全 文 ：核 农 学 报　 ２０１４，２８（６）：１０５２ ～ １０６１
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
收稿日期：２０１３⁃０５⁃０７　 接受日期：２０１３⁃１１⁃２５
基金项目：国际合作项目 （Ｓ２０１１ＺＲ０３６０）
作者简介：季晓敏，女，主要从事食品工程研究。 Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｓｘｃｚｊｘｍ＠ １２６． ｃｏｍ
通讯作者：苏秀榕，女，教授， 主要从事食品科学与工程 ／生化与分子生物学研究。 Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｓｕｘｉｕｒｏｎｇ＠ ｇｍａｉｌ． ｃｏｍ
文章编号：１０００⁃８５５１（２０１４）０６⁃１０５２⁃１０
扫描电镜和响应面优化雨生红球藻破壁
萃取虾青素的工艺研究
季晓敏１ 　 王亚男１ 　 徐嘉杰２ 　 黄　 健１ 　 智姝婕１ 　 苏秀榕１
（ １ 宁波大学海洋学院，宁波 浙江　 ３１５２１１；２ 中国农业机械化研究院，北京　 １００００）
摘　 要：为了充分利用雨生红球藻这一微藻资源，研究虾青素低温抗氧化的萃取技术。 本文利用扫描电
镜（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ＳＥＭ）研究了雨生红球藻粉超微粉碎后细胞壁的结构变化，确认破壁的
最佳条件。 采用超临界 ＣＯ２ 对其进行萃取，运用响应面法（ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ，ＲＳＭ）优化萃取
工艺条件，并对萃取后的精油逐个进行 ＧＣ⁃ＭＳ 分析其脂肪酸成分。 结果表明最佳工艺条件为：原料粒
度 ６０ 目，萃取压力 ４２ ＭＰａ，萃取温度 ４７℃，萃取时间 １２０ ｍｉｎ，液固比 １􀆰 ６，在此条件下，虾青素在藻粉中
的提取率可达 １􀆰 ２３％ ，在萃取物中提取率为 ４􀆰 ８４％ 。 然后将响应面不同条件得到的萃取物进行 ＧＣ⁃ＭＳ
分析，可知当压力 ４０ＭＰａ，温度 ５５℃，液固比为 １，不饱和脂肪酸（ＵＦＡ）含量最高为 １５５􀆰 １ ｍｇ·ｇ － １；当压
力 ４５ＭＰａ，温度 ４５℃，液固比为 ２，多不饱和脂肪（ＰＵＦＡ）含量最高为 １３２􀆰 ０５ ｍｇ·ｇ － １。
关键词：雨生红球藻；虾青素；超临界；响应曲面法；气相色谱 －质谱联用
ＤＯＩ：１０􀆰 １１８６９ ／ ｊ． ｉｓｓｎ． １００⁃８５５１􀆰 ２０１４􀆰 ０６． １０５２
　 　 虾青素（Ａｘｔａｘａｎｔｈｉｎ），化学名称是 ３， ３′ －二羟基
－ ４， ４′ －二酮基 － β， β′ －胡萝卜素，分子式为 Ｃ４０Ｈ５２
０４，是自然界中分布最广泛的一种脂溶性色素，在动植
物界中广泛存在，是一种理想的抗氧化剂和饲料添加
剂，具有很好的开发前景［１ － ２］。 近年来被食品，美容，
医药，保健界所广泛认知，寻找适合生产天然虾青素的
自然资源显得至关重要。 雨生红球藻（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ
ｐｌｕｖｉａｌｉｓ）是一种淡水单胞绿藻，隶属绿藻门、团藻目、
红球藻科、红球藻属，具有生长周期短、繁殖速度快、易
于培养、虾青素含量高达干重的 ３％ ～ ５％ 、提取成本
较低等优点，所以被公认为自然界中生产虾青素最好
的生物来源［３］，并已成为近年来国内外虾青素研究的
热点。
虾青素的提取方法常采用单一有机溶剂或不同比
例的混合溶剂进行提取；例如欧阳琴等［４］用氯仿，乙
醇的混合溶剂，赵立艳等［５］采用乙醇和乙酸乙酯混合
溶剂进行虾青素酯的提取；上述有些有机溶剂虽是虾
青素良好的溶剂，却很难用离心的方法将溶剂与破碎
藻细胞完全分离，对后续的生物利用安全性造成隐患。
其他提取方法还有微波提取［６］、酶法提取［７］，低温研
磨萃取等，其中王灵昭等［６］通过比较微波法、低温研
磨萃取法和碱提法提取雨生红球藻中虾青素的效果，
得到微波法的虾青素提取率最高，低温研磨萃取法次
之，碱提法最低［６］。
超临界 ＣＯ２ 萃取技术（ＳＦＥ⁃ＣＯ２）是近 ２０ 年来发
展起来的一种提取兼分离技术［８］，超临界 ＣＯ２ 流体萃
取过程是由萃取和分离过程组合而成的［９ － １０］。 由于
其工艺简单，操作低温，无溶剂残留等特点而成为天然
产物的新型工艺之一。 针对这种情况，本研究采用超
临界 ＣＯ２ 萃取技术提取虾青素，在单因素实验的基础
上，采用 Ｂｏｘ ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ响应曲面法对影响虾青素萃取
的关键因素时间、压力、温度和夹带剂进行了初步的研
究，为更好地利用雨生红球藻，推进超临界 ＣＯ２ 萃取
虾青素技术在生产上的应用，提供试验基础和参考数
据。
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　 ６ 期 扫描电镜和响应面优化雨生红球藻破壁萃取虾青素的工艺研究
１　 材料与方法
１􀆰 １　 材料
雨生红球藻藻粉购自山东青岛森淼有限公司。 脂
肪酸甲酯标准品，虾青素标准品，购自美国 Ｓｉｇｍａ 公
司。
１􀆰 ２　 方法
１􀆰 ２􀆰 １　 样品前处理　 雨生红球藻藻粉经过超微粉碎
