中国粉体网讯 虾青素被誉为自然界最强抗氧化剂，越来越受到保健人士的欢迎与推崇。现在主流的虾青素都由雨生红球藻提取，但是最早商业提炼虾青素，是从虾壳类当中提取的，由于大部分的虾看上去都是青色的，所以人们给它命名叫做虾青素，也有叫做虾红素的，因为大部分虾一旦死亡，虾壳就会呈现红色。自2008年以来，国内外大量研究证实虾青素具有较强的抗氧化活性，在提高免疫力，预防肿瘤、心血管疾病、糖尿病等慢性疾病的发生发展，延缓衰老等方面具有积极的促进作用。
虾青素微囊粉
（图片来源：爱尔发生物科技有限公司官网）
虾青素的提炼大致也经历了3次升级换代，
第一次是从虾壳、蟹壳中提取，提取量很低。
第二次是从酵母中提取，主要是红发夫酵母，提取量大约0.4%。
第三次是雨生红球藻，提取量可达1.5-3%，有时甚至达到4%。
雨生红球藻提取虾青素是目前最主要的虾青素提取来源。如何从雨生红球藻中获取虾青素？常用途径是高压破壁法-即通过高压又瞬间失压、剪切、撞击等多种效用共同作用于藻液，打开红球藻的“外壁”，释放出虾青素等营养成分。
高压均质技术：
在植物天然活性成分提取方面，高压均质（HPH）技术属于较新的一种提取技术。高压均质通过高频振荡、高速剪切、空穴、瞬时高压和瞬时低压等综合效应，将液体中颗粒粉碎至平均直径＜１μｍ，极大地增加了溶剂的穿透能力，同时，高压均质处理能够破坏细胞壁的结构，减少溶质扩散的阻力，从而加速可溶物的渗透和扩散，提高了目标产物的得率。因此，将HPH技术应用于植物天然活性成分的提取中，可大大提高提取效率，且具有提取产物生理活性好、工艺操作简单、安全等优点。
高压均质机设备：
高压均质机主要由柱塞泵、均质阀、传动装置等构成，其均质过程下图所示。料液首先通过柱塞泵，柱塞泵的作用是将液体物料吸入泵体，同时对物料加压，物料再进入一级均质阀均质，一级均质阀的压力较大，主要起破碎均质作用，再进入二级均质阀均质，二级均质阀的压力较低，其压力大小直接影响到物料经过一级均质阀瞬间压力降的大小，直接关系到一级阀的加工效果，因此，二级均质阀的压力选择在总压力的10％～15％，主要起分散作用，其均质作用不明显。
高压均质系统（GEA 的PandaPlus2000均质器）的示意图
（图片来源：纪慧杰等. 高压均质技术在植物天然活性成分提取中的应用）
高压均质机原理：
高压均质作用工作原理示意图
（图片来源：纪慧杰等. 高压均质技术在植物天然活性成分提取中的应用）
高压均质机的工作原理如上图所示，尽管高压是均质机的驱动力，但主要工作在均质阀上。高压均质是利用柱塞泵为动力传递和输送液体物料的管道，柱塞泵吸入液体物料后并对液体物料加压，在柱塞作用下液体物料以高压低流速的状态进入压力可调节的均质阀中，液体物料在高压的作用下迅速通过特定宽度的均质阀缝隙，瞬间失压的液体物料以极高的流速（1000～1500m/s）碰撞在撞击环上，产生了剪切、空穴和撞击等机械力作用。
高压纳米细胞破碎均质机
（图片来源：浙江仰业精密设备有限公司）
剪切作用是指当物料通过均质阀缝隙时，其流速瞬间增加，物料随着涡流效应会产生强烈的剪切作用，使得物料颗粒被剪切成细微的小液滴；撞击效应是指被剪切粉碎的物料颗粒，通过均质阀后又强烈地撞击到碰撞环上，造成物料进一步的破碎；空穴效应是指在高压状态下，当流体离开阀门时，流体流通面积的增加会降低其速度，出口处的压力突然释放回到大气压，这个过程会使液料形成大量的汽泡，随后汽泡破裂引起空穴爆炸会导致破碎效果，同时也产生了剧烈的高频振动，从而使物料粉碎细化。
实验室型高压纳米均质机
（图片来源：朗灏孚纳米科技（上海）有限公司）
另外，当物料进入高压均质机后，高压均质机内部首先达到设定的压力，该过程可导致内部物料温度的升高，然后物料高速通过均质阀，压力会降低，由于剪切、碰撞等的机械作用力转化为热能，整个高压均质过程中物料可升温。基于这些效应可用于对植物细胞的破碎、对植物物料的粉碎细化，促进植物活性物质最大限度的溶于提取溶剂中。
工业生产型均质机
（图片来源：上海东华高压均质机厂）
高压均质提取特点
（1）HPH技术集超声波、超高压、加热回流等效果于一体，提取效果更高效；
（2）HPH是一种非热加工技术，工作温度低，高压均质提取过程是卸压、加压交替的过程，高压容器和外界环境有着良好的热交换，在整个提取过程中基本可以维持在室温下进行，最大程度地保留了植物中生物活性物质及各种营养成分的天然结构，避免了因热效应引起的有效成分变性、损失、药理活性降低等问题，可保持提取的活性成分的原有性质；
（3）HPH技术可以使物料颗粒的大小达到纳米级，极大地破碎植物细胞组织结构，更有利于活性成分的溶出；
（4）HPH可以提取水溶性成分、脂溶性成分及溶于有机溶剂的成分；
（5）HPH设备简单，能耗低，可单独使用，提取时间短。
小结
HPH作为一种新型的植物天然活性成分提取技术，具有提取效率高、提取产物活性强、工艺操作简单、安全等优点，均质压力，均质次数是对植物天然活性成分提取率和稳定性产生影响的关键因素。在HPH处理后，各种植物天然活性成分的稳定性能得到最大程度的保留。随着科技的进步和仪器设备的发展，高压均质技术将会在提取天然活性成分方面的应用更加广泛。
参考来源：
1、藻源健康商城：雨生红球藻是怎么变成虾青素的？
2、美国phD科技有限公司官网：phD高压均质机破碎雨生红球藻，提取虾青素
3、纪慧杰，朱彩平.高压均质技术在植物天然活性成分提取中的应用
（中国粉体网编辑整理/青黎）
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