超声辅助亚麻籽油提取小龙虾副产物虾青素的增效机制及抗氧化活性提升研究

本研究针对甲壳类加工副产物中虾青素(AX)传统提取效率低、氧化稳定性差等问题，创新性采用封闭式连续超声辅助提取(UAE)技术结合亚麻籽油(FO)溶剂，使冻干小龙虾副产物(CB)的AX提取量提升至1.9 mg AX g?1 FO，较传统方法提高20.6倍，同时显著增强DPPH•清除率(85.85%)和氧化稳定性(PV=0.56 mEqO2 /kg)，为高值化利用水产废弃物提供新方案。

　　

【研究背景】
路易斯安那州作为美国第二大水产生产基地，每年产生大量小龙虾(Procambarus clarkii)和虾类加工副产物(CB/SB)，其中CB占原料总重的85%，富含强效抗氧化剂虾青素(AX)。这种类胡萝卜素的抗氧化能力是β-胡萝卜素的10倍以上，在防治心血管疾病、癌症等领域具有重要应用价值。然而传统油溶剂提取法存在效率低(仅0.054-0.092 mg AX g^?1
FO)、热降解风险高、溶剂消耗大等问题。尽管超声辅助提取(UAE)在植物活性成分提取中已有应用，但针对水产副产物的封闭连续式UAE系统研究仍属空白。

【技术方法】
路易斯安那州立大学研究团队比较了传统热提法与UAE法的差异：传统法采用60℃加热60分钟；UAE法则创新性构建封闭连续系统，以FO:乙醇(1:8)为混合溶剂，20分钟超声处理冻干CB。通过测定AX含量、过氧化值(PV)、游离脂肪酸(FFA)及DPPH•清除率等指标，系统评估提取物的理化特性与氧化稳定性。

【研究结果】

1. 材料与方法
   冻干CB的灰分含量达40.76±0.05%，显著高于SB(18.14±0.68%)，这与甲壳类生物矿化程度相关。AX初始含量测定显示CB更适合作为提取原料。

2. 提取效率比较
   UAE法使AX提取量飙升至1.9 mg AX g^?1
   FO，较传统法提取的FOCBAX(0.092 mg AX g^?1
   FO)和FOSBAX(0.054 mg AX g^?1
   FO)分别提高20.6倍和35.1倍(P<0.05)。乙醇的引入显著促进细胞壁破裂，而封闭系统有效阻隔氧气。

3. 理化特性
   FOCBAXUAE呈现最优色泽，水分含量仅0.15%，PV(0.56 mEqO₂
   /kg)和FFA(1.96%)均为最低，表明超声处理能同步提升提取物稳定性。

4. 抗氧化活性
   DPPH•清除率测试中，FOCBAXUAE达85.85%，显著高于传统提取物，证实UAE能更好保留AX的活性结构。

【结论与意义】
该研究首次证实封闭连续UAE系统在AX提取中的双重优势：既通过空化效应提高得率，又利用惰性环境维持产物稳定性。冻干预处理结合FO-乙醇混合溶剂的协同作用，使AX得率突破性提升至近2 mg/g水平。这种绿色提取技术为水产加工废弃物的增值利用开辟新途径，所获AX-FO复合物兼具高ALA含量与抗氧化功能，在功能性食品和保健品开发中具有重大应用前景。论文发表于《Bioresource Technology Reports》，为工业化连续生产天然AX提供了关键技术支撑。