低溫連續(xù)相變萃取藍(lán)圓魚油及其脂肪酸組成分析

楊小斌,周愛梅,王 爽,劉春花,曹 庸

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,廣東廣州 510642)

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楊小斌,周愛梅*,王 爽,劉春花,曹 庸

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,廣東廣州 510642)

采用新型萃取技術(shù)——低溫連續(xù)相變萃取技術(shù)提取藍(lán)圓鲹魚油,考察物料水分含量、萃取溫度、壓力、時間、解析溫度等因素對藍(lán)圓鲹魚油得率的影響,通過響應(yīng)面設(shè)計確定最佳提取工藝條件,并對藍(lán)圓鲹魚油的理化性質(zhì)和脂肪酸組成進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明,低溫連續(xù)相變萃取藍(lán)圓鲹魚油的最佳工藝為:物料水分含量11%,萃取溫度52 ℃,萃取時間62 min,萃取壓力0.6 MPa,解析溫度為65 ℃,此工藝條件下魚油得率為21.56%。魚油外觀為黃色至紅棕色,有較淡的魚腥味,其理化指標(biāo)達(dá)到了粗魚油標(biāo)準(zhǔn)SC/T3502-2000的一級要求。氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)分析鑒定出20種脂肪酸,多不飽和脂肪酸為59.57%,其中二十碳五烯酸(EPA)與二十二碳六烯酸(DHA)占總脂肪酸含量的24.62%。低溫連續(xù)相變萃取技術(shù)應(yīng)用于魚油生產(chǎn),具有萃取效率高、萃取溫度低、對魚油成分無破壞等特點,顯示出良好的經(jīng)濟(jì)效益及應(yīng)用前景。

藍(lán)圓鲹,低溫連續(xù)相變,理化性質(zhì),脂肪酸,氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)

藍(lán)圓鲹(DecapterusMaruadsi)又稱巴浪魚、刺巴魚、池魚、池仔,為鲹科(Carangidae)圓鲹屬(Decapterus),廣泛分布于日本、韓國、中國東海、南海和臺灣海域[1]。藍(lán)圓鲹的年漁獲量在中國的產(chǎn)量達(dá)到60多萬t,是我國主要經(jīng)濟(jì)魚類之一[2]。由于藍(lán)圓鲹捕撈期集中在夏季,大量漁獲物短期內(nèi)集體上市,其肉質(zhì)松軟、肉色暗,離水后極易發(fā)生腐敗變質(zhì),屬于典型的低值魚類[3]。藍(lán)圓鲹各部位的粗脂肪含量為3.1%～8.5%,EPA和DHA含量相對較高,這類魚油可以直接用于生產(chǎn)魚油保健品[4]。許多研究表明,EPA和DHA可有效降低血清膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白的含量,預(yù)防動脈硬化,能有效地防治心血管疾病[5-6]。藍(lán)圓鲹除少量鮮銷外,大部分加工成咸干制品,調(diào)味料,也有研究者對其制備成功能活性肽[7-8]。而利用藍(lán)圓鲹為原料萃取魚油的研究未見報道。

目前,魚油提取主要有蒸煮法、有機(jī)溶劑法、稀堿水解法、酶解法、超臨界流體萃取法等。蒸煮法在提取的過程中所需要的溫度比較高,破壞油脂中的熱敏性物質(zhì),造成低沸點成分流失,而高沸點成分不易蒸出,從而影響魚油的營養(yǎng)價值及品質(zhì)[9];有機(jī)溶劑萃取法存在萃取時間長、效率低、溶劑消耗量大,且易造成產(chǎn)品中溶劑殘留等一系列的問題[10];稀堿水解法會產(chǎn)生鈉鹽廢液對環(huán)境造成污染,用鉀法可克服此缺點但反應(yīng)條件較劇烈[11]。酶解法提取所用酶價格貴,使魚油提取工藝成本提升[12];而超臨界流體萃取法對儀器設(shè)備要求高,萃取溶劑需求量大,工藝流程復(fù)雜,且設(shè)備容積小、造價高、能耗大,不適合大規(guī)模工業(yè)化連續(xù)性生產(chǎn)[13]。

