南美白对虾中虾青素类化合物在贮藏及加工过程中变化规律的研究

发布时间：2017-05-22 16:09

  本文关键词：南美白对虾中虾青素类化合物在贮藏及加工过程中变化规律的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：虾青素(Astaxanthin)作为一种天然的类胡萝卜素,广泛存在于虾、蟹、藻等海洋动植物体内,具有抗肿瘤、抗炎、免疫调节、降低氧化损伤等多种生理活性。本论文通过建立水产品中虾青素及虾青素酯分子种、虾青素光学异构体以及虾青素及虾青素酯自氧化产物的分析方法,对多种水产品中虾青素及虾青素酯类化合物进行了分析测定。又在此基础上,深入探究了贮藏加工过程中南美白对虾虾青素及虾青素酯的变化规律。本论文的研究和结果为对虾的综合利用和品质评价以及虾青素类化合物的后续研究提供了理论基础和科学依据。本文主要内容包括以下几个部分：1.采用C30-HPLC-DAD-(APCI)-MS/MS方法,对水产品中虾青素及虾青素酯组成进行深入分析。以YMCC30柱(4.6mm×250mm,5μm)为分离柱,通过调整流动相中经甲基叔丁基醚的梯度洗脱,实现了不同样品提取物中虾青素类化合物的良好分离。采用该方法对南美白对虾、雨生红球藻、南极磷虾、梭子蟹、三文鱼等中虾青素及虾青素酯分子种进行了分析。结果表明,雨生红球藻和南美白对虾中,虾青素主要以单酯形式存在,分别占总虾青素类化合物的57.05%和58.65%,而在南极磷虾中虾青素则以双酯为主,占68.20%；在梭子蟹中的总虾青素中,虾青素占68.53%;三文鱼中则只存在全反式虾青素。2.建立一种高效液相色谱手性拆分法分析不同生物中三种虾青素光学异构体含量的方法。以Chiralpak IC(4.6mm×250mm,5μm)色谱柱为固定相,以甲二1.0mL/min,基叔丁基醚-乙腈(95：5,v/v)为流动相,采用等度洗脱,流速极管阵列检测器(DAD)检测波长为476nm,选用雨生红球藻、红法夫酵母、南美白对虾、中国对虾、日本对虾、三文鱼、梭子蟹等七种生物样品为研究对象,分析其虾青素光学异构体,线性范围为0.1～50mg/L,相关系数r2=0.9999,回收率86.2%-98.3%,方法稳定性良好。3.建立了一种HPLC-(APCI)-MS/MS分析虾青素及虾青素二十二碳六烯酸酯自氧化产物的方法。以YMCC30柱(4.6mm×250mm,5μm)为分离柱,采用甲醇和甲基叔丁基醚梯度洗脱,分离了17种虾青素及虾青素二十二碳六烯酸酯(Astaxanthin DHA esters)自氧化产物。利用质谱子离子扫描和母离子扫描模式对自动产物进行了鉴定并解析了其裂解规律,其中,产物阿扑类虾青素酮或醛是以失水为主要特征,阿扑类虾青素二十二碳六烯酸酮酯或醛酯则是以失去脂肪酸为主要特征。虾青素自氧化产物中,主要以阿扑-12'-虾青素醛和阿扑-14'-虾青素醛为主,相对含量分别为43.9%和19.2%。虾青素二十二碳六烯酸单酯,阿扑-13-虾青素酮二十二碳六烯酸酯,阿扑-14'-虾青素醛,相对较多,分别占总产物的18.0%和17.5%。在虾青素二十二碳六烯酸双酯氧化物中,阿扑-13-虾青素酮二十二碳六烯酸酯最为丰富,占总产物的42.3%。4.采用所建立的分析方法探究了冰温及冷冻贮藏过程对南美白对虾的虾青素类化合物稳定性的影响及其变化规律。总虾青素、虾青素酯及游离虾青素贮藏前期下降较缓慢,后期下降速度较快,其中总虾青素与TVB-N含量呈现显著负相关。冰温贮藏7天和冷冻贮藏12周内,全反式虾青素下降了52.35%和49.85%,而13-顺-虾青素含量先升高后下降,并伴随9-顺-虾青素的产生。南美白对虾中,虾青素十八碳烷一烯酸单酯(Asta-C18:1)和虾青素二十二碳六烯酸单酯(Asta-C22:6),在冰温贮藏7天内分别损失了35.15%和33.78%；在冷冻贮藏4周内分别损失了7.96%和6.33%。虾青素二十二碳六烯酸双酯(Asta-C22:6/C22:6)以及虾青素二十二碳六烯酸／十八碳一烯酸双酯(Asta-C22:6/C18:1)在在冰温贮藏7天内分别损失了20.13%和33.27%；在冷冻贮藏4周内分别损失了6.50%和7.13%。虾青素及虾青素酯的主要氧化产物会随着贮藏时间而不断增加,同时与酚氧化酶和脂肪氧化酶酶活呈现显著正相关。5.