（ＦｒｉＴＳＣＨ型，德国 ＦｒｉＴＳＣＨ公司）破壁，用扫描电镜（Ｓ
－ ３４００Ｎ，日本日立公司）来观察破壁的结果。 然后通
过 ＡＳ２００ 型震筛机（ＡＳ２００ 型，美国 Ｒｅｔｓｃｈ 公司生产）
过 ６０ 目筛备用。
１􀆰 ２􀆰 ２　 雨生红球藻中虾青素的提取及含量计算　 以
乙酸乙酯 ／乙醇（１ ／ ２，ｖ ／ ｖ） 的混合液为溶剂配制成一
定浓度的虾青素标准溶液，用紫外可见分光光度计对
其在 ２００ ～ ６００ ｎｍ 范围内进行扫描，确定该标准溶液
的最大吸收波长。 配制一系列浓度不同的虾青素标准
溶液，分别在最大吸收波长下测定吸光度，以虾青素的
质量浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，制作标准曲
线。 超临界萃取物稀释定容后，在最大吸收波长处测
定提取溶液的吸光度，计算提取率。
Ｙ ＝ Ｍ ／ Ｍ １； （１）
Ｙ１ ＝ １００ × Ｃ × Ｖ ／ Ｍ１； （２）
Ｙ２ ＝ １００ × Ｃ × Ｖ ／ Ｍ； （３）
　 　 上式中，Ｙ（％ ）：雨生红球藻萃取物精油得率；Ｍ１
（μｇ）：称量的藻粉的含量；Ｍ（μｇ）：超临界萃取物的含
量；Ｙ１（％ ）：提取率 －藻粉，指雨生红球藻中虾青素占
藻粉中的提取率；Ｙ２（％ ）：提取率 －油，指雨生红球藻
中虾青素占萃取物中的提取率；Ｃ（μｇ·ｍＬ － １）：根据标
准曲线得出提取液中虾青素的浓度；Ｖ（ｍＬ）：提取液
定容后的体积。
１􀆰 ２􀆰 ３　 单因素及响应面试验设计　 根据影响 ＣＯ２ 超
临界流体萃取效果的因素，选取其中最主要的 ５ 个因
素进行单因素试验分析，分别为目数，夹带剂，萃取温
度、萃取压强、萃取时间，各试验指标重复 ３ 次。
在单因素试验的基础上，借助试验设计软件
Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｘｐｅｒｔ （ ｖｅｒｓｉｏｎ７􀆰 ０􀆰 ２Ｔｒｉａｌ），采用 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ
响应曲面法对影响虾青素萃取的关键因素压力、温度
和夹带剂（乙醇）浓度进行优化，以提取率为响应值，
设计三因素三水平的响应面试验。
１􀆰 ２􀆰 ４　 脂肪酸的甲酯化　 将萃取物旋转蒸发浓缩后，
取适量用正己烷定溶于 １０ ｍＬ 容量瓶中，吸取此溶液
２􀆰 ０ ｍＬ加入 ２ ｍｏｌ·Ｌ － １ＮａＯＨ⁃ＣＨ３ＯＨ 溶液 １ ｍＬ 进行
皂化，漩涡振荡 １０ ｍｉｎ 后 ５０ ℃水浴 ５ ｍｉｎ，冷却至室
温，加入 ２ ｍｏｌ·Ｌ － １ＨＣｌ⁃ＣＨ３ＯＨ 溶液 ２ ｍＬ，充分振荡
１０ ｍｉｎ，于 ５０ ℃水浴 ５ ｍｉｎ，进行甲酯化。 然后弃去下
层液体，再加约 ２ ｍＬ 蒸馏水洗净并去除水层，用滴管
吸出正己烷层，加入无水硫酸钠脱水，进行 ＧＣ⁃ＭＳ
（Ａｇｉｌｅｎｔ ７８９０ 气相色谱仪，美国 Ａｇｉｌｅｎｔ；Ｍ７ － ８０Ｅｉ 型
质谱仪，北京普析）分析。
１􀆰 ２􀆰 ５　 ＧＣ⁃ＭＳ分析　 色谱柱：ＤＢ⁃ＷＡＸ，柱长 ３０ｍ，直
径 ２５０μｍ，载气：氦气 （纯度 ９９􀆰 ９９％ ），流速 １ｍＬ·
ｍｉｎ － １；进样器温度 ２５０，升温程序：柱子初始温度
１００℃，保持 ５ｍｉｎ，以 ４℃·ｍｉｎ － １的速率升至 ２４０℃，维
持 １５ｍｉｎ；采用不分流模式，进样量 １μＬ。 质谱离子源
温度 ２１０℃，传输线温度 ２４０℃，溶剂延迟 ４ｍｉｎ，全扫
描速度低速。
１􀆰 ２􀆰 ６　 数据处理 　 单因素试验结果通过 ＳＰＳＳ１９􀆰 ０
软件单因素方差分析，响应面借助试验设计软件
Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｘｐｅｒｔ （ ｖｅｒｓｉｏｎ７􀆰 ０􀆰 ２Ｔｒｉａｌ），采用 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ
响应曲面法对影响虾青素萃取的关键因素压力、温度
和夹带剂（乙醇）浓度进行优化。 ＧＣ⁃ＭＳ 数据采用计
算机的 ＮＩＳＴ 质谱进行自动检索，脂肪酸的定量分析
采用外标法。
２　 结果与分析
２􀆰 １　 扫描电镜观察藻粉的破壁效果
将三种藻，新鲜藻（由宁波大学水产系藻种室提
供）、购买的藻粉（青岛森淼公司）和购买的经过超微
粉碎后的藻粉进行扫描电镜观察并进行比较。 如图 １
所示，可以观察到新鲜的球藻表面光滑，无凹痕，无破
裂；购买的的藻粉，之前经过破壁，低温喷雾干燥等一
系列工艺后使得藻粉变得凹凸不平，被包埋在一起；同
时观察到超微粉粹后，由于物料通过高能的摩擦力和
撞击力实现样品的粉碎，可快速将样品研磨破裂，从而
达到破壁的目的。 通过比较破壁前后的得率，得到当
温度在 ４５℃，压力 ４０Ｍｐａ，时间 ２ｈ，未破壁时雨生红球
藻的得率为 ８％ ，破壁后得率为 １５％ ，破壁是必要的。
２􀆰 ２　 吸收曲线与标准曲线
用以乙酸乙酯 ／乙醇（１ ／ ２，ｖ ／ ｖ） 的混合液配制一
定浓度的虾青素标准溶液，测定在不同波长下的吸光
度（图 ２）。 结果表明：虾青素最大吸收波长为 ４７８ｎｍ。
用一系列不同浓度的虾青素标准溶液分别在 ４７８ｎｍ
波长下测定其吸光度值并作图（图 ３），得到虾青素的
标准曲线方程为 ｙ ＝ ０􀆰 ２５４ｘ － ０􀆰 ００６，相关系数为
０􀆰 ９９９８，表明线性相关性良好，可用于计算虾青素的含