低溫連續(xù)相變萃取技術(shù)是在超臨界、亞臨界萃取技術(shù)基礎(chǔ)上自主研發(fā)而成的一種新型的食品加工技術(shù)。其技術(shù)原理是利用萃取劑在不同壓力和溫度下的兩相變化,以及一定壓力下萃取劑的強(qiáng)穿透性,動態(tài)、高效的萃取油脂。該技術(shù)可以對物料進(jìn)行連續(xù)的逆流萃取,整個萃取過程可以在較低的溫度下進(jìn)行,對物料中的熱敏性成分不會造成損害,萃取后的殘渣富含蛋白質(zhì)還可以再次利用開發(fā)成附加產(chǎn)品,達(dá)到資源綜合利用[14]。目前該技術(shù)已成功用于陳皮油[15]、佛手精油[16]等植物油脂的萃取,并取得較好的效果,但此技術(shù)用于提取動物油脂方面的研究未見報道。

因此,本研究以藍(lán)圓鲹為原料,采用單因素及響應(yīng)面優(yōu)化實驗,探討低溫連續(xù)相變萃取魚油的最佳工藝,同時對所得魚油的基本理化性質(zhì)和脂肪酸組成進(jìn)行分析,旨在為低溫連續(xù)相變萃取高品質(zhì)魚油的生產(chǎn)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藍(lán)圓鲹 購于廣州天河區(qū)長湴生鮮市場;丁烷(99.99%) 廣州深巖燃?xì)庥邢薰?甲醇、異辛烷為色譜純;其余試劑均為市售分析純。

低溫連續(xù)相變萃取裝置 珠海共同機(jī)械有限公司;中草藥萬能粉碎機(jī)BJ-400A 浙江溫嶺市藥材機(jī)械廠;氣相質(zhì)譜聯(lián)用儀7890 A-5975 C 美國Agilent公司;LSC智能水分測定儀 沈陽龍騰電子有限公司;101C-2 型電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海實驗儀器廠有限公司。真空冷凍干燥機(jī):FD-1DF型 北京德天佑科技發(fā)展有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 低溫連續(xù)相變萃取工藝 將新鮮的藍(lán)圓鲹去除內(nèi)臟部分,低溫干燥并粉碎。內(nèi)臟部分采用真空冷凍干燥,粉碎,收集全部粉末,均勻混合,隨后裝入3 L低溫連續(xù)相變萃取釜中密封,設(shè)定相關(guān)萃取參數(shù)進(jìn)行低溫連續(xù)相變萃取操作[17]。

式中:m1為物料投入質(zhì)量(g);m2為萃取所得粗魚油質(zhì)量(g)。

1.2.2 單因素實驗 準(zhǔn)確稱取一定量的原料,利用低溫連續(xù)相變萃取技術(shù),丁烷為萃取溶劑,以藍(lán)圓鰺魚油得率為指標(biāo),固定反應(yīng)條件:萃取溫度為45 ℃、萃取壓力為0.5 MPa、萃取時間為70 min、解析溫度為70 ℃,考察物料水分含量(8%、11%、14%、17%、20%)對魚油得率的影響;固定反應(yīng)條件為:物料水分含量為11%、萃取壓力為0.5 MPa、萃取時間為70 min、解析溫度為70 ℃,考察萃取溫度(40、45、50、55、60 ℃)對魚油得率的影響;固定反應(yīng)條件:物料水分含量為11%,萃取溫度為45 ℃、萃取壓力為0.5 MPa、解析溫度為70 ℃,考察萃取時間(30、50、70、90、110 min)對魚油得率的影響;固定反應(yīng)條件:物料水分含量為11%,萃取溫度為45 ℃、萃取時間為70 min、解析溫度為70 ℃,考察萃取壓力(0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 MPa)對魚油得率的影響;固定反應(yīng)條件:物料水分含量為11%,萃取溫度為45 ℃、萃取壓力為0.5 MPa、萃取時間為70 min,考察解析溫度(55、60、65、70、75 ℃)對魚油得率的影響;進(jìn)行單因素實驗,考察各因素變量對低溫連續(xù)相變萃取藍(lán)圓鲹魚油的影響。