采用所建立的分析方法探究了微波、水煮及油炸热加工过程中南美白对虾中虾青素类化合物稳定性的影响及其变化规律。结果表明,热加工过程中南美白对虾的总虾青素含量均下降,其中微波方式较为温和。热加工前3min内,全反式虾青素(all-trans-astaxanthin)损失了8.72～32.81 μg/100 g,而13-顺-虾青素(13-cis-astaxanthin)增加了2.38～4.58 μg/100 g。虾青素双酯与单酯相比降解更慢,在微波、水煮以及油炸处理3min时,虾青素二十二碳六烯酸单酯(Asta-C22:6)分别下降了73.51%,76.88%及85.34%；而虾青素二十二碳六烯酸双酯(Asta-C22:6/C22:6)下降了43.81%,48.88%及65.26%。含有二十二碳五烯酸(EPA,C20:5)和二十二碳六烯酸(DHA,C22:6)的虾青素单酯热稳定性弱于其他单酯分子种。而在双酯分子种中,含有多不饱和脂肪酸的虾青素双酯则表现出更强的热稳定性。南美白对虾虾青素酯氧化程度随着热加工强度和时间的增加而不断升高。
【关键词】：虾青素 虾青素酯 南美白对虾 液相色谱-质谱联用 加工 贮藏 氧化产物
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS254.4
【目录】：

• 摘要5-8
• Abstract8-16
• 0 前言16-31
• 0.1 虾青素及虾青素酯概述16-18
• 0.1.1 结构性质16
• 0.1.2 虾青素的异构体16-17
• 0.1.3 分布及存在形态17-18
• 0.1.4 生理活性及应用18
• 0.2 虾青素及虾青素酯的提取分离方法18-22
• 0.2.1 提取方法19-21
• 0.2.2 分离方法21-22
• 0.3 虾青素及虾青素酯的分析检测方法22-25
• 0.3.1 定性分析22-24
• 0.3.2 定量分析24-25
• 0.4 虾青素氧化降解的研究进展25-28
• 0.4.1 自氧化26
• 0.4.2 H_2O_2氧化26-27
• 0.4.3 次氯酸氧化27
• 0.4.4 其他氧化反应27-28
• 0.5 南美白对虾的贮藏及加工方式研究进展28-29
• 0.5.1 南美白对虾概述28
• 0.5.2 常用贮藏方式28-29
• 0.5.3 加工方式研究进展29
• 0.6 本研究的目的和意义29-31
• 第一章 水产品中虾青素及虾青素酯分析方法建立31-62
• 引言31-32
• 第一节 C30-HPLC-DAD-(APCI)MS/MS法分析虾青素及虾青素酯分子种32-46
• 1 实验材料和仪器32-33
• 1.1 实验原料32-33
• 1.2 实验试剂33
• 1.3 主要仪器33
• 1.4 色谱柱33
• 2 实验方法33-35
• 2.1 标准溶液配制33-34
• 2.2 虾青素几何异构体的制备34
• 2.3 样品前处理34
• 2.4 实验条件34-35
• 2.4.1 色谱条件34-35
• 2.4.2 质谱条件35
• 2.5 数据处理与分析35
• 3 结果与讨论35-46
• 3.1 虾青素及虾青素酯的高效液相色谱分离35-37
• 3.2 虾青素及虾青素酯质谱裂解规律分析37-39
• 3.2.1 游离虾青素及异构体质谱裂解规律37-38
• 3.2.2 虾青素单酯质谱裂解规律38-39
• 3.2.3 虾青素双酯质谱裂解规律39
• 3.3 不同水产品中虾青素及虾青素酯分子种比较分析39-46
• 3.3.1 不同水产品中虾青素及虾青素酯分子种组成40-43
• 3.3.2 不同水产品中虾青素及虾青素酯相对含量比较43-46
• 第二节 高效液相色谱法定量分析虾青素光学异构体46-52
• 1 材料和仪器46-47
• 1.1 实验原料46
• 1.2 实验试剂46
• 1.3 主要仪器46
• 1.4 色谱柱46-47
• 2 实验方法47-48
• 2.1 样品溶液配制47
• 2.2 样品溶液酶解47
• 2.3 色谱条件47
• 2.4 线性实验47-48
• 2.5 方法学考察48
• 2.5.1 回收率考察48
• 2.5.2 仪器精密度48
• 2.5.3 稳定性48
• 3 结果与讨论48-52
• 3.1 色谱条件的优化48-50
