h、提取2次，岩藻黄素提取效果最好，提取率为0.556 mg/g。李红艳等[16]以鼠尾藻为原料，采用有机溶剂法提取岩藻黄素，结果表明90%甲醇、料液比 1∶33（g/mL）、60℃提取 3.25 h时，岩藻黄素提取效果好，提取率为1.368 mg/g。Wang等[17]将1 g新鲜海带用4 mL二甲亚砜处理60 min，得岩藻黄素的纯度约为63%。

此外，通过使用混合溶剂提取也显示出了较好的提取效果。尹宗美等[18]用正己烷和丙酮的混合溶剂提取羊栖菜藻渣中岩藻黄素，结果显示最佳提取条件为料液比 1 ∶30（g/mL），丙酮 ∶正己烷体积比 1 ∶6，55 ℃水浴加热提取2次，每次提取60 min，岩藻黄素提取率为0.68 mg/g。

1.2 酶提取法

李斌等[19]考察纤维素酶、果胶酶及两者的混合酶提取海带渣中的岩藻黄素，结果发现果胶酶法为岩藻黄素提取的最佳方法，条件为果胶酶加酶量20 000 U/kg，酶解温度60℃，酶解pH 5.0，酶解时间1.5 h，岩藻黄素得率为0.124%。李奕葶等[20]利用酶解法从海带中提取岩藻黄素，得出最佳酶解条件为：纤维素酶和果胶酶添加量分别为7.5%和3%（酶容积/海带干重），酶解pH 5.0，温度50.0℃，酶解时间1.5 h后，用80%乙醇作为提取溶剂，在料液比1∶15（g/mL）、温度55℃条件下提取24 h，岩藻黄素得率为（1.471±0.063）mg/g（以干重计）。秦云等[21]采用复合酶法提取海带中的岩藻黄素，在pH5.0、温度50℃、酶加入量0.30%（原料质量计）的条件下酶解时间80 min，岩藻黄素得率为18.30 mg/100 g。此外，Billakanti等[22]通过使用海藻酸钠裂解酶对新鲜裙带菜进行预处理，导致其细胞壁多糖的水解，得岩藻黄素提取率为94%。

酶提取法结合其它提取方法也显示了较好的优势。毕可海等[23]以海带为原料，采用超声辅助生物酶对海带进行破壁处理，发现在酶解温度为58℃，酶解时间为71 min，酶解pH值为5.0的条件下，岩藻黄素的提取量可达0.837 5 mg/g。这比单独使用酶法或超声辅助法所得的提取效率都高。可见相比其它提取方法，酶法提取岩藻黄素具有高提取率和低能耗等优点。

1.3 超声辅助提取法

超声辅助提取法是应用比较多的一种方法，具有省时、节能、提取率高等优点[24]。赵鹏[25]探究了超声辅助提取法对海带中岩藻黄素提取效果的影响，考察了温度、时间、料液比等因素对提取率的影响，并与传统溶剂提取法进行了比较，得出超声辅助提取的最佳条件为：温度50.13℃，时间60.99 min，超声功率45 Hz，料液比 1∶50（g/mL），岩藻黄素的提取率为 0.35 mg/g，该方法提取率比传统溶剂提取提高了50.6%。苌钊等[26]以裙带菜为提取原料，得到超声辅助提取岩藻黄素的最佳提取工艺为：40℃条件下超声30 min，90%乙醇，料液比 1 ∶10（g/mL），岩藻黄素提取率为 1.362 mg/g。陈文佳等[27]从海带中提取岩藻黄素，得出最佳超声时间为30 min。此外，王乐等[28]以鼠尾藻为提取原料，除分别探究温度、时间等因素对提取效果的影响外，还在提取过程中加入了L-抗坏血酸，采用响应面法优化出最佳提取工艺为：超声温度52℃，超声时间32 min，料液比1∶10（g/mL），80%乙醇，L-抗坏血酸的添加量0.8%（原料质量计），提取2次，岩藻黄素得率（0.048±0.002）mg/g，纯度为（86.88±1.34）%。李红艳等[29]以新鲜铜藻为研究对象，温度45℃，90%乙醇，料液比1 ∶5（g/mL），超声时间 18 min，提取 2 次，得到岩藻黄素的提取率为0.29 mg/g鲜重或1.46 mg/g干重。