1.2.3 響應(yīng)面優(yōu)化實驗 根據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計原理,在單因素實驗的基礎(chǔ)上,選擇A萃取溫度、B萃取時間、C萃取壓力三個因素為自變量,以魚油得率為響應(yīng)值,采用Design-Expert 8.0.6軟件設(shè)計三因素三水平的響應(yīng)面分析實驗,共17個實驗點,其中12個為分析因子，5個為中心實驗用以估計誤差。各因素的編碼值與真實值見表1。

表1 Box-Benhnken設(shè)計實驗因素水平表
Table 1 Factors and levels of response surface analysis

水平因素A萃取溫度(℃)B萃取時間(min)C萃取壓力(MPa)-145300505050061557007

1.2.4 理化性質(zhì)測定 酸價參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5530-2005的規(guī)定執(zhí)行;過氧化值參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5538-2008的規(guī)定執(zhí)行;碘價參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5532-2008的規(guī)定執(zhí)行;水分及揮發(fā)性物質(zhì)參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5528-2008的規(guī)定執(zhí)行;不溶性雜質(zhì)的含量參照GB/T15688-2008的方法。

1.2.5 脂肪酸組成分析 脂肪酸甲酯化:稱取60 mg油脂樣置于具塞試管中,用移液槍移取4 mL異辛烷溶解試樣。加入200 μL氫氧化鉀-甲醇溶液,蓋上玻璃塞猛烈震搖30 s,后靜置至澄清。向溶液中加入約1 g硫酸氫鈉,猛烈震搖,中和氫氧化鉀。待鹽沉淀后,將含有甲酯的上層溶液倒入4 mL玻璃瓶中,得到的異辛烷溶液中甲酯含量約為15 mg/mL。過膜(0.22 μm)注入氣相色譜-質(zhì)譜儀中分析。

1.2.6 脂肪酸測定 參考文獻(xiàn)[18-19]的方法,色譜條件:HP-INNO-WAX 毛細(xì)管柱(30 m×0.32 mm×0.5 μm);載氣為氦氣,柱流量1.0 mL/min,分流比50∶1,進(jìn)樣量1.0 μL。程序升溫條件:初始溫度50 ℃,保持5 min,然后以10 ℃/min上升到200 ℃,最后以5 ℃/min上升到220 ℃。質(zhì)譜條件:電離源為EI,電離能量70 eV;四極桿150 ℃,進(jìn)樣口 230 ℃,離子源溫度280 ℃;掃描范圍50～550 m/z。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫連續(xù)相變萃取單因素結(jié)果

2.1.1 原料水分含量對魚油得率的影響 由圖1可以看出,物料水分含量從8%增加到11%時,魚油得率逐漸顯著增加(p<0.05),此時魚油最高得率為18.88%;隨著水分含量的進(jìn)一步增加,魚油得率出現(xiàn)下降趨勢(p<0.05)。這可能是物料水分含量較高時,容易在物料的表面形成一層水膜,不利于溶質(zhì)的溶出,也不利于溶劑的進(jìn)入;同時高水分含量易使物料結(jié)塊,增加了傳質(zhì)阻力,在時間一定的條件下,萃取率下降[20]。另一方面,水分含量越高,需要的干燥時間更長,因而物料容易氧化,導(dǎo)致萃取出來的魚油酸價較高。因此,物料水分含量選擇11%。

圖1 物料水分含量對藍(lán)圓鲹魚油得率的影響Fig.1 Effects of moisture content on yield of fish oil from Decapterus Maruadsi

