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大连紫海胆(Strongylocentrotus nudus),又称光棘球海胆,全体呈半球形,直径为8-10厘米。它的食用部分为其生殖腺和卵粒,俗称海胆黄,包裹在棘刺所覆盖的外壳内,约占海胆全重的10-20%,含有丰富的油脂和蛋白质。本文以大连紫海胆的海胆黄为研究对象,分别使用中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶对海胆黄进行水解,使用超滤膜(截留分子量分别为1、3、5和10 kDa)对水解产物进行分级,得到分子量分布范围分别为小于10 kDa、5-10 kDa、3-5 kDa、1-3 kDa和小于1 kDa的五个组分,并对其DPPH自由基清除能力和还原能力进行研究。结果显示,对四种酶水解所得海胆肽而言,均是分子量小于1 kDa组分的DPPH自由基清除能力最强;对中性蛋白酶和木瓜蛋白酶水解所得海胆肽而言,分子量小于1 kDa组分的还原能力最强;对胰蛋白酶和胃蛋白酶水解所得海胆肽而言,分子量1-3 kDa组分的还原能力最强。海胆肽的抗氧化活性与所用蛋白酶种类有关,不同蛋白酶会导致不同的水解度、分子量分布、氨基酸组成和序列,从而进一步影响海胆肽的抗氧化活性。综合来看,木瓜蛋白酶水解所得分子量小于1 kDa的海胆肽抗氧化能力最强。本文对木瓜蛋白酶水解海胆黄制备海胆肽的酶解工艺条件进行优化。通过四因素五水平中心组合响应面实验建立了水解度(DH)和短肽回收率(TCAI)与各影响因素的回归模型,结合实际生产确定了木瓜蛋白酶水解海胆黄的最优条件为温度48.8℃,pH 6.9,酶加量3143 U/g底物,底物浓度8.4%,水解时间3 h,在此条件下DH和TCAI的预测值分别为27.28%和56.56%,实测值分别为27.96%和57.32%。在此最优条件下对海胆黄进行水解,并对水解后所得海胆肽的体外抗氧化活性进行研究。实验结果表明,海胆肽的脂质过氧化抑制能力(IC50=11.05 mg/mL)、DPPH自由基清除能力(IC50=5.82 mg/mL)、羟自由基清除能力(IC50=13.29 mg/mL)、H2O2 清除能力(IC50=16.40 mg/mL)、金属离子螯合能力(IC50=7.26 mg/mL)和还原能力(AC0.5=5.91 mg/mL)均较强,而且对tBOOH引起的腹腔巨噬细胞氧化应激保护作用显著(P<0.01)。海胆肽的抗氧化活性可能是其羟自由基清除能力、H2O2清除能力、金属离子螯合能力以及供电子能力共同作用的结果。本文建立了水酶法及超临界CO2萃取法提取海胆油的工艺。海胆黄经蛋白酶水解后,在水解液中加入一定量乙醇和氯化钠,离心即可直接得到游离油。原料经木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶和胰蛋白酶水解后的游离油得率分别为82.0%、76.0%、72.9%和61.5%。超临界CO2萃取法提油率为53.7%。GC-MS分析结果显示,海胆油中多不饱和脂肪酸含量约占总脂肪酸的35%。GC-MS分析结果显示,不同方法所提取海胆油的甾醇和脂肪酸组成非常相似,说明水酶法和超临界CO2萃取法所提取海胆油质量差异不大。占海胆总重近60%的海胆棘壳在海胆的加工过程中往往被当作废弃物丢弃,不仅造成了资源的浪费,也给周边环境造成了很大的压力。本文建立了使用大孔吸附树脂对海胆棘壳色素进行富集的方法,并对富集所得海胆棘壳色素的体外抗氧化活性进行了研究。实验结果表明,海胆棘壳色素具有很强的脂质过氧化抑制能力(IC50=170.4 μg/mL)、DPPH自由基清除能力(IC50=49.4 μg/mL)、金属离子螯合能力(IC50=457.9 μg/mL)和还原能力(AC0.5=77.5 μg/mL),而且对tBOOH引起的腹腔巨噬细胞氧化应激保护作用显著(P<0.01),但是没有羟自由基清除作用,H2O2清除能力也较弱。海胆棘壳色素的抗氧化能力可能主要与其较强的金属离子螯合能力和供电子能力有关。