酶解法提取小黃魚(yú)內(nèi)臟魚(yú)油工藝的研究

徐鑫，劉國(guó)艷，陳晨，蔡麗麗，何佳易，魏曉蕊，盧正竹

（1.揚(yáng)州大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225127；2.連云港正榮食品添加劑廠，江蘇連云港 222000）

小黃魚(yú)是我國(guó)主要的經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)，它與大黃魚(yú)及帶魚(yú)一起被稱(chēng)為我國(guó)三大海產(chǎn)，極具食用價(jià)值，價(jià)格低廉，年食用量巨大，因而每年小黃魚(yú)的加工廢棄物數(shù)量也非?？捎^，目前，我國(guó)對(duì)小黃魚(yú)加工廢棄物的利用還比較貧乏[1]。

魚(yú)油是魚(yú)類(lèi)加工廢棄物中魚(yú)內(nèi)臟的主要營(yíng)養(yǎng)成分，魚(yú)油中富含EPA（二十碳五烯酸）、DHA（二十二碳六烯酸）、脂溶性維生素及其他成分[2]。EPA和DHA有抗血小板凝聚、延緩血栓形成[3]；降血脂和抗動(dòng)脈硬化[4]；抑制腫瘤生長(zhǎng)[5-7]抗炎、抗風(fēng)濕；健腦增智[8-9]；增強(qiáng)免疫力；保護(hù)視力等生理功效。隨著對(duì)魚(yú)油研究的深入，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到魚(yú)油功能性成分的重要性，但這些功能性成分對(duì)環(huán)境都比較敏感，極易受光、氧、過(guò)熱、金屬元素（Fe、Cu有催化作用）及自由基的影響，產(chǎn)生氧化、酸敗、聚合等。

傳統(tǒng)的魚(yú)油提取方法有淡堿水解法、壓榨法、直接干燥法等[10]。由于提取過(guò)程中的惡劣操作條件常常會(huì)破壞這些功能成分，從而影響魚(yú)油的質(zhì)量。酶法提油[11-12]技術(shù)是利用蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)的水解破壞蛋白質(zhì)和脂肪的結(jié)合關(guān)系，從而釋放出油脂。該方法作用條件溫和，產(chǎn)油質(zhì)量高，同時(shí)可以充分利用蛋白酶水解產(chǎn)生的酶解液，因而是提取水產(chǎn)加工下腳料中魚(yú)油的較好方法。本研究采用酶解法對(duì)提取小黃魚(yú)內(nèi)臟中魚(yú)油的提取工藝進(jìn)行了研究，并對(duì)提取出的魚(yú)油進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和理化指標(biāo)的測(cè)定，為工業(yè)化生產(chǎn)提供了一些參考。

1 材料和儀器

1.1 材料

小黃魚(yú)：市售；堿性蛋白酶Alcalase（12 311 U/g）：Novozymes公司；冰乙酸、異辛烷、碘化鉀、硫代硫酸鈉、乙醇、氫氧化鈉、酚酞、碘化鉀、淀粉、硫代硫酸鈉、環(huán)己烷、冰乙酸、一氯化碘等皆為分析純，國(guó)藥集團(tuán)。

1.2 儀器

BS210S電子天平：德國(guó)賽多利斯公司；FW100高速萬(wàn)能粉碎機(jī)：天津市泰斯特儀器有限公司；5810R離心機(jī)：德國(guó)Eppendorf公司；JB-3定時(shí)恒溫磁力攪拌器：上海智光儀器有限公司；RE52D旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海青浦滬西儀器廠；DELTA320 pH計(jì)：梅特勒-托利多儀器有限公司。

2 方法

2.1 脂肪的測(cè)定

索式抽提法。

2.2 提油率計(jì)算

魚(yú)油提取率=（提取的魚(yú)油質(zhì)量/原料中粗脂肪質(zhì)量）×100%

2.3 操作方法

取小黃魚(yú)若干內(nèi)臟進(jìn)行預(yù)處理，用組織搗碎勻漿機(jī)攪拌，成小黃魚(yú)內(nèi)臟糜，稱(chēng)重，加入一定量的水和堿性蛋白酶，控制酶量、液固比（mL/g）、溫度、酶解時(shí)間等條件進(jìn)行酶處理，酶解后以10 000 r/min離心20 min，離心上層液即為粗魚(yú)油。取出粗魚(yú)油，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去水分，即得小黃魚(yú)魚(yú)油，測(cè)定其理化指標(biāo)。

2.4 理化指標(biāo)測(cè)定

2.4.1 過(guò)氧化值的測(cè)定

采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 5538-2005）《動(dòng)植物油脂過(guò)氧化值測(cè)定》。

