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1、毕业论文文献综述食品质量与安全福寿螺及类胡萝卜素的研究进展摘 要：详细介绍了福寿螺，类胡萝卜素的常见提取及分离方法的最新研究进展。从福寿螺卵中提取类胡萝卜素将会是福寿螺和食用天然色素开发研究的最好交点。关键词：福寿螺 类胡萝卜素 提取 0、引言 福寿螺和类胡萝卜素看似两个没有交集的研究对象，却因为食用天然色素的开发连接在了一起。接下去将会介绍他们各自的研究现状，以及共同开发的意义。1、福寿螺的研究现状关于福寿螺的研究最初大多集中在其生长规律和特性方面，后来慢慢向农田的生物化学防治方法过渡，最后福寿螺及其卵也都有不同的研究者从不同侧面的展开了零星的研究。1.1 福寿螺生物特性的研究 福寿螺（Ap
2、ple snail）又称苹果螺、大瓶螺，分类上属软体动物门、腹足纲、中腹足目、瓶螺科、瓶螺属，原产于南美洲亚马逊河流域1。1981年作为食用螺引入中国，因其生长繁殖迅速，适应性强而成为中国危害巨大的外来入侵物种。福寿螺食性广，以植物性饵料为主2，主食各种水生植物、陆生草类和瓜果蔬菜，如各种浮萍、水花生、水葫芦、青菜、青草、瓜皮、水果等。也食人工投喂的糠麩、饼粕类饲料及下脚料等，在食物缺乏的时候也摄食一些残渣剩饵和腐殖质及浮游动植物等。 福寿螺具有较长产卵期限，每年平均有3个星期的产卵期2，分别在4月份、6月份、10月份，每次产卵期为10-16天，通常1-3天交配1次，产1次卵，每次1块。福寿螺
3、均在夜晚产卵，白天不产卵，并且产卵于离水面20-30cm的沟渠壁、河塘、河边树杆、竹篱笆及停泊在河中的船壳、稻苗及杂草茎秆上。 除此之外，黄鹏、林兆里等发现降雨量和气温的变化对福寿螺产卵量有极大影响。雨量对福寿螺田间产卵有明显的影响：雨量越大产卵量越少；当降雨量大于70mm时，福寿螺的产卵量明显降低，但在降雨结束后的1-2天，福寿螺产卵量逐渐恢复上升，并达到一个新的高峰。福寿螺产卵量也随温度的起伏而波动：在较短的周期内，温度的变化与福寿螺产卵量呈正相关；但从长期看温度的高低变化与福寿螺的产卵量并没有明显的相关。为此，在生产上降雨量和气温可作为福寿螺发生情况分析的重要依据3。1.2 福寿螺防治的
4、研究在研究了福寿螺的生物特性之后，针对福寿螺的危害，研究出了农业防治、生物防治、化学防治等技术方法4，目前化学防治仍然是应用最普遍的一种。农业防治主要是人工捕捉成螺和消灭螺卵两种方法，安全无污染，但费工大。生物防治是通过养家禽取食福寿螺的方法减少螺源，降低成本，具有先进性，意义较大，应用前景广阔。化学防治中防治福寿螺主要药剂有70%百螺杀可湿性粉剂、6%密达杀螺颗粒剂、80%五氯酚钠粉剂。由于福寿螺适应性强，分布范围广，难以根除，往往是短期见效，治标不治本。在实际防治过程中，应该采取农业防治、生物防治、化学防治等配套综合防治技术措施，多种防治方法并举，这样才能达到较好防治效果。1.3 福寿螺内
5、消化酶的研究福寿螺以植物性饵料为食，具有食量大、生长迅速的特点，因此体内必然含有高活性的消化酶，特别是分解细胞壁的纤维素酶和果胶酶。众多研究者对此进行了研究。徐建荣、程东成等5对福寿螺消化酶进行了分析研究，用pH值为5.8的柠檬酸-磷酸盐缓冲液分别从研磨后的福寿螺内脏中反复提取（约2s）后，再用双层纱布过滤，收集滤液然后离心30min（4000rpm）收集上清液，用纤维素、果胶和淀粉测酶活性，发现不同来源的消化酶活性不同，消化道中含有的纤维素酶和果胶酶活性较高，而肝脏中含的淀粉酶活性较高。毛孙忠、雷康福等6从福寿螺体内分离纯化得到一种均一的纤溶酶（ACFE）成分，其分子量为32kD：pI为3.
