二甲亞砜法破壁條件對(duì)法夫酵母蝦青素提取效果的影響

黃 瑩,王 凱,董叢叢,倪 輝,2,3,4,楊遠(yuǎn)帆,2,3,4,黃高凌,2,3,4,蔡慧農(nóng),2,3,4,杜希萍,2,3,4,*

(1.集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,福建廈門 361021; 2.福建省食品微生物與酶工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建廈門 361021; 3. 廈門市食品與生物工程技術(shù)研究中心,福建廈門 361021; 4. 廈門南方海洋研究中心海藻資源化利用與深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建廈門 361021)

二甲亞砜法破壁條件對(duì)法夫酵母蝦青素提取效果的影響

黃 瑩1,王 凱1,董叢叢1,倪 輝1,2,3,4,楊遠(yuǎn)帆1,2,3,4,黃高凌1,2,3,4,蔡慧農(nóng)1,2,3,4,杜希萍1,2,3,4,*

(1.集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,福建廈門 361021; 2.福建省食品微生物與酶工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建廈門 361021; 3. 廈門市食品與生物工程技術(shù)研究中心,福建廈門 361021; 4. 廈門南方海洋研究中心海藻資源化利用與深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建廈門 361021)

為了評(píng)價(jià)二甲亞砜(DMSO)法破壁在法夫酵母蝦青素提取中的應(yīng)用價(jià)值,研究了提取溶劑、DMSO用量、破壁溫度、料液比、浸提時(shí)間、浸提次數(shù)6個(gè)條件因子對(duì)破壁后法夫酵母蝦青素提取的影響,并對(duì)破壁條件進(jìn)行了優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:丙酮為最理想的提取溶劑;各主要因素破壁溫度、料液比和浸提時(shí)間對(duì)蝦青素的提取量影響依次減小,單因素及正交實(shí)驗(yàn)得到法夫酵母中蝦青素提取的最佳條件為:以丙酮為提取溶劑、DMSO用量1∶1.5、浸提2次、破壁溫度45 ℃、料液比1∶20 (w/v)、浸提時(shí)間40 min,優(yōu)化后蝦青素的提取量為4.42 mg/g。

法夫酵母,蝦青素,二甲亞砜,正交實(shí)驗(yàn),提取

蝦青素(3,3′-二羥基-4,4′-二酮基-β,β′-胡蘿卜素)是一種廣泛存在于植物、藻類、海產(chǎn)品中的類胡蘿卜素[1],特別是在蝦、蟹、魚、羽毛中含量較高。它在抗氧化、著色、增強(qiáng)人體免疫能力、保護(hù)心腦血管及中樞神經(jīng)等方面具有優(yōu)良的生物學(xué)功能[2],因此在飼料、食品、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景[3-5]。

法夫酵母(Phaffiarhodozyma)是一種含有豐富蝦青素的紅酵母,與其它天然蝦青素的來(lái)源相比較,它具有生長(zhǎng)快、培養(yǎng)周期短、蝦青素含量高(其含量占總類胡蘿卜素的70%～95%),能利用多種碳、氮源等特點(diǎn),是一種應(yīng)用前景極佳的天然蝦青素資源[6-7]。法夫酵母的細(xì)胞壁由甘露聚糖、葡聚糖、糖蛋白等成分組成,這不僅使其具有致密的結(jié)構(gòu),而且十分堅(jiān)硬,對(duì)蝦青素的開發(fā)利用造成極大的困難[8-9],因此對(duì)法夫酵母進(jìn)行破壁處理是蝦青素提取的重要步驟。

目前,法夫酵母的破壁方法有機(jī)械法、物理方法、化學(xué)方法及酶解法[10-11]。其中化學(xué)方法最為常用,包括酸法[12-13]、堿法[14]、二甲亞砜(DMSO)法。由于酸法破壁易導(dǎo)致蝦青素的降解,堿法破壁會(huì)導(dǎo)致蝦青素發(fā)生酯化反應(yīng),而且酸法和堿法破壁過(guò)程中大量污水排放對(duì)水源產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染[15],因此酸法和堿法破壁存在一定的局限性。而二甲亞砜破壁法不僅能取得較好的破壁效果,并且蝦青素的結(jié)構(gòu)不會(huì)受到破壞,是法夫酵母破壁的理想方法[16-18]。

