超臨界CO2萃取牡蠣中多不飽和脂肪酸的工藝研究

劉程惠，張 聰，胡文忠，*，姜愛麗，田密霞

（1.大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，遼寧大連116600；2.生物技術(shù)與資源利用國家民委-教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧大連116600）

超臨界CO2萃取牡蠣中多不飽和脂肪酸的工藝研究

劉程惠1，2，張 聰1，胡文忠1，2，*，姜愛麗1，2，田密霞1，2

（1.大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，遼寧大連116600；2.生物技術(shù)與資源利用國家民委-教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧大連116600）

以牡蠣干粉的提油率及牡蠣粉中三種重要的多不飽和脂肪酸（EPA、DHA及GLA）的提取量（mg/g牡蠣粉）為評價指標(biāo)，分別研究夾帶劑的選擇和用量百分比、萃取壓力、萃取溫度及萃取時間對超臨界CO2流體萃取牡蠣粉中DHA、EPA和GLA提取量的影響。結(jié)果表明，超臨界CO2流體萃取牡蠣粉中多不飽和脂肪酸最佳條件為：夾帶劑為無水乙醇，夾帶劑用量百分比為25%，萃取壓力20MPa，萃取溫度35℃，萃取時間120min，收集壓力30MPa，收集溫度50℃。在此條件下，牡蠣干粉的提油率為8.14%，三種多不飽和脂肪酸的提取量達(dá)到22.26mg/g。

牡蠣，超臨界CO2流體萃取，多不飽和脂肪酸

Abstract：Influence of cosolvent，the employing quantity of cosolvent，extraction pressure，extraction temperature and extraction time was studied.The extraction oil rate of freeze-dried oyster powder and the extraction amount of three polyunsaturated fatty acids were as the indicator in the research.The best extraction conditions was：the cosolvent free-water C2H5OH，and the employing quantity was 25%of the overall used raw material，extraction pressure 20MPa，extraction temperature 35℃，extraction time 120min，collection pressure 30MPa and collection temperature 50℃.Under these conditions，oyster oil extraction rate was 8.14%，the extraction amount of three PUFAs in oyster powder reached 22.26mg/g.

Key words：oyster；supercritical fluid CO2extraction；polyunsaturated fatty acids

牡蠣俗稱海蠣子、蠔等，是世界上第一大養(yǎng)殖貝類，也是我國四大養(yǎng)殖貝類之一。牡蠣肉鮮味美，營養(yǎng)豐富，因其含有特殊氨基酸和多種微量元素，能促進(jìn)兒童的智力發(fā)育，故又有“益智海鮮”的美稱［1］。牡蠣還富含多種多不飽和脂肪酸，牡蠣中的脂肪含量約為7%～11%，多為具有生理活性的復(fù)合磷脂、磷酸肌醇、二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic acid，EPA）、二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic acid，DHA）和γ-亞麻酸（γ-Linoleic acid，GLA）等多不飽和脂肪酸［2-3］，它們都是人體難以合成、需由食物提供的必需脂肪酸［4］。它們與人體的生理功能密切相關(guān)，可維持大腦、視網(wǎng)膜等的正常功能和生長發(fā)育，具有抑制血小板凝聚、抗血栓、調(diào)血脂、提高免疫力、健腦益智等功效，對抑制炎癥和部分癌癥、糖尿病的發(fā)生也有較好的功效［5-6］，是開發(fā)保健食品的理想原料。大連位于遼東半島，牡蠣資源豐富，如果能將牡蠣中提取的多不飽和脂肪酸廣泛應(yīng)用于保健食品的生產(chǎn)，必將促進(jìn)大連海洋資源的開發(fā)，具有較大的開發(fā)價值和廣闊的市場前景。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

牡蠣 產(chǎn)于大連灣；脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品（批號：LB66299）suploco；DHA 甲酯標(biāo)準(zhǔn)品（批號：126K5201）、EPA 甲酯標(biāo)準(zhǔn)品（批號：056K1194）、GLA甲酯標(biāo)準(zhǔn)品（批號：067K1875） sigma；其余試劑 均為分析純。

臺式真空冷凍干燥機(jī) LABCONCO；FW100型高速萬能粉碎機(jī) 天津市泰斯特儀器有限公司；7071型超臨界 CO2流體萃取儀 Sep-ed SPE，Applied Separation；GC2010型氣相色譜儀 日本島津公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 萃取工藝流程 牡蠣→勻漿→冷凍干燥→牡蠣粉→稱重→裝釜→密封→升溫升壓到預(yù)設(shè)萃取條件→超臨界狀態(tài)下萃取一定時間→調(diào)節(jié)收集壓力由分離釜得到所需產(chǎn)品→檢測

