虾青素酯皂化工艺研究
夏武强 张美珍 刘长军 孙琛 蒋一鸣
摘要：以NaOH-甲醇溶液为皂化液，采用正交试验方法，对虾青素酯皂化工艺中NaOH浓度、皂化温度和皂化时间3个因素进行最优水平的筛选。经试验确定虾青素酯最佳皂化工艺条件为2.0 g/L的NaOH-甲醇溶液，在15 ℃条件下皂化5 h，虾青素酯达到最佳的皂化效率，样品中游离虾青素含量从皂化前的25.765 μg/mL提高到88.175 μg/mL。
关键词：虾青素；虾青素酯；皂化工艺
虾青素（Astaxanthin），又名虾黄素，虾黄质，化学名3，3'-二羟基-4，4'-二酮基-β，β'-胡萝卜素，化学式为C40H52O4，相对分子质量596.86，其结构式如图1所示[1]。化学结构由4个异戊二烯单位以共轭双键形式连接，两端有2个异戊二烯单位组成的六节环结构[2]，具有很强的抗氧化性，能有效清除体内自由基，增强机体免疫力[3]，同时，具有抗癌、抗高血压、抗衰老、保护视网膜、预防心血管疾病等功能[4]，还能提高鱼类生长速度和繁殖力，改善水生动物及禽类的色泽[5]，广泛应用于食品、药品、保健品和养殖业等行业。
图1虾青素的化学结构
随着虾青素研究和开发应用的不断深入，虾青素含量的测定也越来越受到人们的关注。赵立艳[6]、谢虹[7]、余孔捷[8]等分别建立雨生红球藻、红法夫酵母发酵液和动物性食品中虾青素的检测方法，国家质检总局也于2009年7月发布《进出口动物源性食品中角黄素、虾青素的检测方法》[9]，但由于虾青素在酵母、细菌、植物等中一般以游离虾青素存在，而在海产品、藻类等主要以虾青素酯形式存在[10]，检测过程中只能测定游离虾青素的含量，但不能反映样品中虾青素的真实含量，因此，需要对虾青素酯进行皂化水解。周双林等[11]用KOH-甲醇溶液皂化虾青素酯；齐安翔等[12]用NaOH-甲醇溶液皂化虾青素酯。但由于前者碱浓度较高（10 g/L），容易使虾青素分解，造成检测值偏低，后者皂化时间长（8 h），在实际检测中效率较低，并且都未将过量的碱去除就直接上机检测，影响色谱柱使用寿命及检测稳定性。因此，需要研究一种安全、高效的虾青素酯皂化工艺条件。
本试验以提取好的虾青素油为原料，以虾青素含量为指标，以NaOH浓度、皂化温度和皂化时间为3个实验因素，采用正交试验方法，选择最佳的虾青素酯皂化工艺条件。
1材料与方法
1.1材料与试剂
虾青素标准品，虾青素油，甲醇、二氯甲烷为色谱纯，NaOH为分析纯，水为超纯水。
1.2仪器与设备
高效液相色谱仪（1525泵、2487检测器、717自动进样器、1500柱温箱），C18柱（250 mm×46 mm，5 μm），BP221S型电子天平，TDL-5000B冷冻离心机，AWL-1001-U微量无机型超纯水器，SHP-250生化培养箱。
1.3方法
1.3.1虾青素酯皂化
1.3.1.1皂化工艺正交设计以NaOH浓度、皂化温度和皂化时间为3个实验因素，每个因素设计3个水平（详见表1），按L9（34）正交表安排试验。
3结论
本试验以游离虾青素含量为指标，以NaOH-甲醇溶液浓度、皂化温度、皂化时间为试验因素，采用正交试验方法，试验得出虾青素油溶液在加入4倍体积的NaOH-甲醇溶液（2.0 g/L）、皂化5 h（15 ℃）条件下，虾青素酯可达到最佳的皂化效率。游离虾青素含量从皂化前的25.765 μg/mL提高到88.175 μg/mL（验证试验的平均值）。
皂化反应样液经“水—二氯甲烷”体系提取，可立即终止皂化过程，保证皂化时间的准确性。同时有效去除过量的NaOH，减少样液对色谱柱使用寿命的影响，保证检测的稳定性。
本试验首次对已提取好的较高浓度的虾青素油进行皂化工艺的确定，为虾青素油检测提供了理论依据，能有效推进虾青素油检测的标准化建设进程，促进虾青素产业的健康发展。
参考文献：
[1] 黄贤刚，张维，孙建霞，等.虾青素结构功能及提取分析方法研究进展[J].食品工业科技，2009，30（4）：355-359
[2] 裘晖，朱晓立.虾青素的结构域功能[J].食品工程，2007（1）：16-18