因此,本文擬采用二甲亞砜(DMSO)對(duì)法夫酵母進(jìn)行破壁,選擇合適的低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑提取蝦青素,研究提取溶劑、DMSO用量、破壁溫度、料液比、浸提時(shí)間、浸提次數(shù)6個(gè)條件因子對(duì)二甲亞砜破壁法夫酵母提取蝦青素的影響,優(yōu)化得到法夫酵母中蝦青素提取的最佳條件,為法夫酵母中蝦青素的提取提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

法夫酵母菌體 廈門匯盛生物有限公司;蝦青素標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)Sigma公司;甲醇 色譜純,美國(guó)Sigma公司;二甲亞砜、無(wú)水乙醇、石油醚、氯化鈉、乙酸乙酯、甲醇、正丁醇、丙酮等 分析純,國(guó)藥集團(tuán)。

BS124S分析天平 賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;FA1004N電子天平 上海精科天平儀器廠;LXJ-B離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀RE-52AA 上海亞榮生化儀器廠;7200可見(jiàn)分光光度計(jì) 廈門億辰科技有限公司;HH-8數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市鴻科儀器廠;Agilent 1260型高壓液相色譜儀 安捷倫科技(德國(guó))股份有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 蝦青素提取量的測(cè)定 蝦青素提取量的測(cè)定方法采用分光光度法[19],并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?將蝦青素的提取量單位改為mg/g。

蝦青素標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:準(zhǔn)確稱取20 mg的蝦青素標(biāo)準(zhǔn)品,用丙酮溶液充分溶解,定容到100 mL,得到200 μg/mL的蝦青素母液。取適量的母液,用丙酮溶液分別稀釋成濃度為5、10、15、20 μg/mL的蝦青素標(biāo)準(zhǔn)溶液。以丙酮溶液為空白,在474 nm下測(cè)定蝦青素標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度值,實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次。以蝦青素的濃度(μg/mL)為橫坐標(biāo),吸光度(OD474)為縱坐標(biāo)繪制蝦青素標(biāo)準(zhǔn)曲線。

蝦青素提取量的計(jì)算:以丙酮溶液為空白,測(cè)定蝦青素在474 nm處的吸光值OD474,按公式(1)進(jìn)行計(jì)算:

蝦青素提取量(mg/g)=OD474×V×D/(a×W×103)

式(1)

式(1)中,OD474:474 nm處的吸光度值;V:提取所用有機(jī)溶劑體積;D:稀釋倍數(shù);a：蝦青素濃度與OD474的換算系數(shù)(參照蝦青素標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算);W:法夫酵母的質(zhì)量(g)。

1.2.2 提取溶劑的選擇 稱取6份法夫酵母菌體,每份10 g,各加入20 mL DMSO溶液,于52 ℃破壁10 min。之后,分別加入350 mL乙醇、乙酸乙酯、丙酮、石油醚、甲醇、正丁醇作為提取溶劑,常溫浸提10 min,4000 r/min離心10 min。收集上清液,稀釋20倍,在474 nm下測(cè)定吸光值,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,蝦青素提取量按公式(1)計(jì)算。

1.2.3 DMSO用量的選擇 稱取4份法夫酵母菌體,每份10 g,按菌體∶DMSO=1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5(w/v)分別加入DMSO,52 ℃破壁10 min。之后,各加入350 mL丙酮,常溫浸提10 min,4000 r/min離心10 min。收集上清液,稀釋20倍,在474 nm下測(cè)定吸光值,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,蝦青素提取量按公式(1)計(jì)算。

1.2.4 破壁溫度的選擇 稱取5份法夫酵母干菌體粉,每份10 g,各加入15 mL DMSO,分別在35、40、45、50、55 ℃下破壁10 min。之后,各加入350 mL丙酮,常溫浸提10 min,4000 r/min離心10 min。收集上清液,稀釋20倍,在474 nm下測(cè)定吸光值,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,蝦青素提取量按公式(1)計(jì)算。

1.2.5 料液比的選擇 稱取5份法夫酵母菌體,每份10 g,各加入15 mL DMSO,于50 ℃破壁10 min。之后,以菌體∶溶劑=1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25(w/v)分別加入丙酮,常溫浸提10 min,4000 r/min離心10 min。收集上清液,稀釋20倍,在474 nm下測(cè)定吸光值,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,蝦青素提取量按公式(1)計(jì)算。