6、6，最适pH在9.5-11.0之间，该酶热稳定性强，能抗4mol/L脉处理：其具有水解合成底物S-2288和Chromozym P的活性，活性受Zu2+、Cu2+等抑制，受对氨基磺酸氟（PMSF）抑制，但不受对羚甲基苯磺酸（PHMB）影响。张喆，赵红7等则分离出了获得经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定为单一纯的-葡萄糖苷酶制剂.测定该酶的最适反应温度为43，最适反应pH为5.1；在pH5.1，45下，该酶催化水杨素水解的Km值为3.40mmol/L，活化能为50.63kJ/mol。研究几种效应物对酶活力的影响，结果表明：Mn2+、Co2+对酶有激活作用，而Cu2+、Hg2+、Pb2+、SDS及脲
7、对酶有不同程度的抑制作用，其中Cu2+和Hg2+对该酶的抑制作用最强。庄总来、周兴旺8等测得福寿螺内纤维素酶各组分的酶活力分别为：内切葡聚糖酶20.65万U/g；（-葡萄糖苷酶4.24万U/g；外切葡聚糖酶0.48万U/g；酶粉的蛋白质含量为37.69%、水分为7.96%、灰分为1.78%。以花生壳作为纤维素酶作用对象，测定酶促反应的最适pH为5.26，最适温度为52。在pH5.2、40下，纤维素酶作用于花生壳生成葡萄糖，在2h内葡萄糖的生成量与反应时间成正比关系，然后逐渐缓慢；随着酶浓度的增大，葡萄糖的量也呈直线上升，说明从福寿螺分离得到的纤维素酶能有效地水解花生壳转化为可被利用的葡萄糖。特
8、别是李燕红从福寿螺胃液中分离出了具有高EG，CBH以及木聚糖酶等多种酶的活力的EGX，其相对分子量为最适pH也在pH4.4-4.8。1.4 对福寿螺的其他研究张刚生和郝玉兰9使用了激光拉曼光谱分析福寿螺卵壳，证实里面出来六防碳钙石外，还含有类胡萝卜素。Heras等（2008）首次报道了福寿螺卵中具有防止入侵的活性成分，该成分能对卵提供化学防护，对小鼠具有神经毒性作用的活性成分。Marcos10等研究了卵红蛋白在福寿螺卵抗氧化损伤保护系统中的作用。总得来说，对于福寿螺而言这些研究不系统，也不够全面深入。2、类胡萝卜素的研究现状 关于类胡萝卜素的研究主要包括类胡萝卜素的种类及其生化特性、生理功效、
9、提取方式等方面。2.1 类胡萝卜素生化特性的研究类胡萝卜素（Carotenoid）是一类广泛存在于自然界中的天然有色物质，通常是指40碳的碳氢化合物（胡萝卜素）和它们的氧化衍生物（叶黄素）两大类色素的总称，其颜色通常为黄色到红色，属于脂溶性四萜烯类化合物11。到目前为止，已知的类胡萝卜素约600多种，很多天然类胡萝卜素来自高等植物橙黄色的花朵（如：向日葵、金盏花等）、橙红色的果实（如：番茄、柑橘等）以及胡萝卜的根。但是类胡萝卜素含量最高的是微生物、植物和藻类的光合组织。类胡萝卜素一般可分为两类：胡萝卜素和叶黄素12。前者以-胡萝卜素为代表，仅含碳、氢两种元素，后者则是前者的含氧衍生物，如虾青素
10、。另一种分类系统是将类胡萝卜素分为链状、单环和双环衍生物，它们的母体代表化合物分别为：-胡萝卜素、番茄红素和-胡萝卜素。类胡萝卜素的性质由它的分子结构决定，共轭多烯链是类胡萝卜素分子的结构特征，这一结构使类胡萝卜素具有独特的色泽。类胡萝卜素在生物体中表现出许多生物学功能13，是一种良好的自由基淬灭剂，具有显著的抗氧化性，可以有效地阻断细胞内的自由基链式反应，具有解毒作用，是维护人体健康不可缺少的营养素，在抗癌、防癌方面和预防心血管疾病、白内障方面有显著作用，并能防止老化和衰老引起的多种退化性疾病，因而被认为是治疗和预防这些顽疾的理想药物14。2.2 类胡萝卜素提取的研究 提取是天然色素生产中较