• 3.1.1 色谱柱的选择48-49
• 3.1.2 流动相溶剂系统的优化49-50
• 3.2 定量线性范围及检出限50
• 3.3 方法学考察50-51
• 3.3.1 回收率考察50-51
• 3.3.2 仪器精密度51
• 3.3.3 稳定性51
• 3.4 样品中虾青素光学异构体含量测定51-52
• 第三节 HPLC-APCI-MS/MS法分析虾青素及虾青素酯自氧化产物52-61
• 1 材料和仪器52-53
• 1.1 实验试剂52-53
• 1.2 主要仪器53
• 1.3 色谱柱53
• 2 实验方法53-54
• 2.1 样品制备53
• 2.2 实验条件53-54
• 2.2.1 色谱条件53-54
• 2.2.2 质谱条件54
• 3 结果与讨论54-61
• 3.1 虾青素及虾青素二十二碳六烯酸酯自氧化产物的色谱分离54-55
• 3.2 虾青素自氧化产物质谱分析及裂解规律55-57
• 3.3 虾青素二十二碳六烯酸酯自氧化产物质谱分析及裂解规律57-59
• 3.4 虾青素及虾青素酯自氧化路径及产物相对含量分析59-61
• 小结61-62
• 第二章 南美白对虾贮藏过程对虾青素及虾青素酯的影响62-76
• 引言62
• 1 材料与仪器62-63
• 1.1 实验原料62
• 1.2 试剂62-63
• 1.3 主要仪器63
• 1.4 色谱柱与填料63
• 2 实验方法63-66
• 2.1 标准溶液配制63
• 2.2 样品贮藏与前处理63-64
• 2.2.1 贮藏条件63-64
• 2.2.2 样品前处理及样品溶液的制备64
• 2.3 虾青素含量及虾青素酯分子种分析64
• 2.3.1 色谱条件64
• 2.3.2 标准曲线测定64
• 2.3.3 质谱条件64
• 2.4 虾青素及虾青素酯氧化产物测定64-65
• 2.4.1 色谱条件65
• 2.4.2 质谱条件65
• 2.5 pH、酶活及TVB-N测定65-66
• 2.5.1 pH测定65
• 2.5.2 TVB-N测定65
• 2.5.3 相关酶活测定65-66
• 3 结果及讨论66-75
• 3.1 贮藏过程中南美白对虾中总虾青素的变化66-69
• 3.1.1 贮藏过程中总虾青素、虾青素酯及游离虾青素的含量分析66-68
• 3.1.2 贮藏过程中TVB-N与总虾青素的含量相关性分析68-69
• 3.2 冰温保藏、冷冻保藏方式对游离虾青素的影响69-70
• 3.3 冰温保藏、冷冻保藏方式对虾青素酯的影响70-72
• 3.4 冰温保藏、冷冻保藏方式中虾青素及虾青素酯的氧化分析72-75
• 3.4.1 虾青素及虾青素酯的氧化分析72-74
• 3.4.2 氧化程度与酚氧化酶、脂肪氧化酶相关性分析74-75
• 4 小结75-76
• 第三章 几种常见热加工方式对南美白对虾虾青素及虾青素酯的影响76-89
• 引言76
• 1 材料与仪器76-77
• 1.1 实验材料76
• 1.2 实验试剂76-77
• 1.3 主要仪器77
• 1.4 色谱柱77
• 2 实验方法77-78
• 2.1 南美白对虾热加工方法77
• 2.2 标准溶液配制77
• 2.3 样品前处理77-78
• 2.4 虾青素含量及虾青素酯分子种分析78
• 2.4.1 色谱条件78
• 2.4.2 标准曲线测定78
• 2.4.3 质谱条件78
• 2.5 虾青素及虾青素酯氧化产物的测定78
• 2.5.1 色谱条件78
• 2.5.2 质谱条件78
• 3 结果与讨论78-87
• 3.1 热加工方式对总虾青素的影响78-80
• 3.2 热加工对游离虾青素及其几何异构体的影响80-83
• 3.3 热加工方式对虾青素酯的影响83-87
• 3.3.1 总虾青素酯的含量变化84
• 3.3.2 虾青素双酯的变化规律分析84-85
• 3.3.3 虾青素单酯的变化规律分析85-87
• 3.4 热加工对虾青素及虾青素酯的氧化分析87
• 4 小结87-89
• 论文结论89-91
• 论文创新点91-92
• 参考文献92-100
• 致谢100-101
• 个人简历101-102
• 发表学术论文102

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