[3] 林晓，储小军，周蒂，等.虾青素的来源、功能及应用[J].环境与职业医学，2008，25（6）：615-616，620
[4] 陶姝颖，明建.虾青素的功能特性及其在功能食品中的应用研究进展[J].食品工业，2012，33（8）：110-115
[5] 李兆华，刘鹏.虾青素的功能及应用进展[J].食品与药品，2005，7（9A）：11-20
[6] 赵立艳，赵广华，陈芳，等.利用高效液相色谱法测定雨生红球藻中虾青素的含量[J].食品工业科技，2006，27（5）：177-178
[7] 谢虹，张慧碧，何国平，等.高效液相色谱法测定虾青素的含量[J].粮食与饲料加工，2003（1）：46-47
[8] 余孔捷，钱疆，杨方，等.高效液相色谱法测定动物源性食品中角黄素、虾青素的研究[J].食品与发酵工业，2006，34（3）：145-148
[9] SN/T 2327—2009，进出口动物源性食品中角黄素、虾青素的检测方法[S].北京：中国标准出版社，2009
[10] 吴彩娟.天然虾青素提取和纯化工艺研究[D].浙江：浙江大学材料与化学工程学院，2003
[11] 周双林，张立飞.雨生红球藻中虾青素酯皂化工艺的研究[J].中国药师，2009，12（8）：1018-1020
[12] 齐安翔，蔡明刚，张英，等.NaOH皂化反相高效液相色谱法测定雨生红球藻中虾青素[J].分析科学学报，2005，21（6）：619-622
摘要：以NaOH-甲醇溶液为皂化液，采用正交试验方法，对虾青素酯皂化工艺中NaOH浓度、皂化温度和皂化时间3个因素进行最优水平的筛选。经试验确定虾青素酯最佳皂化工艺条件为2.0 g/L的NaOH-甲醇溶液，在15 ℃条件下皂化5 h，虾青素酯达到最佳的皂化效率，样品中游离虾青素含量从皂化前的25.765 μg/mL提高到88.175 μg/mL。
关键词：虾青素；虾青素酯；皂化工艺
虾青素（Astaxanthin），又名虾黄素，虾黄质，化学名3，3'-二羟基-4，4'-二酮基-β，β'-胡萝卜素，化学式为C40H52O4，相对分子质量596.86，其结构式如图1所示[1]。化学结构由4个异戊二烯单位以共轭双键形式连接，两端有2个异戊二烯单位组成的六节环结构[2]，具有很强的抗氧化性，能有效清除体内自由基，增强机体免疫力[3]，同时，具有抗癌、抗高血压、抗衰老、保护视网膜、预防心血管疾病等功能[4]，还能提高鱼类生长速度和繁殖力，改善水生动物及禽类的色泽[5]，广泛应用于食品、药品、保健品和养殖业等行业。
图1虾青素的化学结构
随着虾青素研究和开发应用的不断深入，虾青素含量的测定也越来越受到人们的关注。赵立艳[6]、谢虹[7]、余孔捷[8]等分别建立雨生红球藻、红法夫酵母发酵液和动物性食品中虾青素的检测方法，国家质检总局也于2009年7月发布《进出口动物源性食品中角黄素、虾青素的检测方法》[9]，但由于虾青素在酵母、细菌、植物等中一般以游离虾青素存在，而在海产品、藻类等主要以虾青素酯形式存在[10]，检测过程中只能测定游离虾青素的含量，但不能反映样品中虾青素的真实含量，因此，需要对虾青素酯进行皂化水解。周双林等[11]用KOH-甲醇溶液皂化虾青素酯；齐安翔等[12]用NaOH-甲醇溶液皂化虾青素酯。但由于前者碱浓度较高（10 g/L），容易使虾青素分解，造成检测值偏低，后者皂化时间长（8 h），在实际检测中效率较低，并且都未将过量的碱去除就直接上机检测，影响色谱柱使用寿命及检测稳定性。因此，需要研究一种安全、高效的虾青素酯皂化工艺条件。
本试验以提取好的虾青素油为原料，以虾青素含量为指标，以NaOH浓度、皂化温度和皂化时间为3个实验因素，采用正交试验方法，选择最佳的虾青素酯皂化工艺条件。
1材料与方法
1.1材料与试剂
虾青素标准品，虾青素油，甲醇、二氯甲烷为色谱纯，NaOH为分析纯，水为超纯水。
1.2仪器与设备
高效液相色谱仪（1525泵、2487检测器、717自动进样器、1500柱温箱），C18柱（250 mm×46 mm，5 μm），BP221S型电子天平，TDL-5000B冷冻离心机，AWL-1001-U微量无机型超纯水器，SHP-250生化培养箱。