1.2.6 浸提時(shí)間的選擇 稱取5份法夫酵母菌體,每份10 g,各加入15 mL DMSO,于50 ℃破壁10 min。之后,各加入150 mL丙酮,常溫下分別浸提10、20、30、40、50 min,4000 r/min離心10 min。收集上清液,稀釋20倍,在474 nm下測(cè)定吸光值,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,蝦青素提取量按公式(1)計(jì)算。

1.2.7 浸提次數(shù)的選擇 稱取10 g法夫酵母菌體,加入15 mL DMSO,于50 ℃破壁10 min。之后,加入150 mL丙酮,常溫浸提30 min,4000 r/min離心10 min,收集上清液;將菌體分別進(jìn)行第二次、第三次浸提,方法同上,將每次收集的上清液分別稀釋20倍,在474 nm下測(cè)定吸光值,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,蝦青素提取量按公式(1)計(jì)算。

1.2.8 正交實(shí)驗(yàn)方法 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用正交實(shí)驗(yàn),以破壁溫度、料液比、浸提時(shí)間作為3個(gè)考察因素,選取3水平進(jìn)行實(shí)驗(yàn),按L9(34)正交表(表1)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),確定法夫酵母中蝦青素提取的最佳條件。

表1 法夫酵母蝦青素提取正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels for the extraction of astaxanthin from Phaffia rhodozyma by orthogonal experiment

1.2.9 提取物中蝦青素純度的測(cè)定

1.2.9.1 蝦青素標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 準(zhǔn)確稱取10 mg蝦青素標(biāo)準(zhǔn)品,先用極少量二氯甲烷充分溶解,隨后用色譜純甲醇將其定容至100 mL,制成濃度為0.1 mg/mL的蝦青素母液。取適量的母液,用色譜純甲醇分別稀釋成濃度為1、2、3、4、6、8、10 μg/mL的蝦青素標(biāo)準(zhǔn)溶液。用高壓液相色譜法測(cè)定蝦青素標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰面積。以蝦青素標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和峰面積為指標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.9.2 蝦青素純度的測(cè)定 采用高壓液相色譜法測(cè)定提取物中蝦青素的純度。溶劑系統(tǒng)由超純水(A泵)及甲醇(B泵)組成,使用ZORBAX SB-C18色譜柱(100 mm×2.1 mm,I.D.,3.5 μm)進(jìn)行洗脫。洗脫條件如表2所示,流速0.2 mL/min,柱溫35 ℃,進(jìn)樣量5 μL,檢測(cè)波長(zhǎng)474 nm。

表2 HPLC梯度洗脫條件Table 2 The HPLC gradient elution condition

1.2.10 數(shù)據(jù)分析 單因素實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007、SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并繪圖。正交實(shí)驗(yàn)運(yùn)用正交設(shè)計(jì)助手Ⅱv3.1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 蝦青素標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以蝦青素濃度(μg/mL)為橫坐標(biāo),吸光度(OD474)為縱坐標(biāo)繪制蝦青素標(biāo)準(zhǔn)曲線,如圖1所示。所得方程為y=0.066x+0.000,R2=0.999(y,吸光度(OD474);x,蝦青素濃度(μg/mL)),方程線性關(guān)系良好。由此可知,蝦青素提取量的計(jì)算公式(1)中a為0.066。

圖1 蝦青素標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Astaxanthin calibration curve

2.2 提取溶劑對(duì)蝦青素提取的影響

由于蝦青素難溶于水,根據(jù)相似相溶原理,選取合適的有機(jī)溶劑對(duì)蝦青素進(jìn)行提取,結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同提取溶劑對(duì)蝦青素提取的影響Fig.2 Effects of different solvents on the extraction of astaxanthin注:柱子上方的小寫字母表示顯著性分析結(jié)果,不同字母代表具有顯著性差異(p<0.05);圖3～圖7同。