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核　 农　 学　 报 ２８ 卷
注：ａ：新鲜球藻； ｂ：原料； ｃ： 超微粉碎。
Ｎｏｔｅ： ａ： Ｆｒｅｓｈ ａｌｇａｇｅ； ｂ： Ｃｒｕｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ； ｃ： Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ ｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇ
图 １　 雨生红球藻电镜扫描图
Ｆｉｇ． １　 Ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ ｏｆ Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓ
图 ２　 虾青素标准品的吸收曲线
Ｆｉｇ． ２　 Ｓｔａｎｄａｒｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ
量。
２􀆰 ３　 单因素实验结果分析
从图 ４ 可以看出，随着时间的延长，提取率先缓慢
升高后下降。 经分析，各水平间目数（图 ４⁃Ｃ）一直上
升直到 ６０ 目达到最大，其他因素通过 ｓｐｓｓ１９􀆰 ０ 软件单
因素方差分析，除了时间（图 ４⁃Ａ）对虾青素占藻粉中
的提取率的影响不显著（Ｐ ＞ ０􀆰 ０５），其他因素压力
（图 ４⁃Ｂ）、夹带剂（图 ４⁃Ｄ）与温度（图 ４⁃Ｅ）结果相似，
均对提取率影响显著（Ｐ ＜ ０􀆰 ０５）。 因此最终选择温
度，压力，夹带剂的比例作为响应面方法优化的主要因
素。
由图 ４ 可知，时间达到 １２０ｍｉｎ 达到最大值，压力
达到 ４０ＭＰａ，夹带剂液固比为 １􀆰 ５，温度达到 ４５℃时，
图 ３　 虾青素标准溶液在 ４７８ｎｍ波长下的吸光度
Ｆｉｇ． ３　 Ｓｔａｎｄａｒｄ ａｂｓｏｒｂｅｎｃｙ ｏｆ ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ
ｉｎ ４７８ｎｍ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ
提取率达到最大值；各因素对不同的提取率的影响结
果类似（图 ５、图 ６），均在以上几点达到最大值。
２􀆰 ４　 响应面结果分析
通过以上单因素分析，以虾青素占藻粉中的提取
率 Ｙ１ 和虾青素占萃取物的提取率和 Ｙ２ 为指标，最终
选择显著影响提取率的温度、压力、夹带剂比例作为响
应面方法优化的主要因素。 这 ３ 个因素分别用压力
（Ａ）、温度（Ｂ）、液固比（Ｃ）来表示，采用 Ｄｅｓｉｇｎ ｅｘｐｅｒｔ
７􀆰 ０ 软件设计 １５ 组试验，结果见表 １。
２􀆰 ４􀆰 １　 模型建立和显著性分析　 根据表 １ 的结果，分
别以提取率 －藻粉和提取率 －油为响应值对数据进行
多元回归拟合，得到回归方程：
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　 ６ 期 扫描电镜和响应面优化雨生红球藻破壁萃取虾青素的工艺研究
表 １　 响应面设计方案和实验结果
Ｔａｂｌｅ １　 Ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｇｒａｍ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ＲＳＭ
试验号
Ｃｏｄｅ
Ａ：压力
Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ／ ＭＰａ
Ｂ：温度
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ／ ℃
Ｃ：液固比
ｌｉｑｕｉｄ⁃ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ／ （ｍＬ·ｇ － １）
提取率 －藻粉 Ｙ１
Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ （ａｓｘ ／ ａｌｇａｅ） ／ ％
提取率 －油 Ｙ２
Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ （ａｓｘ ／ ｅｘｔｒａｃｔ） ／ ％
１ ３５ ３５ １􀆰 ５ ０􀆰 ６０ ２􀆰 ９４
２ ４５ ３５ １􀆰 ５ ０􀆰 ９５ ３􀆰 ９２
３ ３５ ５５ １􀆰 ５ ０􀆰 ７５ ３􀆰 １２
４ ４５ ５５ １􀆰 ５ １􀆰 ０５ ４􀆰 ２１
５ ３５ ４５ １ ０􀆰 ５０ ２􀆰 ８６
６ ４５ ４５ １ ０􀆰 ８０ ３􀆰 ８２
７ ３５ ４５ ２ ０􀆰 ７０ ３􀆰 ０５
８ ４５ ４５ ２ ０􀆰 ９０ ３􀆰 ９０
９ ４０ ３５ １ ０􀆰 ８５ ３􀆰 ８５
１０ ４０ ５５ １ ０􀆰 ９５ ３􀆰 ９６
１１ ４０ ３５ ２ １􀆰 ０２ ４􀆰 １２
１２ ４０ ５５ ２ １􀆰 １０ ４􀆰 ２３
１３ ４０ ４５ １􀆰 ５ １􀆰 ２３ ４􀆰 ９４
１４ ４０ ４５ １􀆰 ５ １􀆰 １８ ４􀆰 ７０
１５ ４０ ４５ １􀆰 ５ １􀆰 ２０ ４􀆰 ８４
图 ４　 各因素对虾青素占藻粉提取率的影响