2.1.2 萃取溫度對魚油得率的影響 由圖2可以看出,隨著溫度的升高,魚油得率呈現(xiàn)顯著上升的趨勢(p<0.05),在 50 ℃ 時提油率最大,為20.72%,而溫度再繼續(xù)升高魚油得率又有所下降。分析原因可能是萃取溫度的大小影響流體的密度和油脂的蒸汽壓,進(jìn)而影響流體對油脂的溶解能力[21]。而且萃取溫度升高亦往往使其它雜質(zhì)的萃取率也增大,給產(chǎn)品的分離和精制帶來困難,另外萃取溫度過高易使熱敏性組分被分解破壞但解析溫度不斷升高也會造成魚油品質(zhì)下降[23]。所以選取最佳萃取溫度為50 ℃。

圖2 萃取溫度對藍(lán)圓鲹魚油得率的影響Fig.2 Effects of extraction temperatureon yield of fish oil from Decapterus Maruadsi

2.1.3 萃取時間對魚油得率的影響 由圖3可以看出,萃取前期魚油得率隨著時間延長而增加,在萃取50 min后提油率達(dá)到較高水平20.51%,之后魚油得率增幅趨緩(p>0.05)。油脂在低溫連續(xù)相變流體中達(dá)到溶解平衡需要一定的時間[22],但到達(dá)平衡后油脂得率再變化的幅度已經(jīng)很小,延長萃取時間只會增加能耗而且容易導(dǎo)致油脂發(fā)生氧化酸敗,因此,選取最佳萃取時間為50 min。

圖3 萃取時間對藍(lán)圓鲹魚油得率的影響Fig.3 Effects of extraction time on yield of fish oil from Decapterus Maruadsi

2.1.4 萃取壓力對魚油得率的影響 由圖4可以看出,在0.3～0.6 MPa下,魚油得率從0.3 MPa壓力的增大而顯著提高(p<0.05),當(dāng)壓力為0.6 MPa時,提油率最高到達(dá)21.54%,分析原因是在一定壓力范圍內(nèi),壓力增大有利于提高萃取溶劑與物料的接觸頻次,有利于魚油的充分溶出。但壓力過大時增大了萃取釜中物料堆密度,抑制萃取溶劑流速,魚油得率反而會顯著下降(p<0.05)。在實際操作過程中壓力過大不僅會增加能耗而且儀器穩(wěn)定性不高,所以選取0.6 MPa為最佳萃取壓力,此壓力僅為超臨界萃取壓力的 1/50[23]。

圖4 萃取壓力對藍(lán)圓鲹魚油得率的影響Fig.4 Effects of extraction pressure on yield of fish oil from Decapterus Maruadsi

2.1.5 解析溫度對魚油得率的影響 由圖5可以看出,解析溫度從55 ℃升高至65 ℃,魚油得率顯著呈現(xiàn)增加趨勢(p<0.05),但隨后得率增長呈現(xiàn)平緩。這是因為在解析釜中,解析溫度升高,魚油能更快的與溶劑分離,但達(dá)到65 ℃后解析溫度對魚油得率的影響已經(jīng)很小(p>0.05),另外解析溫度過高易使魚油中熱敏性組分被分解破壞,造成魚油品質(zhì)下降。因此,綜合考慮選取最佳解析溫度為65 ℃。

圖5 解析溫度對藍(lán)圓鲹魚油得率的影響Fig.5 Effects of separation temperature on extraction yield of fish oil from Decapterus Maruadsi

2.2 響應(yīng)面實驗結(jié)果分析

2.2.1 回歸模型的建立及方差分析 單因素實驗結(jié)果表明,萃取溫度、萃取時間、萃取壓力是影響得率的最主要三個因素,后續(xù)實驗將水分含量設(shè)定為11%,解析溫度影響不顯著,設(shè)置為65 ℃,根據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計原理,以藍(lán)圓鲹魚油得率(Y)為響應(yīng)值,進(jìn)行響應(yīng)面實驗及結(jié)果見表2所示。

