酶解法提取鮐魚魚油工藝研究

王曉龍，楊立業(yè)，吳偉建，歐陽小琨

（浙江海洋學(xué)院食品與醫(yī)藥學(xué)院,浙江舟山 316022）

鮐魚Pneumatophorus japonicus，地方名油筒魚、青花魚等，為中上層經(jīng)濟(jì)魚類，分布于我國(guó)各海域，其中東海產(chǎn)量最多[1]。然而，鮐魚的魚頭和內(nèi)臟等下腳料在加工過程中大多被廢棄，造成不必要的浪費(fèi)，如何更好地提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，已成為廣泛關(guān)注的問題。

魚油中含有豐富的EPA、DHA等多不飽和脂肪酸，具有調(diào)節(jié)血脂、防止血液凝固，預(yù)防老年癡呆癥、營(yíng)養(yǎng)大腦、提高記憶力，抗癌、提高免疫力等生理活性[2-4]。

酶法提油技術(shù)以其溫和的提取條件保護(hù)了油脂的有效成分及增加油脂的溶出，從而提高了質(zhì)量和產(chǎn)量[5]。因此本實(shí)驗(yàn)利用酶解法分別對(duì)鮐魚的魚頭、魚肉、內(nèi)臟進(jìn)行魚油提取，對(duì)比3種魚油的提取率，為提高鮐魚的經(jīng)濟(jì)價(jià)值提供參考依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

組織搗碎機(jī)DS-1，上海標(biāo)本模型廠；電子調(diào)溫電熱套98-1-B，天津市泰斯特儀器有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱ZBY149-83，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；馬弗爐SK2-2-13，上?？德穬x器設(shè)備有限公司；電熱恒溫水浴鍋DK-S16，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；索氏提取器HSXT-06，河南恒信儀器設(shè)備有限公司；電子分析天平FA1104，上海上平儀器公司；水浴恒溫振蕩器SHA-C，常州國(guó)華電器有限公司；PH計(jì)FE20K，上海標(biāo)儀儀器有限公司。

新鮮鮐魚購(gòu)于浙江省舟山市南珍市場(chǎng)，分別取鮐魚魚頭、魚肉、內(nèi)臟經(jīng)高速組織搗碎機(jī)搗碎均勻，冷藏備用；胰蛋白酶（50 000 U/g），胃蛋白酶（30 000 U/g），木瓜蛋白酶（100 000 U/g），中性蛋白酶（100 000 U/g），堿性蛋白酶（30 000 U/g）,武漢市華順生物技術(shù)有限公司；其他試劑均為分析純。

1.2 鮐魚魚油、魚肉、內(nèi)臟基本成分測(cè)定[6]

水分含量測(cè)定：直接干燥法；蛋白質(zhì)含量測(cè)定：凱氏定氮法；脂肪含量測(cè)定：索式抽提法；灰分含量測(cè)定：高溫灼燒法。

1.3 鮐魚魚油提取工藝流程

鮐魚攪碎→加入一定量水的攪拌調(diào)節(jié)固液比→加NaOH或HCL調(diào)節(jié)pH→加酶升溫酶解→滅酶 (沸水浴10 min)→冷卻→離心→取上清液→石油醚萃取→魚油。

1.4 鮐魚魚油提取率計(jì)算

2 結(jié)果與討論

2.1 鮐魚的基本營(yíng)養(yǎng)成分

鮐魚的基本營(yíng)養(yǎng)成分見表1，其魚頭、魚肉和內(nèi)臟的水分含量分別為66.9%、63.9%和71.9%，粗蛋白含量分別為7.8%、16.9%和14.2%，粗脂肪含量分別為5.2%、12.9%和10.2%。

表1 鮐魚的基本營(yíng)養(yǎng)成分Tab.1 The basic nutritional components of Pneumatophorus japonicus