1.3方法
1.3.1虾青素酯皂化
1.3.1.1皂化工艺正交设计以NaOH浓度、皂化温度和皂化时间为3个实验因素，每个因素设计3个水平（详见表1），按L9（34）正交表安排试验。
3结论
本试验以游离虾青素含量为指标，以NaOH-甲醇溶液浓度、皂化温度、皂化时间为试验因素，采用正交试验方法，试验得出虾青素油溶液在加入4倍体积的NaOH-甲醇溶液（2.0 g/L）、皂化5 h（15 ℃）条件下，虾青素酯可达到最佳的皂化效率。游离虾青素含量从皂化前的25.765 μg/mL提高到88.175 μg/mL（验证试验的平均值）。
皂化反应样液经“水—二氯甲烷”体系提取，可立即终止皂化过程，保证皂化时间的准确性。同时有效去除过量的NaOH，减少样液对色谱柱使用寿命的影响，保证检测的稳定性。
本试验首次对已提取好的较高浓度的虾青素油进行皂化工艺的确定，为虾青素油检测提供了理论依据，能有效推进虾青素油检测的标准化建设进程，促进虾青素产业的健康发展。
参考文献：
[1] 黄贤刚，张维，孙建霞，等.虾青素结构功能及提取分析方法研究进展[J].食品工业科技，2009，30（4）：355-359
[2] 裘晖，朱晓立.虾青素的结构域功能[J].食品工程，2007（1）：16-18
[3] 林晓，储小军，周蒂，等.虾青素的来源、功能及应用[J].环境与职业医学，2008，25（6）：615-616，620
[4] 陶姝颖，明建.虾青素的功能特性及其在功能食品中的应用研究进展[J].食品工业，2012，33（8）：110-115
[5] 李兆华，刘鹏.虾青素的功能及应用进展[J].食品与药品，2005，7（9A）：11-20
[6] 赵立艳，赵广华，陈芳，等.利用高效液相色谱法测定雨生红球藻中虾青素的含量[J].食品工业科技，2006，27（5）：177-178
[7] 谢虹，张慧碧，何国平，等.高效液相色谱法测定虾青素的含量[J].粮食与饲料加工，2003（1）：46-47
[8] 余孔捷，钱疆，杨方，等.高效液相色谱法测定动物源性食品中角黄素、虾青素的研究[J].食品与发酵工业，2006，34（3）：145-148
[9] SN/T 2327—2009，进出口动物源性食品中角黄素、虾青素的检测方法[S].北京：中国标准出版社，2009
[10] 吴彩娟.天然虾青素提取和纯化工艺研究[D].浙江：浙江大学材料与化学工程学院，2003
[11] 周双林，张立飞.雨生红球藻中虾青素酯皂化工艺的研究[J].中国药师，2009，12（8）：1018-1020
[12] 齐安翔，蔡明刚，张英，等.NaOH皂化反相高效液相色谱法测定雨生红球藻中虾青素[J].分析科学学报，2005，21（6）：619-622
摘要：以NaOH-甲醇溶液为皂化液，采用正交试验方法，对虾青素酯皂化工艺中NaOH浓度、皂化温度和皂化时间3个因素进行最优水平的筛选。经试验确定虾青素酯最佳皂化工艺条件为2.0 g/L的NaOH-甲醇溶液，在15 ℃条件下皂化5 h，虾青素酯达到最佳的皂化效率，样品中游离虾青素含量从皂化前的25.765 μg/mL提高到88.175 μg/mL。
关键词：虾青素；虾青素酯；皂化工艺
虾青素（Astaxanthin），又名虾黄素，虾黄质，化学名3，3'-二羟基-4，4'-二酮基-β，β'-胡萝卜素，化学式为C40H52O4，相对分子质量596.86，其结构式如图1所示[1]。化学结构由4个异戊二烯单位以共轭双键形式连接，两端有2个异戊二烯单位组成的六节环结构[2]，具有很强的抗氧化性，能有效清除体内自由基，增强机体免疫力[3]，同时，具有抗癌、抗高血压、抗衰老、保护视网膜、预防心血管疾病等功能[4]，还能提高鱼类生长速度和繁殖力，改善水生动物及禽类的色泽[5]，广泛应用于食品、药品、保健品和养殖业等行业。
图1虾青素的化学结构