1.2.2 牡蠣脂肪酸的超臨界CO2萃取 為了考察超臨界CO2萃取過程中各因素對牡蠣脂肪酸提取的影響，以牡蠣干粉的提油率及牡蠣粉中三種重要的多不飽和脂肪酸（EPA、DHA及GLA）的提取量（mg/g牡蠣粉）為評價指標(biāo)。在萃取壓力為20MPa、萃取溫度35℃、萃取時間90min，收集壓力30MPa，收集溫度為50℃，夾帶劑為無水乙醇，夾帶劑用量百分比（夾帶劑體積mL/牡蠣粉質(zhì)量g×100%）為25%的實(shí)驗(yàn)條件下，分別考察各因素的影響：

夾帶劑選擇：不加夾帶劑、無水乙醇、乙酸乙酯、丙酮；夾帶劑用量百分比：5%、15%、25%、35%、45%；萃取壓力：15、20、25、30、35MPa；萃取溫度：25、30、35、40、45、50℃；萃 取 時 間：30、60、90、120、180min。

提油率=提取出油的質(zhì)量/樣品質(zhì)量×100%

1.2.3 檢測方法 GB/T5009.6-2003索氏提取法測定粗脂含量。

采用直接酯化法對提取的脂肪酸進(jìn)行甲酯化［7］。氣相色譜外標(biāo)法測定樣品中DHA、EPA和GLA的含量［8］。通過對比混合標(biāo)準(zhǔn)品的氣相色譜圖，確定樣品中脂肪酸的種類，通過面積歸一化法確定各種脂肪酸的相對百分含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 夾帶劑的選擇對超臨界CO2流體萃取牡蠣多不飽和脂肪酸的影響

夾帶劑是在超臨界流體中加入的一種少量的、可以與之混溶的、揮發(fā)性介于被分離物質(zhì)與超臨界組分之間的純物質(zhì)。它分為非極性夾帶劑（如正己烷等）和極性夾帶劑（如無水乙醇、乙酸乙酯、丙酮等）兩類。

夾帶劑可大大增加被分離組分在超臨界CO2流體中的溶解度，從而提高牡蠣油的提取率，降低高能耗。

由圖1可知，無水乙醇與乙酸乙酯作為夾帶劑，牡蠣油的提取率較其它夾帶劑高，丙酮作為夾帶劑的效果較差。乙酸乙酯提取得到的牡蠣油中三種多不飽和脂肪酸提取量較無水乙醇的低，因此，無水乙醇的作用效果最佳，且其無毒、無害，提取后的剩粉中蛋白質(zhì)含量很高，可做高蛋白食品加工的原材料。

2.2 夾帶劑比例對超臨界CO2流體萃取牡蠣多不飽和脂肪酸的影響

添加適當(dāng)?shù)膴A帶劑，通常能使CO2的萃取能力增強(qiáng)，并可使體系操作壓力得以降低，這不僅對降低能耗有很大意義，而且可以使設(shè)備的設(shè)計壓力降低，大大節(jié)省設(shè)備投資［4］。由圖2可知，隨著夾帶劑用量百分比的增加，牡蠣粉的提油率逐漸增加，在25%～35%時提油率顯著上升，之后增加緩慢；而隨著夾帶劑用量百分比的增加，三種多不飽和脂肪酸的提取量則是先增加后降低，在25%時提取量最高；當(dāng)夾帶劑比例超過25%時，增加夾帶劑量，不僅多耗費(fèi)溶劑，還會使三種多不飽和脂肪酸的提取量降低，綜合考慮，較適宜的夾帶劑比例為25%。

圖1 夾帶劑選擇對超臨界CO2流體萃取牡蠣干粉提油率及其多不飽和脂肪酸提取量的影響

圖2 夾帶劑比例對超臨界CO2流體萃取牡蠣干粉提油率及其多不飽和脂肪酸提取量的影響

2.3 萃取壓力對超臨界CO2流體萃取牡蠣多不飽和脂肪酸的影響

由圖3可知，萃取壓力在15～30MPa，隨著萃取壓力的增加，牡蠣粉的提油率逐漸增加，壓力超過30MPa后，提油率降低；隨著萃取壓力的增加，三種多不飽和脂肪酸的提取量先增加后降低，考慮到萃取壓力增加，能耗加大，從經(jīng)濟(jì)角度和提取效果雙方面考慮，所以萃取壓力在20MPa為宜。