Ｆｉｇ． ４　 Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｒｉｏｕｓ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ （ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ ／ ａｌｇａｅ）
　 　 Ｙ１ ＝ － ２３􀆰 ８８８ ＋ １􀆰 ０４０３３３Ａ ＋ ０􀆰 ０６７７５Ｂ － ２􀆰 ５９５Ｃ
－ ０􀆰 ０００２５ＡＢ － ０􀆰 ０１ＡＣ － ０􀆰 ０１３３ＢＣ － ０􀆰 ０１２３２Ａ２ －
０􀆰 ０００５８Ｂ２ － ０􀆰 ６８１６７Ｃ２
　 　 Ｙ２ ＝ － ７１􀆰 ３０６０４ ＋ ３􀆰 １４７４２Ａ ＋ ０􀆰 ２７７６３Ｂ ＋
６􀆰 ２０２５０Ｃ ＋ ０􀆰 ０００５５ＡＢ － ０􀆰 ０１１ＡＣ － ０􀆰 ０１３３ＢＣ －
０􀆰 ０３８２３Ａ２ － ０􀆰 ００３２３Ｂ２ － １􀆰 ８５３３３Ｃ２
根据表 ２，对回归方程进行显著性分析，提取率 －
藻粉的回归方程的显著性检验 Ｐ ＝ ０􀆰 ００２１ （ Ｐ ＜
０􀆰 ０５），提取率 －油回归方程的显著性检验 Ｐ ＝ ０􀆰 ００１１
（Ｐ ＜ ０􀆰 ０５），说明虾青素在藻粉中和油中回归模型的
预测值均与实际值非常吻合，模型显著；模型失拟项表
示模型预测值与实际值不拟合的概率［１１］，提取率 －藻
粉回归方程的失拟项检验 Ｐ ＝ ０􀆰 ３９９８（Ｐ ＞ ０􀆰 ０５），提
取率 － 油回归方程的失拟项检验 Ｐ ＝ ０􀆰 ６８１８ （Ｐ ＞
０􀆰 ０５），说明两个方程对实验的拟合度均较好，所选二
次回归模型有效，可用这两个模型分析和预测实验数
据。 三个因素的效应影响大小为压力 ＞液固比 ＞温
度。
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核　 农　 学　 报 ２８ 卷
表 ２　 ＲＳＭ分析实验结果方差分析表
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ
方差来源
Ｓｏｕｒｃｅ
Ｆ值
Ｆ ｖａｌｕｅ
Ｐ值
Ｐ ｖａｕｌｅ
备注
Ｎｏｔｅ
方差来源
Ｓｏｕｒｃｅ
Ｆ值
Ｆ ｖａｌｕｅ
Ｐ值
Ｐ ｖａｕｌｅ
备注
Ｎｏｔｅ
Ｙ１ ８４􀆰 ８７ ０􀆰 ００２１ ∗∗ Ｙ２ ６２􀆰 ４７ ０􀆰 ００１１ ∗∗
Ａ １８８􀆰 ２１１６ ＜ ０􀆰 ０００１ ∗∗ Ａ １７２􀆰 ８３ ＜ ０􀆰 ０００１ ∗∗
Ｂ ２８􀆰 ８１８７９ ０􀆰 ００３０ ∗∗ Ｂ ５􀆰 ４７４ ０􀆰 ０６６６
Ｃ ５１􀆰 ２３３４ ０􀆰 ０００８ ∗∗ Ｃ ７􀆰 ５３ ０􀆰 ０４６６ ∗
ＡＢ ０􀆰 ７１１５７５ ０􀆰 ４３７４ ＡＢ ０􀆰 ２８ ０􀆰 ６２０５
ＡＣ ２􀆰 ８４６３ ０􀆰 １５２４ ＡＣ ０􀆰 ２８ ０􀆰 ６２７５
ＢＣ ０􀆰 ００００ ０􀆰 ５４ ＢＣ １􀆰 ６１０４１５ ０􀆰 ２４５
Ａ２ ３９８􀆰 ５７０３ ＜ ０􀆰 ０００１ ∗∗ Ａ２ ３０９􀆰 ８１ ＜ ０􀆰 ０００１ ∗∗
Ｂ２ １４􀆰 １００８ ０􀆰 ０１３２ ∗ Ｂ２ ０􀆰 ９９１２２６ ０􀆰 ００１９ ∗∗
Ｃ２ １２２􀆰 ０８５１ ０􀆰 ０００１ ∗ Ｃ２ ７􀆰 ２９１５８８ ０􀆰 ００４ ∗∗
失逆误差 １􀆰 ６４ ０􀆰 ３９９８ 失逆误差 ０􀆰 ５８ ０􀆰 ６８１８
相关系数 ０􀆰 ９９３５ 相关系数 ０􀆰 ９９１２
　 　 注：“∗”表示显著，“∗∗”表示极显著。
Ｎｏｔｅ： “∗”ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ， “∗∗” ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｈｉｇｈｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ．
图 ５　 各因素对虾青素占萃取物中提取率的影响
Ｆｉｇ． ５　 Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｒｉｏｕｓ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ （ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ ／ ｅｘｔｒａｃｔ）
２􀆰 ４􀆰 ２　 响应面交互作用分析与优化　 通过三维图可
对任何两因素的交互影响及各因素对响应值的影响进
行分析和评价［１２ － １３］，并从中确定最佳因素水平范
围［１４］。 图 ７ ～图 ９ 分别表示了压力和温度、液固比和
压力、液固比和温度三组因素对提取率的影响。 ＲＳＭ
三维图形的坡度大小反应了响应值对于所处条件的敏
感程度［１５］，本试验响应面曲面坡度陡峭，表明提取率
受各因素的影响大。 另外，通过 ＲＳＭ三维图投影的等
高线图的形状则可以直观地反映两因素交互作用的强
弱，椭圆形表示交互作用显著，越接近圆形表示两因素
交互作用越弱［１６ － １７］。 图 ７ ～图 ９ 呈椭圆形，说明各图
中两因素交互作用明显，图 ８ 近似为圆形［１８］，说明压
力和液固比的交互作用不显著。
通过软件分析、计算，得到一组最优条件：压力为
４１􀆰 ９ＭＰａ，温度为 ４７􀆰 ４９℃，液固比为 １􀆰 ５８；在此条件