表2 Box-Benhnken實驗設(shè)計及結(jié)果
Table 2 Box-Benhnken experimental design arrangment and experimental results

StdRunA萃取溫度(℃)B萃取時間(min)C萃取壓力(MPa)Y得率(%)615550052155±0351625050062139±021734550071835±044344570061928±039455570062206±027865550072047±0371575050062167±0281185030071824±0321295070072092±03214105050062150±02717115050062137±03410125070052069±0272135530061915±0319145030051904±0421154530061779±0345164550051873±02313175050062191±043

實驗結(jié)果采用Design-Expert.V8.0.6.1軟件對表2中17個實驗點的響應(yīng)值進(jìn)行多元回歸擬合得到魚油得率與各因素的二次多項回歸方程模型R:

Y(%)=-120.55944+4.11050A+0.053625B+105.75500C+3.55×10-3AB-0.35000AC+0.12875BC-0.038510A2-2.53812×10-3B2-81.02500C2

由表3可知,在此模型中A、B、A2、B2和C2是極顯著性因子項(p<0.01);C、AB為顯著性因子項(p<0.05);而交互項AC、BC均無顯著性差異(p>0.05),說明萃取溫度與萃取壓力、萃取時間與萃取壓力均沒有交互作用。通過對數(shù)據(jù)分析后,剔除不顯著項,分別簡化的藍(lán)圓鲹魚油得率(Y)對萃取溫度(A)、萃取時間(B)和萃取壓力(C)的二次多項式回歸方程為:

Y(%)=-120.55944+4.11050A+0.053625B+105.75500C+3.55×10-3AB-0.038510A2-2.53812×10-3B2-81.02500C2

由回歸模型的方差分析表3可以看出,藍(lán)圓鲹魚油得率整體模型的F為61.19,“Prob>F”的p<0.01,因此模型因子是具有極顯著性意義的。該模型的失擬項F為0.97,“Prob>F”的p>0.05,無顯著性差異,說明這種實驗方法是可靠的,模型能夠很好的推測實驗結(jié)果;藍(lán)圓鲹魚油得率模型擬合度為0.9874,校正擬合度為0.9713,變異系數(shù)CV為1.22%(變異系數(shù)CV反映模型的置信度,CV值越低,模型的置信度越高)。信噪比為17.821(信噪比大于4為理想值),這表明模型對實驗擬合度良好,模型方程能夠較好地反映真實的實驗值,因此,可以用該回歸方程模型來解釋設(shè)計方案[24]。

2.2.2 響應(yīng)面交互作用分析與優(yōu)化 為了使各因素及其相互作用有效直觀的反映,以藍(lán)圓鲹魚油得率為響應(yīng)值,分別將模型中的萃取溫度(A)、萃取時間(B)和萃取壓力(C)其中的一個因素固定在中間水平,得到另外兩個因素交互作用對低溫連續(xù)相變萃取藍(lán)圓鲹魚油的子模型,并根據(jù)模型繪制三維曲面圖。圖6～圖8分別顯示3組以魚油得率為響應(yīng)值的趨勢圖。 從其等高線圖可直觀反映出2個變量間交互作用的顯著程度,其中圓形表示兩因素交互作用不顯著,而橢圓形表示兩因素交互作用顯著,由等高線圖也可以看出存在極值的條件應(yīng)該在圓心處[25]。

圖6 萃取溫度和萃取時間對魚油得率影響的曲面圖Fig.6 3D surface of extraction temperature and extraction time on the yield of fish oil

表3 回歸模型的方差分析
Table 3 Variance analysis of regression equation

來源離差平方和自由度均方F值p值模型335393736119<00001A萃取溫度10311103116930<00001B萃取時間953195315650<00001C萃取壓力052102084600227AB050105082800237AC012101220101990BC027102743600753A239013906411<00001B243414347130<00001C22761276454100003殘差04370061失擬項0183006009704888純誤差02540062總和339516R209874R2Adj09713變異系數(shù)CV122%