由圖2可知,提取溶劑不同,蝦青素的提取量不同。提取溶劑為丙酮時(shí),蝦青素的提取量最高,為3.73 mg/g;當(dāng)提取溶劑為甲醇、乙酸乙酯、乙醇和正丁醇時(shí),蝦青素的提取量依次降低;提取溶劑為石油醚時(shí),蝦青素的提取量最低,僅為0.75 mg/g。方差分析表明,丙酮與其他提取溶劑具有顯著性差異(p<0.05)。倪輝等也報(bào)道采用不同溶劑從0.1 g法夫酵母菌體提取蝦青素,丙酮具有較好的提取效果,其蝦青素濃度可達(dá)到2.44 μg/mL[16]。另外,丙酮作為提取溶劑,還具有操作方便的特點(diǎn)[11],故選取丙酮作為提取溶劑進(jìn)行后續(xù)的實(shí)驗(yàn)。

2.3 DMSO用量對(duì)蝦青素提取的影響

二甲基亞砜(DMSO)是一種既溶于水又溶于有機(jī)溶劑的極性溶劑,是一種良好的滲透增強(qiáng)劑。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道DMSO可以進(jìn)入細(xì)胞使溶于其中的蛋白變性[20],由于法夫酵母的細(xì)胞壁由糖蛋白等成分組成,因而DMSO可以使法夫酵母的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)遭到破壞,使蝦青素溶解出來(lái)。此外,DMSO破壁還不會(huì)對(duì)蝦青素的結(jié)構(gòu)造成破壞[14-15]。因此,采用不同體積的DMSO進(jìn)行法夫酵母破壁,以獲得最適DMSO用量,結(jié)果如圖3所示。

圖3 DMSO用量對(duì)蝦青素提取的影響Fig.3 Effects of DMSO dosage on the extraction of astaxanthin

由圖3可知,當(dāng)菌體∶DMSO=1∶2.5(w/v)時(shí),蝦青素提取量最高,達(dá)到2.09 mg/g;菌體∶DMSO=1∶1(w/v)時(shí),蝦青素的提取量最少,提取量為1.24 mg/g。方差分析表明,菌體∶DMSO=1∶1(w/v)與其他DMSO用量在蝦青素的提取量上存在顯著性差異(p<0.05),菌體∶DMSO在(1∶1.5～1∶2.5,w/v)之間時(shí),蝦青素的提取量沒(méi)有明顯的差異(p>0.05)。綜合考慮破壁效果及后期DMSO的去除,選取菌體∶DMSO=1∶1.5(w/v)進(jìn)行破壁。

2.4 破壁溫度對(duì)蝦青素提取的影響

不同破壁溫度對(duì)蝦青素提取的影響結(jié)果如圖4所示。

圖4 破壁溫度對(duì)蝦青素提取的影響Fig.4 Effects of disrupting the cell wall on the extraction of astaxanthin at different temperatures

由圖4可知,隨著破壁溫度的升高,蝦青素的提取量先增加后降低。當(dāng)破壁溫度在35～50 ℃范圍內(nèi),隨著破壁溫度的升高,蝦青素的提取量升高,當(dāng)破壁溫度為50 ℃時(shí),蝦青素的提取量最高,達(dá)到2.91 mg/g;當(dāng)破壁溫度為55 ℃時(shí),蝦青素的提取量降低,為2.39 mg/g。溫度對(duì)法夫酵母破壁后蝦青素的影響由破壁效果和降解作用決定。當(dāng)溫度低于50 ℃時(shí),溫度對(duì)法夫酵母破壁主要具有促進(jìn)作用,所以在35～50 ℃范圍內(nèi),破壁效果不斷增加,蝦青素的提取量不斷升高;當(dāng)溫度高于50 ℃時(shí),溫度對(duì)蝦青素的影響主要是降解作用,高溫破壞了蝦青素的結(jié)構(gòu)[11],所以蝦青素的提取量又降低。方差分析表明,破壁溫度50 ℃與35 ℃存在顯著性差異,破壁溫度40、45、50、55 ℃之間沒(méi)有明顯的差異(p>0.05)。因此,根據(jù)各破壁溫度下蝦青素的提取效果,選取50 ℃為最適破壁溫度。

2.5 料液比對(duì)蝦青素提取的影響

不同料液比對(duì)蝦青素提取的影響結(jié)果如圖5所示。

圖5 料液比對(duì)蝦青素提取的影響Fig.5 Effects of solid to liquid ratio on the extraction of astaxanthin