下，得到的提取率 －藻粉为 １􀆰 ２４，提取率 －油为 ４􀆰 ８９。
由于实际条件的限制，设置压力为 ４２ＭＰａ，温度为
４７℃，液固比为 １􀆰 ６，为了检验响应面法的可靠性，采
６５０１
　 ６ 期 扫描电镜和响应面优化雨生红球藻破壁萃取虾青素的工艺研究
图 ６　 各因素对萃取物占藻粉得率的影响
Ｆｉｇ． ６　 Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｒｉｏｕｓ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓ （ｅｘｔｒａｃｔ ／ ａｌｇａｅ ）
图 ７　 压力和温度对虾青素占藻粉和油中提取率的影响
Ｆｉｇ． ７　 Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ（ａｌｇａｅ ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔ） ｂｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
用上述优化条件进行试验，得到的提取率 － 藻粉为
１􀆰 ２３％ ，提取率 －油为 ４􀆰 ８４％ ，与理论值基本相符。
２􀆰 ５　 萃取物中脂肪酸组成的气质联用分析
雨生红球藻萃取物经过 ＧＣ⁃ＭＳ分析后，响应面不
同条件下雨生红球藻脂肪酸的组成及含量见表 ３，图
中响应面 １３ 组条件中脂肪酸含量最高的用加粗数字
代表，此含量是指超临界萃取物中脂肪酸的含量，共鉴
定出 ２３ 种脂肪酸，以第 １３ 组试验为例，其中饱和脂肪
酸 （ ＳＦＡ ） 占 ２８􀆰 ３０％ ， 不饱和脂肪酸 （ ＵＦＡ ） 占
７１􀆰 ７０％ ，主要有 Ｃ１８：１，Ｃ１８：２，Ｃ１８：２ ｔｒａｎｓ，Ｃ１８：３ｎ３，
Ｃ２０：５ｎ３，单不饱和脂肪（ＭＵＦＡ）占 ９􀆰 ９３％ ，多不饱和
脂肪（ＰＵＦＡ）占 ６１􀆰 ７８％ ，同时分析藻类中的脂肪酸发
现不饱和脂肪酸主要为油酸，亚油酸和亚麻酸，占总的
脂肪酸含量的 ６１􀆰 ７３％ 。 ω － ３（Ｃ１８：３ｎ３）对人体健康
有益的作用，如预防癌症，心血管疾病和高血压病［１９］；
从图中还可得知，不饱和脂肪酸（ＵＦＡ）含量最高的是
第 １０ 组（表 ３），可知当压力 ４０ＭＰａ，温度 ５５℃，液固比
为 １ 时，不饱和脂肪酸（ＵＦＡ）含量最高为 １５５􀆰 １ｍｇ·
ｇ － １；多不饱和脂肪（ＰＵＦＡ）含量最高的是第 ８ 组（表
３），当压力 ４５ＭＰａ，温度 ４５℃，液固比为 ２ 时，多不饱
和脂肪（ＰＵＦＡ）含量最高为 １３２􀆰 ０５ｍｇ·ｇ － １。 因此可以
根据实际需要得到所需的条件。
７５０１
核　 农　 学　 报 ２８ 卷
表 ３　 响应面不同条件下脂肪酸在超临界萃取物中的含量
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｌｉｐｉｄｓ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｆｒｏｍ Ｓｃｆ⁃ＣＯ２ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ／ （ｍｇ·ｇ －１）
化合物名称 Ｎａｍｅ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２ １３
Ｃ１４：０ １􀆰 ００ １􀆰 ２０ １􀆰 ００ １􀆰 ００ ０􀆰 ９０ １􀆰 ０５ １􀆰 ５５ １􀆰 ６５ １􀆰 ２５ １􀆰 ７５ １􀆰 １０ １􀆰 ２５ １􀆰 ３５
Ｃ１４：１ １􀆰 ２０ ０􀆰 ９０ ０􀆰 ８５ ０􀆰 ８５ ０􀆰 ７０ ０􀆰 ９５ １􀆰 ３０ １􀆰 ２５ １􀆰 ００ １􀆰 ３５ ０􀆰 ９５ ０􀆰 ９５ １􀆰 ２０
Ｃ１５：０ ０􀆰 ３５ ０􀆰 ２５ ０􀆰 ２５ ０􀆰 ２５ ０􀆰 ３５ ０􀆰 ３０ ０􀆰 ４５ ０􀆰 ４５ ０􀆰 ４５ ０􀆰 ５５ ０􀆰 ４０ ０􀆰 ３５ ０􀆰 ５０
Ｃ１６：０ ２８􀆰 ４５ ２４􀆰 １５ １９􀆰 １０ １９􀆰 ５０ １７􀆰 ５５ ２４􀆰 ３０ ３６􀆰 ３５ ３７􀆰 ４０ ２６􀆰 １５ ３５􀆰 １０ ２４􀆰 ００ ２５􀆰 ７０ ２９􀆰 ４０
Ｃ１６：１ １􀆰 ３０ １􀆰 ３０ １􀆰 １０ １􀆰 ０５ ０􀆰 ９５ １􀆰 ０５ １􀆰 ６０ １􀆰 ５０ １􀆰 ３５ １􀆰 ７０ １􀆰 ２０ １􀆰 ２０ １􀆰 ４５
Ｃ１７：０ ９􀆰 ００ ７􀆰 ９０ ７􀆰 ５５ ６􀆰 ３５ ６􀆰 ４０ ５􀆰 ９０ ７􀆰 ８５ ７􀆰 ３０ ７􀆰 ２０ ７􀆰 ８０ ６􀆰 ６０ ６􀆰 ３５ ８􀆰 ４５
Ｃ１７：１ ３􀆰 ４０ ２􀆰 ９５ ２􀆰 ４０ ２􀆰 ６０ ２􀆰 ２５ ２􀆰 ９５ ４􀆰 ３０ ４􀆰 ２０ ３􀆰 ５０ ４􀆰 ３０ ２􀆰 ８０ ３􀆰 １０ ３􀆰 ６５
Ｃ１８：０ ８􀆰 ４０ ５􀆰 ４５ ３􀆰 ２５ ２􀆰 ８５ ２􀆰 ６５ ３􀆰 １５ ４􀆰 ４５ ４􀆰 ３０ ３􀆰 ７５ ５􀆰 ９５ ５􀆰 ６０ ５􀆰 ００ ６􀆰 ０５
Ｃ１８：１ ９􀆰 ９０ ７􀆰 ２５ ６􀆰 ４５ ６􀆰 ９０ ６􀆰 ２０ ７􀆰 ８０ １１􀆰 ８０ １１􀆰 ９５ ９􀆰 ２０ １１􀆰 ３０ ７􀆰 ２０ ７􀆰 ７０ ９􀆰 １５
Ｃ１８：２ ２９􀆰 ９５ ２６􀆰 ６０ ２１􀆰 ６５ ２３􀆰 ６０ ２０􀆰 ８５ ２６􀆰 １５ ３８􀆰 ６５ ４０􀆰 ３０ ２９􀆰 ７０ ３８􀆰 ５０ ２５􀆰 １０ ２５􀆰 ７０ ３１􀆰 １０