圖7 萃取溫度和萃取壓力對魚油得率影響的曲面圖Fig.7 3D surface of extraction temperature and extraction pressure on the yield of fish oil

圖8 萃取時間和萃取壓力對魚油得率的曲面圖Fig.8 3D surface of extraction timeand extraction pressure on the yield of fish oil

注:表中Prob>F的p<0.05表明模型或考察的因素影響顯著;Prob>F的p<0.01表明模型或考察的因素影響極其顯著。

由圖6可知,萃取壓力一定時,隨著萃取溫度與萃取時間增加,魚油得率呈先升高后下降的趨勢。由圖7可知,萃取壓力一定時,隨著萃取溫度的增加,魚油得率呈先上升后趨于平穩(wěn)趨勢。萃取溫度一定時,隨著萃取壓力的增加,魚油得率呈先升高后下降的趨勢。 從圖8可以看出,萃取壓力對魚油得率的影響呈快速升高后逐漸下降的趨勢,萃取時間對魚油得率的影響則呈先上升后趨于平穩(wěn)趨勢。

2.2.3 驗證實驗 通過Design-Expert8.0.6軟件求解方程,系統(tǒng)預(yù)測得出藍(lán)圓鰺魚油萃取的最佳工藝條件為:物料水分含量11%,解析溫度65 ℃,萃取溫度52.51 ℃,萃取時間61.49 min,萃取壓力0.59 MPa,在此條件下,模型預(yù)測得到魚油的得率為22.17%。

表4 藍(lán)圓鲹魚油部分理化性質(zhì)
Table 4 Physical and chemical properties of fish oil from Decapterus Maruadsi

參考指標(biāo)藍(lán)圓鲹粗魚油粗魚油一級標(biāo)準(zhǔn)粗魚油二級標(biāo)準(zhǔn)水分及揮發(fā)物(%)022±025≤03≤05酸價(mgKOH/g)763±015≤80≤150過氧化值/(mmol/kg)280±011≤60≤100碘價(gI/100g)13267±037≥120≥120不溶性雜質(zhì)/(%)025±004≤03≤05

為了檢驗響應(yīng)面優(yōu)化實驗所得到結(jié)果的可靠性,對低溫連續(xù)相變萃取魚油工藝的優(yōu)化條件進(jìn)行驗證?？紤]到實際操作因素,將上述優(yōu)化條件修正為:物料水分含量11%,解析溫度65 ℃,萃取溫度52 ℃,萃取時間62 min,萃取壓力0.60 MPa,在此條件下藍(lán)圓鲹魚油的得率為21.56%。藍(lán)圓鲹魚油的得率實際值與預(yù)測理論值未發(fā)現(xiàn)顯著性差異(p>0.05),證明運(yùn)用實驗建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行預(yù)測在實踐中是切實可行的,適用于工業(yè)生產(chǎn)。

2.3 藍(lán)圓鲹魚油理化指標(biāo)檢測

表5 脂肪酸成分的GC-MS分析結(jié)果
Table 5 The Fatty acids constituents of fish oil from Decapterus Maruadsi analyzed by GC-MS

編號RT中文分子式相對含量(%)119770十四烷酸甲(基)酯；C15H30O2460220915十五碳酸甲酯C16H32O21313218809，12，15-十八碳三烯酸C19H32O2060422071(Z)-十六烯酸甲酯C17H32O2848522435十六酸甲酯C17H34O2198562348614-甲基十六烷酸甲酯C18H36O2031723773十七烯酸甲酯C18H34O2034824256十七酸甲酯C18H36O2134925666順6，9，12，15-十八碳四烯酸C19H30O20931025888亞油酸甲酯C19H34O21191126101油酸C19H36O213341226198順式-11-十八烯酸甲酯C19H36O23841326675十八碳酸甲酯C19H38O29041428834十九酸甲酯C20H40O20661529544花生四烯酸甲酯AAC21H34O22001629740二十碳五烯酸甲酯EPAC21H32O27861730517順式-11，14-二十碳二烯酸甲酯C21H38O20441832292順式-11-二十碳烯酸甲酯C21H40O21141935206二十二碳六烯酸DHAC23H34O216762035624二十二碳五烯酸甲酯C23H36O2265ω3系多不飽和脂肪酸2615ω6系多不飽和脂肪酸1136DHA+EPA2462飽和脂肪酸3711單不飽和脂肪酸2714多不飽和脂肪酸3243