2.2 酶種類的選擇

分別采用胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶和堿性蛋白酶，在各種酶的最適條件下對(duì)鮐魚的魚頭、魚肉和內(nèi)臟進(jìn)行酶解，酶添加量為2.0%，液固比為1：1，酶解時(shí)間6 h，以魚油提取率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)果如圖1所示。

從圖1可以看出，中性蛋白酶相對(duì)其他4種酶對(duì)鮐魚3個(gè)部位的魚油提取效果最好，因此本研究選擇中性蛋白酶作為最佳的酶種類。

圖1 酶種類對(duì)魚油提取率的影響Fig.1 Effect of enzyme type on extraction ratio of fish oil

2.3 中性蛋白酶單酶酶解試驗(yàn)[10]

2.3.1 酶添加量對(duì)魚油得率的影響

在固液比1:1，酶解時(shí)間6 h，pH為7，酶解溫度50℃的條件下，酶添加量分別為1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%時(shí)進(jìn)行酶解，以選擇合適的酶添加量，結(jié)果如圖2所示。

從圖2中可以看出，鮐魚魚油的提取率隨著中性蛋白酶添加量的增大而提高，當(dāng)中性蛋白酶添加量為2.0%時(shí)，鮐魚魚油的提取率達(dá)到最高值。而后魚油的提取率隨著中性蛋白酶添加量的增大而逐漸下降，可能是酶添加量過量，造成部分酶自身水解從而影響了酶的活性[7]。所以選擇酶添加量2.0%為最適宜添加量。

2.3.2 酶解時(shí)間對(duì)魚油提取率的影響

在固液比1:1，pH為7，酶解溫度50℃，酶添加量2.0%的條件下，酶解時(shí)間分別為3 h、4 h、5 h、6 h、7 h時(shí)進(jìn)行酶解，以選擇適宜的酶解時(shí)間，結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，魚油提取率開始隨著酶解時(shí)間的增加而提高，當(dāng)酶解時(shí)間達(dá)到6 h后，魚油提取率開始逐漸放慢或降低。此外，隨著酶解時(shí)間的增加，魚油的顏色逐漸變深，主要是因?yàn)槎嗖伙柡椭舅岚l(fā)生氧化[8]。綜合考慮，所以選擇酶解時(shí)間6 h為最適宜時(shí)間。

2.3.3 酶解溫度對(duì)魚油提取率的影響

在固液比1:1，pH為7，酶解時(shí)間6 h，酶添加量2.0%的條件下，酶解溫度分別為40℃、45℃、50℃、55℃、60℃時(shí)進(jìn)行酶解，以選擇適宜的酶解溫度，結(jié)果如圖4所示。

從圖4可以看出，起初隨著溫度的升高，魚油提取率增大，當(dāng)溫度達(dá)到50℃時(shí)，魚油的提取率達(dá)到最大值，此時(shí)酶的生理活性最高，主要是由于溫度影響酶的生理活性，過高或者過低酶的活性均受響應(yīng)[9]。而當(dāng)溫度大于50℃后，隨著溫度的升高，魚油提取率又逐漸下降。因此選擇酶解溫度50℃為最適宜溫度。

2.3.4 pH對(duì)魚油提取率的影響

在固液比1:1，酶解溫度50℃，酶解時(shí)間6 h，酶添加量2.0%的條件下，pH分別為6、6.5、7、7.5、8時(shí)進(jìn)行酶解，以選擇適宜的酶解pH值，結(jié)果見圖5。

從圖5可以看出，中性蛋白酶在偏酸性環(huán)境中魚油的提取率較低，主要是因?yàn)槊傅纳砘钚暂^低，隨著pH的增大魚油的提取率增加。當(dāng)pH達(dá)到7時(shí)，魚油提取率達(dá)到最大值，在pH達(dá)到7以后，提取率不再增加，而趨于快速下降。因此選擇最適宜酶解pH為7。

