虾青素酶法制备和精制工艺研究_制药工程.doc

摘要:虾青素除具有一般类胡萝卜素的化学性质外，还具有优良的抗氧化性，其脂溶性自由基猝灭功能的活力是β-胡萝卜素的10倍、维生素E的 100倍，在食品添加剂、水产养殖、化妆品、保健品和医药工业方面有广阔的应用前景。虾青素主要有两种产品，即人工合成虾青素和天然虾青素。受绿色波的冲击，人工合成虾青素的应用受到了较大限制；而从生物体内提取的天然虾青素大多为反式结构，使用安全且生物效价高，具有良好的发展前景。目前天然虾青素的来源主要是：利用藻类和微生物发酵生产以及从水产品加工工业的废弃物中提取。虽然微藻中虾青素含量很高，但目前离大规模生产尚有一定距离；而虾壳等甲壳类副产品，虽然其虾青素含量较低，但沿海、沿湖地区的虾仁加工业的下脚料虾头、虾壳资源十分丰富，因此探索经济可行的回收虾青素的方法，对环保及资源的综合利用具有重要的意义。

本文研究了从虾壳中提取纯化虾青素的工艺。该工艺包括虾青素酶法的提取、有机溶剂提取、冷冻提取和虾青素的皂化、柱层析等纯化方法，从而提高虾青素在样品中的含量。本实验首先采用了木瓜蛋白酶对样品进行水解，最佳酶解工艺条件为：固液比为l：2，酶解温度48．5 ℃，酶解pH值5.8，水解时间63 min，酶与底物比为2522 U／g。

其次研究了影响虾青素皂化结果的因素，创新性的对皂化时加入碱溶液的量的多少进行了研究。结果表明在KOH-CH3CH2OH溶液浓度为40 g/L、实验温度为20 ℃、皂化时间为20 min、在样品本身酸度的条件下，皂化效果最好。

还研究了聚酰胺固定相及洗脱剂对产品纯度的影响，结果表明随着二氯甲烷和正己烷混合溶剂中二氯甲烷比例的增加，聚酰胺柱洗脱得到的产品纯度提高。

从新鲜虾壳中提取的粗色素油，虾青素含量约0.0065％，经过虾青素酯的水解、聚酰胺柱的吸附分离得到的产品中虾青素含量有很大提高，部分产品虾青素含量可达约10％-20%，可满足部分市场需求。

关键词：虾青素；皂化；聚酰胺柱层析；木瓜蛋白酶；二氯甲烷

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 虾青素-1

1.1.1 分子式、分子量和结构式-1

1.1.2 物理化学性质-1

1.1.3 存在形式-2

1.1.4 来源-2

1.1.5 生物活性及工业价值-3

1.2 虾青素的提取和精制方法-5

1.2.1 从虾废料中提取虾青素-5

1.2.2 通过藻类提取虾青素-6

1.2.3 利用红发夫酵母生产虾青素-7

1.2.4 化学合成-7

1.2.5 其它方法-7

1.3 国内外天然虾青素的产业化现状-7

1.4 研究内容-8

第2章 实验材料和方法-9

2.1 实验材料-9

2.2 实验试剂-9

2.3 实验设备-9

2.4 虾青素的提取方法-10

2.4.1 酶解-10

2.4.2 有机溶剂提取-10

2.4.3冷冻除杂-10

2.4.4 样品皂化-10

2.4.5 柱层析-11

2.5 虾青素的分析与表征-11

2.5.1 质谱-11

2.5.2 全波长扫描-12

2.5.3 高效液相色谱法-12

2.5.4 虾青素含量-12

2.5.5 虾青素的回收率和提取量-12

第3章 结果与分析-13

3.1 虾壳的酶解预处理-13

3.2 二氯甲烷提取法提取虾青素-13

3.3 虾青素粗提物的冷冻除杂-13

3.3.1 温度的影响-13

3.3.2 全波长扫描结果-14

3.4 虾青素粗提物的皂化-14

3.4.1 KOH浓度对皂化效果的影响-14

3.4.2皂化温度对皂化效果的影响-14

3.4.3 皂化时间对皂化效果的影响-15

3.4.4 用最优工艺皂化样品后虾青素的含量和回收率-15

3.5 柱层析法分离纯化虾青素-15

3.5.1 酶标仪测吸光度-15

3.5.2 虾青素的液相分析-16

3.5.3 质谱分析结果-17

3.5.4 柱层析分离得到的虾青素的含量与回收率-17

第4章 结论与展望-19

4.1 主要结论-19

4.2 不足之处与展望-19

参考文献-21

致  谢-23