11、为关键的工序15之一，其中的影响因素也较多，例如提取工艺的流程，提取溶剂的选择。一般常见的提取方法有：有机溶剂提取法16、酶反应法17、微波辅助提取法18、超声波辅助提取法19、超临界流体萃取法20等。不同的浸提溶剂对类胡萝卜素成分的溶解性不同，提取效果也不一样21。王岁楼22、金国英23研究表明，用丙酮:石油醚=1:1混合溶剂对红酵母浸提效果最好；单一溶剂浸提效果以丙酮最好，丙酮浸提效果要明显高于其他单一溶剂的浸提结果。从色素提取后的细胞碎片颜色也可以证实上述的结果24。用丙酮:石油醚=1:1混合溶剂和丙酮浸提后的细胞碎片基本呈白色。从理论上讲，胡萝卜素分子结构为非极性，按照“相似相溶”原理
12、，应该选用非极性有机溶剂来浸提色素，然而实验结果却完全相反。这可能与类胡萝卜素分子结构的空间变化有关。极性有机溶剂的浸提效果明显好于非极性有机溶剂25，与杨文报道的红酵母实验结果有所不同，这可能与菌株不同或操作方法不同有关。一般，采用非极性有机溶剂浸提细胞碎片，需将细胞碎片26烘干，这无疑将引起热对类胡萝卜素的降解作用而改变了空间结构。赵丰丽、李秋临等27采用不同极性的溶剂，以柿子皮中类胡萝卜素的含量为指标，分别用乙醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚、及丙酮:石油醚（体积比3:7）等作提取溶剂。通过单因素和正交试验得出以丙酮为提取溶剂，在柿子皮粉碎度为40目、超声频率40kHz、提取两次条件下，柿子皮
13、中类胡萝素的最佳提取工艺为：料液比1:25（g:mL）、超声功率400W、超声时间20 min。李洋、徐雅琴28则探讨了利用微波辐射提取沙棘中类胡萝卜素的影响因素，结果表明：类胡萝卜素的最大吸收波长为449nm，各因素对类胡萝卜素提取的影响从高到低为：功率时间料液比。最佳工艺条件为：用丙酮作提取剂，微波功率为300W，提取时间为40s，料液比（g/mL）为1:15，提取级数为三级时，提取效果最好。并由正交实验确定了微波条件提取沙棘中类胡萝b素的最佳工艺条件为：提取溶剂丙酮，功率300W，萃取时问40s，料液比（g/mL）为1:15，提取次数为三次，能够比较完全地提取沙棘中类胡萝卜素。3、从福寿
14、螺卵内提取类胡萝卜素根据目前的研究现状和我国的具体实际，对于福寿螺研究主要有2个趋势，一是利用福寿螺获得高产酶基因，进行克隆表达，从而获得高效的酶制剂。另外一个趋势是将集中在对福寿螺及其卵中的各种生物活性物质进行研究。特别是后一个趋势，将大大促进对福寿螺的综合利用进程，从而为充分利用该资源，并控制其对农业、生态造成灾害发挥重大作用。本项目切合现今形式，对第二个趋势所涉及的方面进行研究，以期进一步科学利用治理福寿螺。而由于-胡萝卜素29具有营养增补剂和食品着色剂的双重功效，被广泛用作饮料、食品及饲料添加剂。-胡萝卜素是FAO/WHO食品添加剂联合专家委员会确定的A类优秀食品添加剂。-胡萝卜素已取
15、代焦油系食用色素作为黄-橙色色素用于饮料、人造奶油和冰淇淋等。美国已确认其可安全使用，于1987年批准-胡萝卜素可作为食品添加剂用于婴幼儿食品。它也被广泛地应用于功能食品中，并有良好的商业前景。因此，我们可以在福寿螺卵内提取类胡萝卜素，不仅能够减少福寿螺的危害，增加附加值，也为食品的天然着色剂的提取对象提供了一个新的选择。参考文献：1 林巧玉. 稻田福寿螺的发生及防治J. 植物保护, 2004, (3): 20-21.2 张炳光. 福寿螺的发生规律与防治技术J. 现代农业科技, 2005, (8): 19.3 黄鹏, 林兆里, 徐金汉等. 福寿螺卵期生物学特性J. 福建农林大学大学学报(自然科学版), 2010, (3): 25-29.4 林伟群, 周锡跃. 稻田福寿螺的发生规律及综合防治J. 中国稻米, 2005, (2): 27. 5 徐建荣, 程东成, 李波. 福寿螺消化酶的活力测定研究及其酶解效果分析J. 水产养殖, 2007, (3): 3-5. 6 毛孙忠, 雷康福, 严哲. 福寿螺纤溶酶的分离纯化及其性质研究J. 温州医学院学报, 2005, (6): 461-463.7 张喆, 赵红, 周兴旺等. 福寿螺-葡萄糖苷酶的分离纯化及性质的初步研究J. 厦门大学学报(自然科学版), 1999, (02): 287-291.8