2.3.5 固液比對(duì)魚油提取率的影響

酶解溫度50℃，酶解時(shí)間6 h，在pH為7，酶添加量2.0%的條件下，固液比分別為 1：0.5、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5 時(shí)進(jìn)行酶解，以選擇適宜的固液比，結(jié)果如圖6所示。

從圖6可以看出，魚油提取率開始隨著水的添加量的增大而提高，當(dāng)固液比值達(dá)到1:1時(shí)，魚油提取率達(dá)到最大值。但當(dāng)固液比達(dá)到1:1后，隨著水的添加量增大，魚油提取率逐漸下降。因此選擇最佳料液質(zhì)量比為1:1。

圖2 酶添加量對(duì)魚油提取率的影響Fig.2 Effect of enzyme additive amount on extraction ratio of fish oil

圖3 酶解時(shí)間對(duì)魚油提取率的影響Fig.3 Effect of enzymolysis time on extraction ratio of fish oil

圖4 酶解溫度對(duì)魚油提取率的影響Fig.4 Effect of enzymatic hydrolysis temperature on extraction ratio of fish oil

圖5 PH值對(duì)魚油提取率的影響Fig.5 Effect of pH on extraction ratio of fish oil

圖6 固液比對(duì)魚油提取率的影響Fig.6 Effect of solid-liquid ratio on extraction ratio of fish oil

2.4 中性蛋白酶酶解正交試驗(yàn)

2.4.1 正交試驗(yàn)因素水平

分別選取酶添加量、酶解時(shí)間、酶解溫度、pH和液固比5個(gè)因素并設(shè)立4個(gè)水平進(jìn)行魚油提取工藝的優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)因素和水平表見表2。

表2 正交試驗(yàn)因素水平表Tab.2 The levels and factors of the orthogonal test

表3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Tab.3 The design and result of the orthogonal test

2．4．2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

由表3可以看出，影響魚肉魚油提取率的因素順序依次是D＞A＞B＞E＞C，即pH影響最大，其次為酶添加量、酶解時(shí)間、固液比、溫度，最佳組合為D2A2B2E2C2，即魚肉魚油提取的最適條件為：酶添加量2．0%，固液比1:1，pH為7，50℃酶解6 h，在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證，魚油提取率為63．29%。

影響內(nèi)臟魚油提取率的因素順序依次是 D＞A＞E＞B＞C，即pH影響最大，其次為酶添加量、固液比、酶解時(shí)間、酶解溫度，最佳組合為D2A2E1B2C3，即內(nèi)臟魚油提取的最適條件為：酶添加量2．0%，固液比1:0．75，pH 為 7，52．5 ℃酶解 6 h，在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證，魚油提取率為 58．47%。

由表3還可以看出，影響魚頭魚油提取率的因素順序依次是D＞B＞E＞A＞C，即pH影響最大，其次為酶解時(shí)間、固液比、酶添加量、酶解時(shí)間，最佳組合為D2B2E2A2C1，即魚頭魚油提取的最適條件為：酶添加量2．0%，固液比 1:1，pH 為 7，47．5 ℃酶解 6 h，在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證，魚油提取率為 53．86%。

3 小結(jié)

鮐魚魚肉和內(nèi)臟的粗脂肪含量較高，分別達(dá)12．9%和10．2%，是一種很好的油脂資源。

選擇胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶、堿性蛋白酶5種蛋白酶酶解鮐魚魚頭、魚肉和內(nèi)臟，其中中性蛋白酶的魚油提取效果最好。

正交試驗(yàn)表明，魚頭魚油提取的最適條件為：酶添加量2．0%，固液比1:1，pH為7，47．5℃酶解6 h，魚油提取率為53．86%。魚肉魚油提取的最適條件為：酶添加量2．0%，固液比1:1，pH為7，50℃酶解6 h，魚油提取率為 63．29%。內(nèi)臟魚油提取的最適條件為：酶添加量 2．0%，固液比 1:0．75，pH 為 7，52．5 ℃酶解 6 h，魚油提取率為58．47%。

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