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摘 要

天然虾青素具有极高的保健应用价值，而雨生红球藻是重要来源之一。首先，本次实验尝试从雨生红球藻破壁预处理，探讨其对超临界CO₂萃取的影响。在预处理的基础上，采取单因素优化实验，探讨萃取夹带剂种类、萃取釜压力、萃取釜温度、静态提取和动态提取的最优条件。结果表明湿法研磨可以使破壁率接近100%；1 h提取率可达69.3%。优化超临界的最适萃取夹带剂为50%乙醇 50%食用油，萃取釜最适压力为40 MPa。最适萃取温度为70 ℃，萃取效果为动静提取为最优。当在优化的最适萃取条件下，最优的萃取方式为静态1 h，动态2 h； 虾青素的提取率可达95.2%；而提取过程提取物中虾青素含量可达3.76%。

关键词： 雨生红球藻 预处理 虾青素 超临界CO₂萃取

Study on the Rapid Breaking and Extraction of Astaxanthin from Haematococcus pluvialis

Abstract

Natural astaxanthin has a very high value for health care applications, while Haematococcus pluvialis is one of the important sources. In this experiment, we first studied the effects of different wall pretreatment on supercritical CO2 extraction. On this basis, the extraction entrainer type, extraction kettle pressure, extraction kettle temperature, static extraction and dynamic extraction were optimized. The results showed that the wetting rate could be close to 100%, and the extraction rate was up to 69.3%.The best extraction entrainer type is 50% ethanol 50% edible oil, the best kettle pressure is 40MPa,and the best extraction temperature is 70 ℃, static combine with dynamic extraction is the best extraction way. The optimum extraction conditions were static 1h and dynamic 2h. Therfore, the yield of the astaxanthin is 93.2%, the purity of astaxanthin was 3.76% as well. This study has grand significance for the extraction of astaxanthin.

Key Words: Wet grinding; Haematococcus pluvialis; astaxanthin; Supercritical CO₂ extraction

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 虾青素的简介 1

1.2雨生红球藻及破碎方法 1

1.3虾青素的提取方法 2

1.3.1有机溶剂法 2

1.3.2酶法 3

1.3.3超临界CO₂萃取法 3

第二章 材料与方法 4

2.1实验材料与仪器 4

2.1.1实验材料 4

2.1.2 实验仪器 4

2.1.3 实验试剂 5

2.2实验方法 5

2.2.1 标准曲线建立方法 5

2.2.2 雨生红球藻的破壁处理方法 5

2.2.3超临界CO₂萃取虾青素及条件优化 6

2.3检测方法 8

2.3.1 虾青素的破壁率 8

2.3.2虾青素的提取率 8

2.3.3虾青素的含量测定 9

第三章 结果与讨论 11

3.1 虾青素检测标准曲线的建立 11

3.2 雨生红球藻破壁预处理 11

3.2.1 有机溶剂溶胀 11

3.2.2 干法研磨 12

3.2.3 湿法研磨 12

3.3 超临界CO2萃取虾青素及条件优化 13

3.3.1预处理后雨生红球藻虾青素萃取 13

3.3.2 萃取夹带剂优化 14

3.3.3 萃取釜压力优化 15

3.3.4 萃取釜温度优化 16

3.3.5 静态提取与动态提取影响 17

3.4 展望 18

参考文献 20

致 谢 23

第一章 引言

1.1 虾青素的简介

天然的虾青素^[1]可以很好的清理体内细胞中的氧自由基，并且增强细胞的再次重生的能力。所以，虾青素在保持细胞生长的平衡，减少老化细胞的积累上具有强大的作用。因而，虾青素是一个强大的抗氧化剂。

天然虾青素的抗氧化效力，是类胡萝卜素里面最好的。其中，天然虾青素清理的能力是Vitamin C的6000倍，是Anthocyanin的700倍。这是因为，天然虾青素，它能够通过BBB的唯一化合物^[2]。除此之外^[3]，由于虾青素的很强的抗氧化效力，可以对晒伤进行有效处理。特别是当皮肤曝晒于强光之下，尤其是紫外光时，当机体摄入足够多的虾青素，可以有效的减少光照的伤害，避免皮肤癌的发生。也有研究认为^[4]，虾青素和癌症的发病率和死亡率有一定的关系。即，机体摄入虾青素，可以降低癌症发作和死亡。因此，在治疗癌症病人时，可用虾青素等类胡萝卜素降低癌症的发作。在体内^[5]，虾青素可以提高高密度脂蛋白（High Density Lipoprotein，HDL）的浓度，降低低密度脂蛋白(Low Density Lipoprotein, LDL)的浓度。Chew et al.将虾青素运用于动物实验的过程中发现^[6]，虾青素不仅可以使动物的免疫力得到极大的增强，还可以通过补充虾青素，让老龄动物一部分的免疫力得到恢复。由上可得，正是因为虾青素的巨大作用，在工业生产中，虾青素都具有很高的实用价值。

1.2雨生红球藻及破碎方法

雨生红球藻属于绿藻门中的红球藻属^[7]。由于其在高盐度，温度高，营养缺乏，强光等其他逆境条件，可以快速合成，并大量生成虾青素（通常可达1.5%-3%）。所以，雨生红球藻^[8]又是出现在Dunaliella、Spirulina之后的另一种经济微藻。

常用有机溶剂^[9]的提取方法不能完全从雨生红球藻提取虾青素，提取率往往小于50％，提取率是比较低。粉碎破坏细胞壁的通常使用的方法是^[10]：酶，物理破碎法和化学降解。

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