由圖5可知,隨著料液比的減小,蝦青素的提取量先增加后降低。當(dāng)料液比在1∶5～1∶15 (w/v)范圍內(nèi),隨著料液比的減小,蝦青素的提取量升高,當(dāng)料液比為1∶15 (w/v)時(shí),蝦青素的提取量最高,達(dá)到3.55 mg/g;當(dāng)料液比在1∶15～1∶25 (w/v)范圍內(nèi),蝦青素的提取量先降后升;當(dāng)料液比為1∶5 (w/v)時(shí),蝦青素的提取量最低,為2.70 mg/g。方差分析表明,料液比1∶15 (w/v)與1∶5 (w/v)存在顯著性差異,料液比1∶15 (w/v)與1∶10、1∶20、1∶25 (w/v)之間沒(méi)有明顯的差異(p>0.05)。綜合考慮溶劑使用量及提取效果選取料液比1∶15為最適料液比。

2.6 浸提時(shí)間對(duì)蝦青素提取的影響

浸提時(shí)間對(duì)蝦青素提取的影響結(jié)果如圖6所示。

圖6 浸提時(shí)間對(duì)蝦青素提取的影響Fig.6 Effects of extraction time on the extraction of astaxanthin

由圖6可知,隨著浸提時(shí)間的增加,蝦青素的提取量先增加后降低。當(dāng)浸提時(shí)間在10～30 min范圍內(nèi),隨著浸提時(shí)間的增加,蝦青素的提取量升高,當(dāng)浸提時(shí)間為30 min時(shí),蝦青素的提取量最高,達(dá)到3.40 mg/g;當(dāng)浸提時(shí)間大于30 min時(shí),隨著浸提時(shí)間的增加,蝦青素的提取量降低,浸提時(shí)間為50 min時(shí),蝦青素的提取量為3.24 mg/g。方差分析表明,每組浸提時(shí)間之間沒(méi)有顯著性差異(p>0.05)。但由于浸提時(shí)間30 min時(shí)提取的蝦青素含量相對(duì)較高,故選取30 min作為最佳浸提時(shí)間。

2.7 浸提次數(shù)對(duì)蝦青素提取的影響

浸提次數(shù)對(duì)蝦青素提取的影響結(jié)果如圖7所示。

圖7 浸提次數(shù)對(duì)提取效果的影響Fig.7 Effects of the number of time on the extraction of astaxanthin

由圖7可知,每次浸提液中蝦青素的提取量不同,第1次浸提已得到大量蝦青素(4.55 mg/g);第2次浸提得到少量蝦青素(1.55 mg/g);第3次浸提得到的蝦青素最少(0.58 mg/g)。說(shuō)明破壁后的法夫酵母經(jīng)過(guò)兩次浸提,就可得到大部分的蝦青素。方差分析表明,各浸提次數(shù)之間存在顯著性差異(p<0.05)。從經(jīng)濟(jì)高效的原則出發(fā),本實(shí)驗(yàn)以提取兩次為最佳提取次數(shù)。

2.8 正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,丙酮作為提取溶劑時(shí),蝦青素的提取量最大,結(jié)合文獻(xiàn)[14]也報(bào)道丙酮是蝦青素良好的提取溶劑,確定最佳提取溶劑為丙酮;DMSO用量在菌體∶DMSO為1∶1.5～1∶2.5(w/v)時(shí),蝦青素的提取量變化不大,浸提兩次已提取出大部分蝦青素,從節(jié)省溶劑及后期純化效率考慮,確定DMSO用量為菌體∶DMSO=1∶1.5(w/v),浸提次數(shù)為兩次。在此實(shí)驗(yàn)條件下,選取破壁溫度、料液比、浸提時(shí)間進(jìn)行四因素三水平的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3。

表3 法夫酵母蝦青素提取的正交實(shí)驗(yàn)Table 3 Extraction of astaxanthin from Paffia rhodozyma by orthogonal experiment

由表3的極差分析可知,RA>RB>RC,各因素對(duì)法夫酵母蝦青素提取量的影響依次為破壁溫度(A)>料液比(B)>浸提時(shí)間(C)。根據(jù)極差分析得到提取法夫酵母蝦青素的最佳條件為A1B3C3,即:破壁溫度45 ℃,料液比1∶20,浸提時(shí)間40 min。

2.9 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

采用最佳提取條件,取法夫酵母菌體進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,在最佳提取條件下,蝦青素的提取量為4.42 mg/g。