2.4.2 酸價(jià)的測(cè)定

采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 5530-2005）《動(dòng)植物油脂酸值和酸度測(cè)定》。

2.4.3 碘值的測(cè)定

采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 5532-2008）《動(dòng)植物油脂碘值測(cè)定》。

3 結(jié)果與分析

3.1 小黃魚(yú)內(nèi)臟粗脂肪含量的測(cè)定

經(jīng)索式抽提法測(cè)定小黃魚(yú)內(nèi)臟的脂肪含量為0.18 g/g。

3.2 酶解條件優(yōu)化

3.2.1 單因素試驗(yàn)

3.2.1.1 酶用量對(duì)于提取魚(yú)油率影響

在液固比 6∶1（mL/g），溫度為 45 ℃的條件下，加酶量分別為每克原料 800、900、1 000、1 100、1 200、1 300 U酶用量酶解4 h，結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可知，在每克原料1 100 U酶用量時(shí)，油脂取率達(dá)到最高，所以每克原料1 100 U的酶用量為最佳量。

3.2.1.2 液固比對(duì)提油率的影響

在每克原料1 100 U酶用量，溫度為45℃的條件下，液固比（ml/g）分別取 3∶1，4∶1，5∶1，6∶1，7∶1，酶解4 h，結(jié)果見(jiàn)圖 2。

由圖2可知，隨著液固比的增大，提油率逐漸增加，當(dāng)液固比為5∶1（mL/g）時(shí)提油率達(dá)到最高為64.78%，此后隨著液固比繼續(xù)增大，提油率反而逐漸降低，這可能由于酶被稀釋?zhuān)笣舛冉档退?，所以液固比?yīng)選 5∶1（mL/g）。

3.2.1.3 溫度對(duì)提油率的影響

在每克原料 1 100 U 酶用量，液固比 5∶1（mL/g）的條件下，溫度分別取 40、45、50、55、60 ℃，酶解 4 h，結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知，提油最適溫度為50℃時(shí)，提油率為64.78%，高于或低于50℃提油率都相對(duì)降低。

3.2.1.4 時(shí)間對(duì)提油率的影響

在每克原料1 100 U酶用量，液固比是5∶1（mL/g），溫度是 50 ℃的條件下，分別酶解 2、2.5、3、3.5、4 h，結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4可知，酶解反應(yīng)前2.5 h內(nèi)提油率有較大變化，2.5 h時(shí)增大到67.12%，此后提油率基本不變。從工作效率及設(shè)備利用、能耗、增加的提油率等經(jīng)濟(jì)衡量的角度考慮，酶解時(shí)間應(yīng)選擇2.5 h。

3.2.2 正交試驗(yàn)

設(shè)計(jì)三因素三水平正交試驗(yàn)，對(duì)液固比、酶解溫度、酶解時(shí)間3個(gè)主要影響因素的條件進(jìn)行篩選，從而確定酶法提取魚(yú)油的最佳方案，表1為正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表，結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

表2 正交分析試驗(yàn)及結(jié)果Table 2 Results of orthogonal experiment

根據(jù)表2的分析結(jié)果可知，在3種影響因素中，液固比對(duì)酶解提油率的影響最大，其次是酶解溫度，酶解時(shí)間的影響最小。最佳的提油條件為A2B2C2，此條件在實(shí)驗(yàn)中未出現(xiàn)過(guò)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 最佳提取條件下的提油率Table 3 The yield of fish oil under optimum conditions

從表3可見(jiàn)，在酶解時(shí)間為2.5 h，酶解溫度為50 ℃，液固比為 5∶1（mL/g），在這個(gè)條件下所得到的提油率是72.71%。

3.3 魚(yú)油理化指標(biāo)的測(cè)定

采用國(guó)標(biāo)法測(cè)定魚(yú)油的酸價(jià)、碘價(jià)和過(guò)氧化值，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 魚(yú)油理化指標(biāo)及測(cè)定值Table 4 The typical properties of fish oil

油脂是否變質(zhì)（酸敗、腐?。┩ǔＪ褂盟醿r(jià)、過(guò)氧化值、碘價(jià)3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，本實(shí)驗(yàn)采用酶法制備的魚(yú)油滿足國(guó)標(biāo)（GB1535-2003）規(guī)定，屬于二級(jí)食用油脂，在安全范疇內(nèi)。

4 結(jié)論

以小黃魚(yú)內(nèi)臟為原料，采用堿性蛋白酶水解提油，其最優(yōu)酶解條件為：液固比 5∶1（mL/g）、每克原料1 100 U酶用量、酶解溫度50℃、酶解時(shí)間2.5 h，在此條件下，提油率為72.71%；所提取的魚(yú)油理化指標(biāo)符合食品安全要求。

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