虾壳红色素的提取及应用现状【文献综述】

《虾壳红色素的提取及应用现状【文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

毕业论文文献综述食品科学与工程虾壳红色素的提取及应用现状[摘要]虾壳红色素作为天然色素的一种，因其具有超强的抗氧化性等特性，使其在生物医药，食品添加剂，化妆品等行业中有着其他色素不可替代的作用。本文概述了虾壳红色素可采用的提取方法，并且对虾壳红色素的稳定性研究，抗氧化性的应用及其展望做出了综述。[关键词]虾壳；红色素；提取；稳定性；抗氧化性；应用1.前言我国龙虾的资源非常丰富，龙虾体内不仅蕴含着丰富的营养价值，其肉质也非常的鲜美，因此龙虾在我国是一种深受人们喜爱的食品，但是由此也带来了大量的固体废弃物：虾头和虾壳，如果将它们仅以废弃物处理，不仅污染环境,更是一种资源的浪费，据有关研究发现虾头和虾壳内含有高于20%的蛋白质和将近5%的天然色素，龙虾壳红色素是可以从龙虾壳中提取出来的一种天然色素，随着人们养生意识的逐渐加强,人们了解到大部分的合成色素对人体都是有害的，因此合成色素越来越受到人们的摒弃，而对龙虾壳红色素等天然色素的开发逐渐成为许多研发项目的重心和热点。2.虾壳红色素可采用的提取方法2.1有机溶剂提取法有机溶剂提取法是目前提取色素的一种常用的方法，肖伟敏,吴素芬等[1]应用此法提取龙虾壳中的红色素并对提取工艺进行研究，经其研究发现采用有机溶剂提取法从龙虾壳中提取虾红素的平均产率为23.8%，其中最低产率为20.9%，最高产率达到26.6%。姜启兴，夏文水[2]也是利用有机溶剂提取法从龙虾壳中提取虾红素并对龙虾壳中色素的稳定性进行研究。优点：有机溶剂提取法萃取剂价格比较便宜且对所需设备的要求相对较低,。缺点：采用有机溶剂提取法提取某些产品所得到的产率也相对偏低,在很大程度上影响了产品的开发价值。2.2超临界CO2流体萃取法5 超临界流体萃取技术(SupercriticalExtraction,简称SCE)是一项新型分离技术,它利用超临界流体(SupercriticalFluid,简称SCF)的独特优点,通过控制体系的压力和温度而使萃取物得到分离。廖传华，周玲等[3]将被萃取物粉碎后放入萃取器中密封,设定好萃取器的温度和压力；CO2从钢瓶出来以后,经低温浴槽冷却后成液态,由高压计量泵压缩入萃取器,与其中的原料接触及传质,节流膨胀后喷入分离器里，这时由于溶质在CO2中溶解度降低而从CO2中凝聚析出,汇集在分离器底部,而溶剂CO2则从分离器顶端引出,通过湿式气体流量计和玻璃转子流量计,分别记录其累积流量和瞬时流量值,最后将CO2循环使用。萃取器温度由萃取器夹套与一恒温水浴维持稳定。间隔一定时间取样,直到萃取完全,不再有萃取物放出。对萃取样品进行称量、分析。利用超临界CO2萃取色素萃取得率可达90%以上[3]。优点：采用超临界二氧化碳萃取取法兼备有气体低粘度、高扩散和流体的高密度、大溶解度两方面的特点。由于超临界CO2提取工艺简单,能耗低,萃取剂便宜,提取的产品具有纯度高,溶剂残留少,无毒副作用等优点,越来越受到人们的重视。缺点：设计周期长、设备投资大及实验结果的可靠性差[4]。2.3微波萃取法缪文玉，吴彩娥[5]微波是一种频率为300MHz、波长1×10-3~1m的高频电磁波。微波萃取（MicrowaveAssistedExtractionMAE）用样品中目标物分子在微波电磁场的作用下，从原来的热运动状态转为跟随微波交电磁场而快速排列取向（每秒2450兆次）的状态，使微波能量能够直接深入试样内部，作用于目标成分。从而降低没目标物与机基体的结合力，加速目标物从固相进入溶剂相得过程。在微波加热过程中物体发热程度或提取（消解或萃取）效率与微波频率、电磁场强度、介电常数、介质损耗值以及穿透能力（或称加热深度，通常有效深度为1-5cm）等因素有关。微波消解和萃取方式通常包括密闭式和开放式两种。其能在短时间内完成多种样品组分的萃取,溶剂用量少,结果重现性好。与传统的水蒸气蒸馏、索氏抽提等萃取技术相比，微波萃取技术可以降低生产时间、能源、溶剂的消耗以及废物的产生，同时可以提高收率和提纯浓度；其优越性不仅在于减低了操作费用，更重要的是符合环境保护的要求，是一种全新的“绿色”的萃取技术。因此，微波萃取以其独特的优势显示了良好的发展前景和巨大的应用潜力。优点：微波萃取法能在短时间内完成多种样品组分的萃取,即快速以及高效、加热均匀、控制方便、溶剂用量少、结果重现性好等特点。微波萃取克服了超临界萃取和溶剂萃取方法的上述缺陷,既降低了操作费用,又符合环境保护的要求,5 表现出良好的发展前景和巨大的应用潜力。缺点：当样品处理在密闭式萃取罐中进行时，高温高压条件下对制作样品管材料（聚四氟乙烯）的强度、耐热性、耐腐蚀性及其密封性的要求很高，而且高强度的聚砜外罐保护。