Ｃ１８：２ ｔｒａｎｓ ３０􀆰 ００ ２６􀆰 ６５ ２１􀆰 ７０ ２３􀆰 ６０ ２０􀆰 ８５ ２６􀆰 １５ ３８􀆰 ６５ ４０􀆰 ２５ ２９􀆰 ７０ ３８􀆰 ４５ ２５􀆰 １０ ２５􀆰 ７０ ３１􀆰 １０
Ｃ１８：３Ｎ６ ２􀆰 ２５ １􀆰 ７５ １􀆰 ４５ １􀆰 ６５ １􀆰 ３０ １􀆰 ６５ ２􀆰 ４０ ２􀆰 ２５ ２􀆰 ０５ ２􀆰 ３５ １􀆰 ８０ １􀆰 ７０ ２􀆰 １５
Ｃ１８：３Ｎ３ ３２􀆰 ７０ ２４􀆰 ９０ ２０􀆰 ５５ ２０􀆰 ９０ １９􀆰 ８０ ２４􀆰 ７０ ３６􀆰 ４０ ３８􀆰 ０５ ２９􀆰 ３５ ３７􀆰 ９０ ２４􀆰 １０ ２５􀆰 ２０ ３０􀆰 ８５
Ｃ２０：０ － ０􀆰 １５ － ０􀆰 １５ － ０􀆰 ０５ ０􀆰 ０５ ０􀆰 ００ ０􀆰 ３５ ０􀆰 ６０ ０􀆰 ６０ ０􀆰 ３０ ０􀆰 ５５ ０􀆰 ２０ ０􀆰 ２５ ０􀆰 ２５
Ｃ２０：１ ０􀆰 ４５ ０􀆰 ３５ ０􀆰 ４５ ０􀆰 ５０ ０􀆰 ４０ ０􀆰 ８０ １􀆰 ２５ １􀆰 ２０ ０􀆰 ８５ １􀆰 ２０ ０􀆰 ６５ ０􀆰 ７０ ０􀆰 ８５
Ｃ２０：２ １􀆰 １５ ０􀆰 ７５ ０􀆰 ５５ ０􀆰 ６５ ０􀆰 ５０ １􀆰 ００ １􀆰 ４５ １􀆰 ４５ １􀆰 ００ １􀆰 ３０ ０􀆰 ９０ ０􀆰 ８５ ０􀆰 ９５
Ｃ２０：３Ｎ６ ０􀆰 ８５ ０􀆰 ４５ ０􀆰 ３０ ０􀆰 ４５ ０􀆰 ３０ ０􀆰 ８５ １􀆰 ２５ １􀆰 ３０ ０􀆰 ８０ １􀆰 １０ ０􀆰 ７０ ０􀆰 ７０ ０􀆰 ６５
Ｃ２１：０ ２􀆰 ０５ １􀆰 ５０ １􀆰 ３５ １􀆰 ２５ １􀆰 １５ １􀆰 ５５ ２􀆰 ２０ ２􀆰 １５ １􀆰 ７０ ２􀆰 ０５ １􀆰 ５５ １􀆰 ５０ １􀆰 ７５
Ｃ２０：４Ｎ６ ２􀆰 １０ １􀆰 ６０ １􀆰 ４０ １􀆰 ３０ １􀆰 ２０ １􀆰 ６０ ２􀆰 ２５ ２􀆰 ２０ １􀆰 ７５ ２􀆰 １０ １􀆰 ６０ １􀆰 ５５ １􀆰 ８５
Ｃ２０：３Ｎ３ １􀆰 ４０ １􀆰 ００ ０􀆰 ８０ ０􀆰 ８５ ０􀆰 ７０ １􀆰 １５ １􀆰 ７０ １􀆰 ７０ １􀆰 ２５ １􀆰 ５５ １􀆰 １０ １􀆰 ０５ １􀆰 ２０
Ｃ２０：５Ｎ３ ３􀆰 ８０ ２􀆰 ８０ ２􀆰 １０ ２􀆰 ３５ ２􀆰 ３５ ２􀆰 ８０ ３􀆰 ８５ ４􀆰 ５５ ３􀆰 ５０ ５􀆰 ２５ ３􀆰 ３５ ３􀆰 ３０ ４􀆰 ４０
Ｃ２２：０ － ０􀆰 １５ － ０􀆰 １５ － ０􀆰 ３０ － ０􀆰 ０５ － ０􀆰 ２５ － ０􀆰 ２０ ０􀆰 １５ ０􀆰 ６０ － ０􀆰 ２５ ５􀆰 ２５ － ０􀆰 ０５ ０􀆰 ０５ － ０􀆰 ０５
Ｃ２２：１Ｎ９ ０􀆰 ４０ ０􀆰 ３０ ０􀆰 １０ ０􀆰 ３０ ０􀆰 １０ ０􀆰 １５ ０􀆰 ６５ １􀆰 １５ ０􀆰 １０ ６􀆰 ７５ ０􀆰 ３５ ０􀆰 ４５ ０􀆰 ４５
ＳＦＡ ４９􀆰 １０ ４０􀆰 ３０ ３２􀆰 ４５ ３１􀆰 ２５ ２９􀆰 ００ ３６􀆰 ６０ ５３􀆰 ４５ ５３􀆰 ８５ ４０􀆰 ８０ ５３􀆰 ７５ ３９􀆰 ４５ ４０􀆰 ４０ ４７􀆰 ７５
ＵＦＡ １２０􀆰 ８５ ９９􀆰 ５５ ８１􀆰 ８５ ８７􀆰 ５５ ７８􀆰 ４５ ９９􀆰 ７５ １４７􀆰 ５０ １５３􀆰 ３０ １１５􀆰 １０ １５５􀆰 １０ ９６􀆰 ９０ ９９􀆰 ８５ １２１􀆰 ００
ＭＵＦＡ １６􀆰 ６５ １３􀆰 ０５ １１􀆰 ３５ １２􀆰 ２０ １０􀆰 ６０ １３􀆰 ７０ ２０􀆰 ９０ ２１􀆰 ２５ １６􀆰 ００ ２６􀆰 ６０ １３􀆰 １５ １４􀆰 １０ １６􀆰 ７５
ＰＵＦＡ １０４􀆰 ２０ ８６􀆰 ５０ ７０􀆰 ５０ ７５􀆰 ３５ ６７􀆰 ８５ ８６􀆰 ０５ １２６􀆰 ６０ １３２􀆰 ０５ ９９􀆰 １０ １２８􀆰 ５０ ８３􀆰 ７５ ８５􀆰 ７５ １０４􀆰 ２５
ＴＯＴＡＬ １６９􀆰 ９５ １３９􀆰 ８５ １１４􀆰 ３０ １１８􀆰 ８０ １０７􀆰 ４５ １３６􀆰 ３５ ２００􀆰 ９５ ２０７􀆰 １５ １５５􀆰 ９０ ２０８􀆰 ８５ １３６􀆰 ３５ １４０􀆰 ２５ １６８􀆰 ７５
ＳＦＡ％ ２８􀆰 ８９ ２８􀆰 ８２ ２８􀆰 ３９ ２６􀆰 ３０ ２６􀆰 ９９ ２６􀆰 ８４ ２６􀆰 ６０ ２６􀆰 ００ ２６􀆰 １７ ２５􀆰 ７４ ２８􀆰 ９３ ２８􀆰 ８１ ２８􀆰 ３０
ＵＦＡ ％ ７１􀆰 １１ ７１􀆰 １８ ７１􀆰 ６１ ７３􀆰 ７０ ７３􀆰 ０１ ７３􀆰 １６ ７３􀆰 ４０ ７４􀆰 ００ ７３􀆰 ８３ ７４􀆰 ２６ ７１􀆰 ０７ ７１􀆰 １９ ７１􀆰 ７０
ＭＵＦＡ ％ ９􀆰 ８０ ９􀆰 ３３ ９􀆰 ９３ １０􀆰 ２７ ９􀆰 ８７ １０􀆰 ０５ １０􀆰 ４０ １０􀆰 ２６ １０􀆰 ２６ １２􀆰 ７４ ９􀆰 ６４ １０􀆰 ０５ ９􀆰 ９３
ＰＵＦＡ ％ ６１􀆰 ３１ ６１􀆰 ８５ ６１􀆰 ６８ ６３􀆰 ４３ ６３􀆰 １５ ６３􀆰 １１ ６３􀆰 ００ ６３􀆰 ７５ ６３􀆰 ５７ ６１􀆰 ５３ ６１􀆰 ４２ ６１􀆰 １４ ６１􀆰 ７８
３　 讨论
雨生红球藻的厚壁孢子具有坚韧的细胞壁，阻碍
有机溶剂进入细胞内提取虾青素［２０ － ２１］。 因此在虾青
素提取前必须进行破壁处理。 对以上研究发现，当温
度在 ４５℃，压力 ４０Ｍｐａ，时间为 ２ｈ，未破壁时雨生红球
藻的得率为 ８％ ，破壁后得率为 １５％ ，得出破壁是必要
的。 这与陈兴才等［２０］和周湘池等［２２］的结论是一致
的。
夹带剂的作用有增加被分离组分在超临界流体中
的溶解度，提高溶质的选择性，增加溶质溶解度对温