1.4 超临界流体萃取法

超临界流体萃取法是一种在20世纪30年代兴起的提取和分离技术，一般以液态CO2作为萃取溶剂[30]。液体在超临界范围内兼具气液两性的性质，此液体在萃取混合物时利用溶质溶解能力随压力和温度改变的特点，通过改变提取温度、提取压力、CO2消耗量等萃取条件，达到提取分离目标化合物的目的。

严国富等[31]以新鲜铜藻为研究对象，采用超临界二氧化碳法探究压力、温度、时间等条件分别对岩藻黄素萃取率的影响。单因素试验发现对萃取率的影响因素依次是：萃取压力＞萃取时间＞夹带剂加入量＞萃取温度；正交试验得出在35℃、夹带剂加入量200 mL、萃取压力27.5MPa、萃取3h时，岩藻黄素萃取率为0.08%。张怡评等[32]以铜藻为研究对象，使用超临界流体萃取岩藻黄素的最佳试验条件为：样品粉碎粒度80目、萃取温度40℃、萃取压力25MPa、萃取时间30 min，此条件下岩藻黄素提取率1.12 mg/g。Quitain等[33]以裙带菜为研究对象，得到岩藻黄素的最佳工艺条件为：萃取温度40℃，萃取压力40 MPa，萃取时间180 min，岩藻黄素的回收率接近80%。

综上可见，超临界流体萃取法具有提取工艺简单、对提取物的热敏成分无不良影响、提取过程绿色环保等优点。

1.5 其它方法

除上述常用的提取方法，还有一些其它提取方法。如曲荣荣[34]以新鲜海带为原料研究微生物固态发酵法提取岩藻黄素的最优菌种，并进行了单因素影响试验。结果显示对海带有最好发酵效果的是纳豆菌，在37℃、时间3 d、接种量8%的条件下，岩藻黄素得率为1.18 mg/g，提取率达84.3%，比发酵前提取率提高了25.5%。王银羽[35]利用加速溶剂萃取法，以鼠尾藻为研究对象，对岩藻黄素的最佳提取条件进行了研究，结果显示最佳提取条件为：萃取时间12 min，萃取温度50℃～60℃，循环2次，岩藻黄素提取率为6.97 μg/g。Kim等[36]采用液相色谱-正离子大气压化学电离质谱和核磁共振方法，从三角褐指藻中分离并鉴定岩藻黄素。Shang等[37]采用加压溶剂萃取法从褐藻海带中提取岩藻黄素，考察了温度、乙醇浓度、静态时间、压力等对岩藻黄素提取率的影响，发现在温度110℃、90%乙醇条件下岩藻黄素提取率最大，可达0.42 mg/g。此外，Akyil等[38]利用传统的溶剂萃取、超声和微波辅助提取技术，从三角褐指藻中提取岩藻黄素，结果表明传统的溶剂萃取是最有效的提取方法，岩藻黄素含量为（5.60±0.07）mg/g。

2 分离纯化方法

从海藻中提取出来的岩藻黄素，多为伴有蛋白质或者其它小分子物质的粗品，因此还需进行进一步的分离纯化处理。

2.1 硅胶柱层析法

柱层析根据物质具有不同物理化学性质，因而在吸附剂中具有不同的移动速度而达到对物质进行分离纯化的目的[39]。在分离纯化岩藻黄素粗品过程中，柱层析是最常用的方法之一。

汪曙晖等[40]利用硅胶柱层析对从褐藻中提取的总色素进行分离纯化处理，得到岩藻黄素纯度达88%以上。唐晨等[41]将岩藻黄素浓缩液过硅胶柱进行纯化处理，得岩藻黄素纯度为90.6%。陈建楠等[42]以球等鞭金藻提取的岩藻黄素为研究对象，采用正己烷∶乙酸乙酯∶甲醇（体积比9∶2∶1）作为硅胶柱洗脱液，经硅胶柱色谱对粗色素进行纯化后，测得岩藻黄素浓缩液的回收率为86.35%，纯度29.78%。此外，吴素煌[43]利用硅胶柱层析对岩藻黄素粗品进行分离纯化，采用石油醚∶乙酸乙酯（体积比）从10∶1到1∶2进行洗脱。周卫松[44]通过单因素和正交试验优化了从裙带菜中提取岩藻黄素的提取条件，采用硅胶柱层析分离纯化，以正己烷∶乙醚（85∶15，体积比）为洗脱剂，进样量25.0 mg/mL床层体积，结果岩藻黄素提取率为0.08%。