2.4微波-超声协同萃取法微波-超声波萃取技术是将超声振动技术与微波开放式技术整合在一起，该项技术充分的运用了超声波的空化作用以及微波的高能作用，通过对温度、时间及功率等工作参数的设定和控制，以及萃取提取剂的选择，实现对目标成分的高效，快速的萃取，使用微波-超声协同萃取法萃取色素，经试验研究表明，与传统的萃取方法如有机溶剂法等相比，微波-超声协同萃取法萃取色素具有色素的提取速度更快，提取剂用量更少，更加节能等特点[6]。3虾壳红色素的稳定性研究姜启兴，夏文水[2]认为虾壳色素对光不稳定，经其研究发现在阳光直射6h色素损失可达93.2%，室温自然光照射6d色素损失可达78%；随着温度升高虾青素损失加快，温度超过70℃虾壳色素损失非常迅速；随着加热温度的提高在大于450nm时的吸收逐渐降低，而小于450nm处的吸收逐渐增强，色素的最大吸收波长有轻微蓝移倾向；色素在不同溶剂中最大吸收波长不同，在乙醇中比在丙酮中稳定，色素在钙、锌离子存在下稳定，但在亚铁、铜离子存在时迅速褪色，稳定性较差。缺点：未考虑溶解度、酸碱性对龙虾壳中色素的稳定性的影响。欧阳杰，赵佳丽等[7]认为天然色素的稳定性较差的原因与制作工序和灭菌方法有关,但主要原因还是色素本身的分子结构不稳定，若要使天然色素达到稳定的效果,可以使用稳定剂、抗氧化剂等来提高色素的稳定性，目前应用较多的抗氧化剂是黄酮类和单宁类化合物,它们对多种色素有明显的稳定作用；将天然色素混合使用,也可以有效地提高色素的稳定性。由上述文献大致可推得影响龙虾壳色素稳定性的因素主要有：温度、光照、溶剂、溶解性、酸碱性、金属离子、灭菌方法等。4.虾壳红色素的综合应用4.1在生物医药上的应用龙虾壳红色素在生物医药上的开发价值极大。汪振诚,陈永刚等[8]5 采用有机溶剂提取法提取龙虾壳中的红色素，经其研究发现龙虾壳红色素的抗氧化的效果是维生素C的10倍，拥有极强的抗氧化性，将龙虾壳红色素超强的抗氧化性应用在抗肿瘤方面效果显著；而Miki[9]发现虾红素自由基的清除能力是同为天然色素的β-胡萝卜素的10多倍，是维生素E的500多倍,在预防老年人心脑血管疾病上作用明显。优点：表明虾壳红色素在抗氧化和抗肿瘤细胞增殖方面具有明显的生物学功能,为虾壳废料的利用提供了依据。缺点：只以维生素C抗氧化性一例作对比，不能充分说明虾红素的超强抗氧化性。4.2在化妆品中应用龙虾壳红色素在化妆品行业上的应用前景也非常的广阔。随着人们生活及消费水平的逐渐提高，化妆产品越来越受到消费者的亲睐。大多数的化妆品它的主要功能就是抗氧化，维生E是目前国内外市场上应用在化妆品上最多而且是最主流的抗氧化剂，前已叙及龙虾壳红色素的自由基清除效果是维生素E的500多倍,还有经宋光泉等[10]研究发现，龙虾壳红色素还可以有效防止人体皮肤衰老。所以龙虾壳红色素很有潜力作为化妆品行业中又一主流抗氧化剂，开发出更具竞争性的化妆产品，它的工业开发价值及市场前景极大。4.3作为着色剂龙虾壳红色素在食品添加剂上的应用主要体现在着色上。经叶远涛[11]研究发现虾红素能使虹蹲体表、肌肉以及卵子有效且快速的着色并且对提高虹蹲鱼肉质的效果也非常显著。5、展望虾壳红色素无毒，是一种良好的食品着色剂，在抗氧化和抗肿瘤细胞增殖方面具有明显的生理学功能。此外，还能改善虹鳟等水产品的外观和肌肉颜色、禽蛋的色泽。因此，对虾壳红色素的提取以及抗氧化性的研究有着重要的实用价值和市场前景。参考文献[1]肖伟敏，吴素芬等.龙虾壳中红色素提取工艺的研究[J].山西食品工业，2005，（1）：6-7.[2]姜启兴，夏文水.龙虾壳中色素的稳定性研究[J].食品科学.，2006，27(7)：61-64.[3]廖传华，顾海明，黄振仁.超临界CO2萃取技术的应用和研究进展[J].粮油加工与食品机械，2002，（7）：26-27.5 [4]廖传华，黄振仁，顾国亮.固态物料超临界CO2萃取的传质模型[J].精细化工，2004，21(7)：503-506.[5]缪文玉，吴彩娥.微波萃取技术在食品中的研究进展[J].中国酿造，2008，(3)：1-3.[6]马利华,秦卫东等.超声波-微波协同提取牛蒡中类胡萝卜素[J].食品研究与开发，2007，28(1)：81-85.[7]欧阳杰，赵佳丽等.天然食用色素的稳定化技术研究进展[J].2006，(8)：182-184.[8]汪振诚，陈永刚等.虾壳红色素的抗氧化和抗肿瘤作用[J].东海海洋，1999，17（2）：26-29.[9]蒋林科,孙超.虾红素对小鼠肌肉组织和骨骼肌细胞中能量代谢相关基因mRNA表达的影响[J].生物工程学报，2009，25(3)：26-29.[10]宋光泉，阎杰等.天然虾青素的提取纯化及其应用[J].广东化工，2007，34（11）：63-66.[11]叶远涛.添加虾红素使虹鳟鱼肌肉和卵子着色试验报告[J].水产学杂志，1997，10（1）：55-56.5