低溫連續(xù)相變萃取藍(lán)圓鲹魚油外觀為黃色至紅棕色,有較淡的魚腥味,無異味。水分及揮發(fā)物為0.22%,碘值為132.67 gI/100 g,酸價為7.63 mg KOH/g,過氧化值為2.80 mmol/kg,不溶性雜質(zhì)0.25%,其達(dá)到了粗魚油一級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(SC/T3502-2000),魚油中無溶劑殘留,說明利用低溫連續(xù)相變萃取藍(lán)圓鲹魚油的工藝是可行的。

2.4 GC-MS分析

采用GC-MS法對制備的藍(lán)圓鲹脂肪酸組成及含量進(jìn)行分析,結(jié)果如表5。

由表5中藍(lán)圓鲹魚油的脂肪酸GC-MS 分析結(jié)果可知,藍(lán)圓鲹魚油主要含有 C14～C22脂肪酸20種。其中,7種飽和脂肪酸含量為37.11%,其中的十六酸甲酯(C16∶0)含量最高,占19.85%,其它飽和脂肪酸含量較少;不飽和脂肪酸占59.57%左右,其中6種單不飽和脂肪酸含量占27.14%,含量最高的是油酸(C18∶1)為13.34%;藍(lán)圓鲹魚油中多不飽和脂肪酸含量較高占32.43%,主要是EPA(C20∶5)和DHA(C22∶6),含量分別為7.86%和16.76%,說明藍(lán)圓鲹魚油的脂肪酸組成比較齊全。謝燕[4]等人采用氯仿-甲醇法提取藍(lán)圓鲹魚油,并運(yùn)用GC-MS對其肌肉、頭部、內(nèi)臟脂肪酸組成分析,三個部位的粗脂肪中單不飽和脂肪酸的總含量分別是25.0%、23.2%和27.0%,多不飽和脂肪酸分別為24.22%、28.17%、20.53%,與本文測定結(jié)果有略微差別,可知利用低溫連續(xù)相變提取的油脂中不飽和脂肪酸含量更高。

3 結(jié)論

首次應(yīng)用低溫連續(xù)相變萃取法從南海低值魚藍(lán)圓鲹中提取魚油,并通過響應(yīng)面實驗確定最佳提取工藝條件為:物料水分含量11%,萃取溫度52 ℃,萃取時間62 min,萃取壓力0.6 MPa,解析溫度為65 ℃。此最佳工藝條件下魚油得率為21.56%±0.36%。所提取的魚油在室溫下為黃色至紅棕色半固體膏狀物,有較淡的魚腥味,無異味,無肉眼可見雜質(zhì),魚油的理化指標(biāo)達(dá)到了粗魚油標(biāo)準(zhǔn)SC/T3502-2000的一級要求。GC-MS化學(xué)組分分析共鑒定出20種脂肪酸,其中,多不飽和脂肪酸達(dá)32.43%,EPA 8.86%,DHA 15.76%。低溫連續(xù)相變萃取技術(shù)操作簡單且綠色環(huán)保,原料經(jīng)過萃取魚油后的殘渣可以再利用,加工成為富含蛋白質(zhì)的高附加值產(chǎn)品,為藍(lán)圓鲹高值化加工提供了一定的參考價值,拓寬了該技術(shù)在水產(chǎn)品加工綜合利用的應(yīng)用。

[1]蔣日進(jìn),徐漢祥,金海衛(wèi),等. 東海藍(lán)圓鲹的攝食習(xí)性[J]. 水產(chǎn)學(xué)報,2012,36(2):216-227.

