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在植物檢測中，蝦青素屬于常見的植物色素種類之一。由于擁有比β-胡蘿卜的素更強的抗氧化能力，所以蝦青素常用于保健品、食品添加劑、飼料添加劑、醫藥、化妝品等產品生產。商業化生產的蝦青素分為人工化學合成和天然生物合成兩大類。目前商業化的蝦青素主要來源于藻類和微生物、甲殼動物的殼，提取方式通過真菌發酵或粉碎提取，比如含量較高的雨生紅球藻和紅法夫酵母應用就比較廣泛。

一、需求背景

蘇州某生物科技公司，想要檢測的一款蝦青素產品，尤其是光異構體的含量。由于今年來雨生紅球藻行業催生的蝦青素市場得到廣泛發展，所以市場上相關產品良莠不齊、以次充好現象也是客觀存在的。用人工合成蝦青素或者紅法夫酵母酵母蝦青素冒充雨生紅球藻蝦青素銷售使用的原料，一旦被應用到實際產品中，結果都可能是災難性的。蝦青素含量測定已經不能滿足當前的技術要求，對其結構進行定性定量也成為檢測的重要一環。

蝦青素基本的化學結構是由四個異戊二烯單位以共軛雙鍵形式相連接，兩邊是兩個含氧的六元環，且羥基處于羰基的α位，構成了α羥基酮的結構。由于蝦青素有2個手性中心，在3-和3’-位，因此有三種旋光異構體，分別是3S,3’S（左旋）；3R,3’S（內消旋）和3R,3’R（右旋）。而如果是合成蝦青素，則由3S,3’S（左旋）；3R,3’S（內消旋）和3R,3’R（右旋）三種旋光異構體按接近1:2:1的比率組成，一直以來作為紅色著色劑應用于動物著色。天然來源的蝦青素則不同物種存在不同旋光異構體組成和比例，其中紅法夫酵母發酵蝦青素為3R,3’R（右旋）結構，，雨生紅球藻作為3S,3’S（左旋）結構。因此我們可以通過檢測蝦青素的旋光異構體含量進行定性定量分析。

二、檢測方法確定

蝦青素的檢測方法主要有分光光度法和高效液相法。分光光度法主要是利用蝦青素的最高吸收峰為478，因此在波長為 478下進行比色即可測定蝦青素的含量。由于該種方法比較簡單，可能存在的誤差也較大，所以高效液相色譜法是檢測蝦青素的主流方法。比如，GB/T 31520-2015就規定了用液相色譜法檢測紅球藻中蝦青素。雖然GB/T 31520-2015規定了蝦青素含量的檢測方法，但是蝦青素的光異構體含量卻沒有提出，所以國家標準GB/T 38478-2021專門針對光異構體含量檢測給出了一套解決方案。所以我們決定已經GB/T 38478-2021采用液相色譜法進行測試。

三、試驗步驟

1.樣品制備

蝦青素樣品的提取方法要根據具體類型進行選擇，比如固體類、油劑類和水溶液類試樣的提取方法都是不一樣的。

該生物科技公司的樣品為固體試樣，所以我們對樣品進行如下制備：稱取50.0mg~100.0mg置于干燥的20mL玻璃勻漿器中，加入2mL丙酮，充分研磨使樣品破碎完全，轉移至10mL離心管中，用5mL丙酮溶液分三次清洗玻璃勻漿器，合并提取液，5℃下3800r/min離心5分鐘，將上清液轉移至50mL容量瓶中，離心管管中加入2mL丙酮溶液。重復上述步驟3次以上，直至提取后的渣呈灰白色，合并上清液，用丙酮溶液定容至50mL，供測。

注：蝦青素含量高于2%的試樣的稱樣量不大于50mg。

2.測試溶液制備

移取2.0mL皂化后的溶液至10mL玻璃離心管中，往管中加入1g的十水硫酸鈉，2mL石油醚后劇烈震蕩30次或渦旋混合30秒后，然后避光冰水浴中靜置或置于離心機中3000rmp下離心3min，溶液出現明顯分層，色素被轉移至上層石油醚中，用移液管小心地將石油醚層轉移至新的10mL玻璃離心管中，氮氣吹干石油醚，加入1.0mL乙腈超聲溶解，得到的溶液即為供試品溶液。

3.色譜條件

色譜柱：IC 多糖衍生物共價鍵合手性柱， 4.6 mm×250 mm， 5µm， 或相當者。

柱溫：25℃。

紫外檢測器：檢測波長 470 nm。

進樣量：20 µL。

流速：1.0 mL/min。

流動相:甲基叔丁基醚+乙腈=35+65。

3.定性定量

旋光異構體組成成分是蝦青素制品重要的指標， 該指標主要考核不同來源的含蝦青素產品。由于蝦青素擁有左旋， 內消旋和右旋三種不同的旋光異構體， 其中雨生紅球藻來源的全部是左旋結構， 紅法夫酵母來源的是右旋結構， 而人工合成的蝦青素為三種旋光異構體的混合物（其左旋：內消旋：右旋為 1:2:1） ， 而不同旋光異構體的生物活性和安全性不盡相同， 需要對產品中的蝦青素旋光異構體組成成分進行鑒定。檢測方法就是，分別注入 20 µL 適當濃度的左旋蝦青素的對照品溶液， 人工合成蝦青素對照品溶液， 右旋蝦青素的對照品溶液， 供試品溶液， 按下圖中列出的色譜條件進行液相色譜分析測定， 根據對照品溶液色譜中的蝦青素同分異構體的保留時間定性對照品色譜圖

考慮到操作的簡便性和經濟性， 蝦青素旋光異構體的定量計算， 首先使用由國標 GB/T31520-2015 法測得的蝦青素總量， 再與其中具體的某種蝦青素旋光異構體所占比例相乘， 所獲得的乘積作為最后的某種蝦青素旋光異構體的含量。

四、總結

我們通過對蝦青素旋光異構體進行測定，可以準確判斷蝦青素產品的來源，從而為蝦青素生產企業提供產品質量控制和質量監督的重要參考數據。當然，對于選光異構體定性定量也可以幫助我們尋找高效合適的物理和化學脅迫因子，在不對藻細胞致死或將致死量控制在一定范圍內的前提下，脅迫藻細胞盡量產生更多的蝦青素；如果是紅法夫酵母，我們可以通過研究其培養基的成分來存進蝦青素的合成。