度、压力的敏感程度；改变溶剂的临界参数［２３］。 本研
究中无夹带剂时虾青素在藻粉的提取率为 ０􀆰 ５３％ ，加
入夹带剂后变为 １􀆰 ２４％ ，大大提高了提取率。 这与钟
玲等［２４］的结果相似。
８５０１
　 ６ 期 扫描电镜和响应面优化雨生红球藻破壁萃取虾青素的工艺研究
图 ８　 液固比和压力对虾青素占藻粉和油中提取率的影响
Ｆｉｇ． ８　 Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ（ａｌｇａｅ ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔ） ｂｙ ｔｈｅ
ｒａｔｉｏ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ
图 ９　 液固比和温度对虾青素占藻粉和油中提取率的影响
Ｆｉｇ． ９　 Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ（ａｌｇａｅ ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔ） ｂｙ ｔｈｅ
ｒａｔｉｏ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
钟玲等［２４］的研究只对脂肪酸成分做了简单的概
括，只鉴定出 ５ 种脂肪酸，本文详细的对藻粉中的脂肪
酸进行定性和定量分析，共鉴定出 ２３ 种脂肪酸，与钟
玲结果差异较大，其主要原因可能与提取方法条件不
同有关。 同时分析了响应面不同条件的脂肪酸含量，
不饱和脂肪酸 （ ＵＦＡ） 占 ７１􀆰 ７０％ ，单不饱和脂肪
（ＭＵＦＡ）占 ９􀆰 ９３％ ，多不饱和脂肪（ＰＵＦＡ）６１􀆰 ７８％ ，其
中多不饱和脂肪（ＰＵＦＡ）含量最高的是第 ８ 组，不饱
和脂肪酸（ＵＦＡ）含量最高的是第 １０ 组，因此可以根据
实际需要得到所需的条件。
４　 结论
经过超微粉粹法破壁后的藻粉，用设计软件
Ｄｅｓｉｇｎ ｅｘｐｅｒｔ，采用 Ｂｏｘ⁃Ｂｅｈｎｋｅｎ 试验设计进行超临界
实验，得出最佳条件为：压力为 ４２ＭＰａ，温度为 ４７℃，
液固比为 １􀆰 ６，其中各因素的影响顺序为压力 ＞ 液固
比 ＞ 温度，得到的提取率 －藻粉为 １􀆰 ２３％ ，提取率 －
９５０１
核　 农　 学　 报 ２８ 卷
油为 ４􀆰 ８４％ 。 通过对响应面不同的条件得到的萃取
物进行 ＧＣ⁃ＭＳ分析，共鉴定出 ２３ 种脂肪酸，其中饱和
脂肪酸 （ ＳＦＡ）占 ２８􀆰 ３０％ ，不饱和脂肪酸 （ ＵＦＡ）占
７１􀆰 ７０％ ，不同条件的脂肪酸含量有差别，可以根据实
际需要选则；同时，精油中含有种类丰富的不饱和脂肪
酸，和虾青素具有协同抗氧化作用。
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ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ ａｎｄ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｇｒｅｅｎ ａｌｇａｅ
Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓ［ Ｊ］ ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ， １９９７， １１
（９）： ６５７ － ６６０
［２２］　 周湘池， 刘必谦， 曾庆国， 蒋霞敏． 雨生红球藻（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ
ｐｌｕｖｉａｌｉｓ）破壁方法对虾青素提取率的影响［ Ｊ］ ． 海洋与湖沼，
２００６， ３７（５）： ４２４ － ４２９
［２３］　 钟华， 蒲彪， 胡旭． 超临界 ＣＯ２ 萃取疯树籽油工艺的响应面优
化［Ｊ］ ． 中国粮油学报， ２０１１， ２６（５）： ４７ － ５２
［２４］　 钟玲， 余少冲， 李迎霞， 葛发欢． 超临界 ＣＯ２ 流体萃取雨生红
球藻中虾青素的工艺研究及其脂肪酸 ＧＣ⁃ＭＳ 分析［ Ｊ］ ． 中药
材， ２０１０， ３３（１）： １４０ － １４２
０６０１
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
２０１４，２８（６）：１０５２ ～ １０６１
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓ Ｗａｌｌ
Ｂｒｏｋｅｎ ａｎｄ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ ｂｙ ＳＥＭ ａｎｄ ＲＳＭ
ＪＩ Ｘｉａｏ⁃ｍｉｎ１ 　 ＷＡＮＧ Ｙａ⁃ｎａｎ１ 　 ＸＵ Ｊｉａ⁃ｊｉｅ２ 　 ＨＵＡＮＧ Ｊｉａｎ１ 　 ＺＨＩ Ｓｈｕ⁃ｊｉｅ　 ＳＵ Ｘｉｕ⁃ｒｏｎｇ１
（ １Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｒｉｎｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｎｉｎｇｂｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎｉｎｇｂｏ Ｚｈｅｊｉａｎｇ　 ３１５２１１；
２Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍａｋｅ ｆｕｌｌ ｕｓｅ ｏｆ Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓ， ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ａｘｔａｘａｎｔｈｉｎ ｉｎ ｌｏｗ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ （ ＳＥＭ）， ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ
ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｅｌｌ ｗａｌｌ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｏｆ Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓ ａｎｄ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ
ｄｅｓｔｒｏｙｉｎｇ ｔｈｅ ｃｅｌｌ ｗａｌｌ． Ｓｕｐｅｒ⁃ｃｒｉｔｉｃａｌ ＣＯ２ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ
（ＲＳＭ）． Ｔｈｅ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｏｉｌ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｂｙ ＧＣ⁃ＭＳ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ： ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ
ｆｏｒ ６０ ｓｃｒｅｅｎ ｍｅｓｈ， ｌｉｑｕｉｄ⁃ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ １􀆰 ６， ｐｒｅｓｓｕｒｅ ４２ＭＰａ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ４７℃， ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｔｉｍｅ １２０ｍｉｎ． ｕｎｄｅｒ ｔｈｏｓｅ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ ｆｒｏｍ ａｌｇａｅ ｗａｓ １􀆰 ２３％ ， ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔ ｗａｓ ４􀆰 ８４％ ． ＧＣ⁃ＭＳ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ
ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｏｉｌ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄｓ （ＵＦＡ） ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｖａｌｕｅ ｏｆ １５５􀆰 １ ｍｇ·ｇ － １
ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ： ｌｉｑｕｉｄ⁃ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ｗａｓ １， ｐｒｅｓｓｕｒｅ ４０ＭＰａ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ５５℃ ． Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ， ｕｎｄｅｒ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ⁃ｓｏｌｉｄ ｒａｔｉｏ ａｓ ２， ｐｒｅｓｓｕｒｅ ４５ＭＰａ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ４５℃， ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｐｏｌｙｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄｓ
（ＰＵＦＡ） ｒｅａｃｈｅｄ ｍａｘｉｍｕｍ ｖａｌｕｅ ｏｆ １３２􀆰 ０５ ｍｇ·ｇ － １ ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓ；Ａｓｔａｘａｎｔｈｉｎ；Ｓｕｐｅｒ⁃ｃｒｉｔｉｃａｌ；Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ；ＧＣ⁃ＭＳ
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