圖3 萃取壓力對超臨界CO2流體萃取牡蠣干粉提油率及其多不飽和脂肪酸提取量的影響

2.4 萃取溫度對超臨界CO2流體萃取牡蠣多不飽和脂肪酸的影響

由圖4可知，萃取溫度在25～35℃時，隨著溫度的升高，牡蠣干粉的提油率和三種多不飽和脂肪酸的提取量也逐漸增加；35～40℃時，隨著溫度的升高，兩者都開始下降；40～50℃，隨著溫度的升高，牡蠣干粉的脂肪酸提取量下降顯著而提油率趨于平緩。所以，35℃是比較適宜的萃取溫度。

2.5 萃取時間對超臨界CO2流體萃取牡蠣多不飽和脂肪酸的影響

表1 牡蠣各脂肪酸的相對百分含量

圖4 萃取溫度對超臨界CO2流體萃取牡蠣干粉提油率及其多不飽和脂肪酸提取量的影響

由圖5可知，萃取時間在30～120min時，萃取時間越長，提油率及三種多不飽和脂肪酸的提取量越高；在120～150min時，提油率和提取量都急速下降；萃取時間超過150min之后，提油率和三種不飽和脂肪酸提取量開始緩慢下降。在萃取時間為120min時，牡蠣油的提取率及多不飽和脂肪酸的提取量達(dá)到最大分別為8.14%和22.26mg/g。

圖5 萃取時間對超臨界CO2流體萃取牡蠣干粉提油率及其多不飽和脂肪酸提取量的影響

2.6 牡蠣油脂肪酸組成分析

將牡蠣油直接甲酯化，牡蠣脂肪酸色譜圖（如圖6）共檢測出32個峰，可以確定的脂肪酸種類為19種，面積歸一化法測定其相對百分質(zhì)量含量，如表1所示。外標(biāo)法測定DHA的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為Y=4.514407e-006X，R2=0.9998；EPA的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為Y=4.757562e-006X，R2=0.9995；GLA 的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為Y=2.734966e-006X，R2=0.9984。外標(biāo)法測定牡蠣中 EPA含量為15.59mg/g，DHA含量為6.54mg/g，GLA含量為0.13mg/g（牡蠣粉）?？梢姡迪犞胁伙柡椭舅岷渴重S富，可以作為不飽和脂肪酸保健品的開發(fā)原料。

圖6 牡蠣脂肪酸的氣相色譜圖

3 結(jié)論

超臨界CO2流體萃取牡蠣粉中多不飽和脂肪酸最佳條件為：夾帶劑為無水乙醇，夾帶劑用量百分比為25%，萃取壓力20MPa，萃取溫度35℃，萃取時間120min，收集壓力30MPa，收集溫度50℃。在此條件下，牡蠣干粉的提油率為8.14%，三種多不飽和脂肪酸的提取量達(dá)到22.26mg/g。

［1］郭玉華，曾名勇，劉尊英，等.牡蠣食品的研究進(jìn)展［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2007，33（3）：91-95.

［2］勞邦盛，盛國英，傅家謨，等.牡蠣中脂肪酸在儲藏過程中的穩(wěn)定性［J］.色譜，2000，18（4）：340-342.

［3］汪何雅，楊瑞金，王璋.牡蠣的營養(yǎng)成分及蛋白質(zhì)的酶法水解［J］.水產(chǎn)學(xué)報，2003，27（2）：163-168.

［4］譚桂利.牡蠣的化學(xué)成分和藥用價值［J］.中國海洋藥物，1993（3）：25.

［5］肖玫，歐志強(qiáng).深海魚油中兩種脂肪酸（EPA和DHA）的生理功效及機(jī)理的研究進(jìn)展［J］.食品科學(xué)，2005，26（8）：522-526.

［6］Bruerner G.Biological effect of polyunsaturated fatty acid［J］.Food Sci Tech，1992，53：63-73.

［7］馬鶯，王靜，牛天驕.功能性食品活性成分測定［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：229-233.

［8］劉程惠，王雪冰，胡文忠，等.超臨界CO2流體萃取大馬哈魚籽中DHA和 EPA的工藝［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2009，35（5）：194-198.

Study on extraction of polyunsaturated fatty acids from oyster by supercritical fluid CO2

LIU Cheng-hui1，2，ZHANG Cong1，HU Wen-zhong1，2，*，JIANG Ai-li1，2，TIAN Mi-xia1，2
（1.College of Life Science，Dalian Nationalities University，Dalian 116600，China；2.Key Laboratory of Biotechnology and Bio-resources Utilization-The State Ethnic Affairs Commission Ministry of Education，Dalian 116600，China）

TS254.1

B

1002-0306（2010）10-0316-04

2009-09-02 *通訊聯(lián)系人

劉程惠（1979-），女，工程師，研究方向：食品科學(xué)。