2.10 提取物中蝦青素純度的測(cè)定

根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法1.2.9.1繪制出蝦青素的標(biāo)準(zhǔn)曲線,如圖8所示。標(biāo)準(zhǔn)曲線方程式為y=99.125x+0.3925,R2=0.9995(y,峰面積;x,蝦青素濃度(μg/mL)),線性關(guān)系良好。

圖8 蝦青素的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.8 The standard curve of astaxanthin

采用HPLC分析方法,對(duì)最佳提取條件下得到的提取物進(jìn)一步進(jìn)行蝦青素純度的測(cè)定,結(jié)果如圖9所示。由圖9可知,提取物的主要成分為蝦青素。根據(jù)蝦青素的標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到提取物中蝦青素的純度為43.5%。

圖9 蝦青素標(biāo)準(zhǔn)品和提取物的高效液相色譜圖Fig.9 HPLC chromatograms of astaxanthin standard and the extract

3 結(jié)論

通過(guò)單因素及正交實(shí)驗(yàn),優(yōu)化了法夫酵母中蝦青素的提取條件,影響蝦青素提取量的各主要因素排序?yàn)?破壁溫度>料液比>浸提時(shí)間;最佳提取條件為:丙酮為提取溶劑、DMSO用量1∶1.5(菌體:DMSO,w/v)、浸提2次、破壁溫度45 ℃、料液比1∶20、浸提時(shí)間40 min;優(yōu)化后蝦青素的提取量為4.42 mg/g,提取物中蝦青素的純度為43.5%。法夫酵母作為蝦青素的重要來(lái)源之一,蝦青素的提取條件一直備受關(guān)注。如采用乳酸破壁,酸加量為15 mL/g,用丙酮浸提蝦青素,其提取量為 1.37 mg/g[21]。與之相比,本文采用DMSO破壁,不僅DMSO用量少,節(jié)約成本,減少了環(huán)境污染;而且蝦青素的提取量相對(duì)較高,具有較好的開發(fā)應(yīng)用前景。

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Effects of disrupting conditions on extracting astaxanthin fromPhaffiarhodozymaby DMSO method

HUANG Ying1,WANG Kai1,DONG Cong-cong1,NI Hui1,2,3,4,YANG Yuan-fan1,2,3,4, HUANG Gao-ling1,2,3,4,CAI Hui-nong1,2,3,4,DU Xi-ping1,2,3,4,*

(1.College of Food and Bioengineering,Jimei University,Xiamen 361021,China; 2.Fujian Provincial Key Laboratory of Food Microbiology and Enzyme Engineering,Xiamen 361021,China; 3.Research Center of Food Biotechnology of Xiamen City,Xiamen 361021,China; 4.Key Laboratory of Systemic Utilization and Indepth Processing of Economic Seaweed, Xiamen Southern Ocean Technology Center of China,Xiamen 361021,China)

In order to evaluate the possibility of extracting astaxanthin fromPhaffiarhodozymadisrupted cell wall by DMSO method,influences of several factors such as type of solvent,dosage of DMSO,temperature,the ratio of solid to liquid,extraction time and extracting times on recovery of astaxanthin fromPhaffiarhodozymawere studied and conditions for disrupting the yeast cell wall were optimized. Results showed that acetone was the optimal solvent for extracting astaxanthin. The effect significance of extraction temperature,the ratio of solid to liquid and extraction time were gradually decreased on recovery of astaxanthin. The optimal conditions obtained from single factor and orthogonal experiment were as follows:acetone as the extracting solvent,1∶1.5 dosage of DMSO,2 times of extraction,45 ℃ of extraction temperature,1∶20 of the ratio of solid to liquid and 40 min of extraction time. Under the optimal conditions,the astaxanthin recovery fromPhaffiarhodozymawas 4.42 mg/g.

Phaffiarhodozyma;astaxanthin;DMSO;orthogonal experiment;extraction

2017-02-21

黃瑩(1992-)，女，碩士研究生，主要從事天然化合物分離純化及生物活性研究，E-mail：1970838353@qq.com。

*通訊作者:杜希萍(1978-)，女，博士，副教授，主要從事天然產(chǎn)物化學(xué)研究，E-mail：xipingdu@jmu.edu.cn。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31501448)；福建省教育廳項(xiàng)目(JA15266)；廈門市海洋漁業(yè)局(南方海洋中心)項(xiàng)目(14CZP035HJ09)。

TS254.1

B

1002-0306(2017)15-0212-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.15.040