2.2 高效液相色谱法

高效液相色谱法是在分离纯化、定性定量中应用较多的方法，其具有专属性强、分离效果好、准确度高、操作简便等优点。陈颢等[45]采用高效液相色谱法，以硅藻土为柱填料，分离纯化海带、巨藻、马尾藻中的岩藻黄素，得到岩藻黄素的纯度分别为94.77%、90.07%、75.72%。

2.3 薄层色谱法

李丹彤等[46]以裙带菜为研究对象，采用薄层层析技术对岩藻黄素粗提液进行分离纯化，并通过萃取、反复薄层层析法使岩藻黄素的纯化效率高达98.90%。Gaurav等[47]采用薄层色谱法对从褐藻Himanthalia elongata中得到岩藻黄素粗提物进行分离纯化。任丹丹等[48]采用薄层色谱法对从萱藻中得到的类胡萝卜素组分进行分离纯化，以正己烷∶乙酸乙酯∶丙酮∶无水甲醇（体积比27∶4∶2∶2）为展开剂，得到岩藻黄素。

2.4 高速逆流色谱法

高速逆流色谱法因不需要固体载体[49]，在天然活性成分的分离纯化中应用广泛[50]。Xiao等[51]采用高速逆流色谱法分别从15.0 g干燥羊栖菜、1.5 g干燥裙带菜和25.0 g新鲜海带中分离纯化得到岩藻黄素分别为0.20、1.09、0.83 mg，经高效液相色谱法测得岩藻黄素纯度高于90%，充分显示了该方法具有分离速度快、纯化效率高、操作简便等优点。

2.5 其它方法

刘丽平[52]采用大孔吸附树脂分离纯化从羊栖菜中得到的岩藻黄素粗品，通过优化上样浓度、上样体积、洗脱体积等条件，得到岩藻黄素纯度为8.57%，回收率为83.29%。

Kim等[53]利用离心分配色谱法从海带中分离纯化岩藻黄素，结果显示，第1次离心分配后岩藻黄素的纯度约为81%，第2次离心分配后纯度超过98%。

3 含量测定方法

岩藻黄素的含量测定方法有紫外可见光谱法、核磁共振氢谱法、质谱法、薄层层析色谱法及高效液相色谱法等，其中高效液相色谱法是最常用的方法之一。

花汝凤等[54]采用高效液相色谱法建立了海带中岩藻黄素的含量测定方法。Foo等[55]采用高效液相色谱法对不同藻类中的岩藻黄素进行了定量研究。高捷等[56]建立了东海鼠尾藻中岩藻黄素含量测定的高效液相色谱法。此外，刘小芳等[57]采用反相高效液相色谱法测定新鲜及干制褐藻中岩藻黄素的含量，测得新鲜海带和马尾藻的岩藻黄素含量分别为559.2 mg/kg和680.4 mg/kg。王添娇[58]采用高效液相色谱法，通过梯度洗脱对裙带菜中岩藻黄素进行定量检测，测得裙带菜中岩藻黄素提取液的浓度为717 μg/mL。

此外，还有研究采用色谱质谱联用技术对岩藻黄素进行含量测定。郑立洋等[59]采用高效液相色谱-三重四极杆质谱联用方法建立了5种色素（叶绿素a、叶绿素b、β-胡萝卜素、叶黄素和岩藻黄素）的定量分析方法，并利用该方法比较了赤潮异弯藻、卡罗藻、微小原甲藻、微拟球藻、蛋白核小球藻、颗石藻、定鞭金藻、中肋骨条藻、威氏海链藻和假微型海链藻之间物种色素的分布情况。

4 结语

岩藻黄素是从海藻中提取分离获得的活性产物，具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化及减肥等作用。本文对岩藻黄素的提取、分离纯化及含量测定方法作了简要概述，为岩藻黄素的开发应用提供理论基础。