随着虾青素研究和开发应用的不断深入，虾青素含量的测定也越来越受到人们的关注。赵立艳[6]、谢虹[7]、余孔捷[8]等分别建立雨生红球藻、红法夫酵母发酵液和动物性食品中虾青素的检测方法，国家质检总局也于2009年7月发布《进出口动物源性食品中角黄素、虾青素的检测方法》[9]，但由于虾青素在酵母、细菌、植物等中一般以游离虾青素存在，而在海产品、藻类等主要以虾青素酯形式存在[10]，检测过程中只能测定游离虾青素的含量，但不能反映样品中虾青素的真实含量，因此，需要对虾青素酯进行皂化水解。周双林等[11]用KOH-甲醇溶液皂化虾青素酯；齐安翔等[12]用NaOH-甲醇溶液皂化虾青素酯。但由于前者碱浓度较高（10 g/L），容易使虾青素分解，造成检测值偏低，后者皂化时间长（8 h），在实际检测中效率较低，并且都未将过量的碱去除就直接上机检测，影响色谱柱使用寿命及检测稳定性。因此，需要研究一种安全、高效的虾青素酯皂化工艺条件。
本试验以提取好的虾青素油为原料，以虾青素含量为指标，以NaOH浓度、皂化温度和皂化时间为3个实验因素，采用正交试验方法，选择最佳的虾青素酯皂化工艺条件。
1材料与方法
1.1材料与试剂
虾青素标准品，虾青素油，甲醇、二氯甲烷为色谱纯，NaOH为分析纯，水为超纯水。
1.2仪器与设备
高效液相色谱仪（1525泵、2487检测器、717自动进样器、1500柱温箱），C18柱（250 mm×46 mm，5 μm），BP221S型电子天平，TDL-5000B冷冻离心机，AWL-1001-U微量无机型超纯水器，SHP-250生化培养箱。
1.3方法
1.3.1虾青素酯皂化
1.3.1.1皂化工艺正交设计以NaOH浓度、皂化温度和皂化时间为3个实验因素，每个因素设计3个水平（详见表1），按L9（34）正交表安排试验。
3结论
本试验以游离虾青素含量为指标，以NaOH-甲醇溶液浓度、皂化温度、皂化时间为试验因素，采用正交试验方法，试验得出虾青素油溶液在加入4倍体积的NaOH-甲醇溶液（2.0 g/L）、皂化5 h（15 ℃）条件下，虾青素酯可达到最佳的皂化效率。游离虾青素含量从皂化前的25.765 μg/mL提高到88.175 μg/mL（验证试验的平均值）。
皂化反应样液经“水—二氯甲烷”体系提取，可立即终止皂化过程，保证皂化时间的准确性。同时有效去除过量的NaOH，减少样液对色谱柱使用寿命的影响，保证检测的稳定性。
本试验首次对已提取好的较高浓度的虾青素油进行皂化工艺的确定，为虾青素油检测提供了理论依据，能有效推进虾青素油检测的标准化建设进程，促进虾青素产业的健康发展。
参考文献：
[1] 黄贤刚，张维，孙建霞，等.虾青素结构功能及提取分析方法研究进展[J].食品工业科技，2009，30（4）：355-359
[2] 裘晖，朱晓立.虾青素的结构域功能[J].食品工程，2007（1）：16-18
[3] 林晓，储小军，周蒂，等.虾青素的来源、功能及应用[J].环境与职业医学，2008，25（6）：615-616，620
[4] 陶姝颖，明建.虾青素的功能特性及其在功能食品中的应用研究进展[J].食品工业，2012，33（8）：110-115
[5] 李兆华，刘鹏.虾青素的功能及应用进展[J].食品与药品，2005，7（9A）：11-20
[6] 赵立艳，赵广华，陈芳，等.利用高效液相色谱法测定雨生红球藻中虾青素的含量[J].食品工业科技，2006，27（5）：177-178
[7] 谢虹，张慧碧，何国平，等.高效液相色谱法测定虾青素的含量[J].粮食与饲料加工，2003（1）：46-47
[8] 余孔捷，钱疆，杨方，等.高效液相色谱法测定动物源性食品中角黄素、虾青素的研究[J].食品与发酵工业，2006，34（3）：145-148
[9] SN/T 2327—2009，进出口动物源性食品中角黄素、虾青素的检测方法[S].北京：中国标准出版社，2009
[10] 吴彩娟.天然虾青素提取和纯化工艺研究[D].浙江：浙江大学材料与化学工程学院，2003
[11] 周双林，张立飞.雨生红球藻中虾青素酯皂化工艺的研究[J].中国药师，2009，12（8）：1018-1020
[12] 齐安翔，蔡明刚，张英，等.NaOH皂化反相高效液相色谱法测定雨生红球藻中虾青素[J].分析科学学报，2005，21（6）：619-622