[2]農(nóng)業(yè)部漁業(yè)漁政管理局. 中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2015:45.

[3]閆發(fā)青. 低值水產(chǎn)品的綜合開發(fā)利用[J]. 中國水產(chǎn),2010(6):67-68.

[4]謝燕,章超樺,劉書成,等. 南海8種低值小雜魚脂肪含量和脂肪酸組成分析[J]. 南方水產(chǎn),2007(3):47-52.

[5]Rubio-Rodríguez N,Sagrario Beltrán,Isabel Jaime,et al. Production of omega-3 polyunsaturated fatty acid concentrates:A review[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies,2010,11(1):1-12.

[6]常耀光,薛長湖,王靜鳳,等,海洋食品功效成分構(gòu)效關(guān)系研究進(jìn)展[J]. 生命科學(xué),2012(9):1012-1018.

[7]方忠興,翁武銀,王美貴,等. 添加水產(chǎn)下腳料對藍(lán)圓鲹發(fā)酵魚露的影響[J]. 食品科學(xué),2010,23:132-137.

[8]舒冰,孫建華,伍善廣,等. 酶解藍(lán)圓鲹蛋白制備降血壓肽的工藝研究[J]. 海洋科學(xué),2013,03:45-49.

[9]姜元榮,張敏,張宏榮,等,魚油生產(chǎn)關(guān)鍵工藝研究進(jìn)展[J]. 中國油脂,2011(11):42-45.

[10]Rodriguez N R,Diego S M,Beltran S,et al. Supercritical fluid extraction of fish oil from fish by-products:a comparison with other methods[J]. Journal of Food Engineering,2012,109(2):238-248.

[11]MARIANA L M,MARIA E P,GUSTAVO G F. Production and characterization of crude and refined oils obtained from the co-products of Nile tilapia and hybrid sorubim processing[J]. Food Chemistry,2014,157(8):100-104.

[12]Adeoti IA,K Hawboldt. A review of lipid extraction from fish processing by-product for use as a biofuel[J]. Biomass and Bioenergy,2014. 63:30-340.

[13]Sahena F,Zaidul I S M,Jinap S,et al. Extraction of fish oil from the skin of Indian mackerel using supercritical fluids[J]. Journal of Food Engineering,2010,99(2010):63-69.

[14]曹庸,劉漢槎,戴偉杰,等. 一種連續(xù)相變萃取裝置:中國,103349849A[P].2013.

[15]周國海,苗建銀,劉飛，等. 陳皮揮發(fā)油的低溫連續(xù)相變萃取及特性分析[J]. 現(xiàn)代食品科技,2013(12):2931-2936.

[16]楊慧,周愛梅,夏旭,等. 低溫連續(xù)相變萃取廣佛手魚油及其組成分析[J]. 食品工業(yè)科技,2015,16:289-293.

[17]涂宗財,張朋,王輝,等. 草魚魚油鉀法提取及其脂肪酸組成分析[J]. 南昌大學(xué)學(xué)報(理科版),2012(4):367-372.

[18]黃崢,盛靈慧,馬康,等. 5種脂肪酸甲酯化方法的酯化效率研究[J]. 中國油脂,2013(9):86-88.

[19]Yi T,Li S M,Fan J Y,et al. Comparative analysis of EPA and DHA in fish oil nutritional capsules by GC-MS[J]. Lipids Health Dis,2014. 13:190.

[20]鄭亞軍,陳華,李艷,等. 超臨界流體萃取技術(shù)及其在油脂加工中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2008(1):227-229.

[21]常大偉,孫嬌嬌,劉樹興,等. 利用亞臨界萃取技術(shù)提取生姜中的姜油[J]. 食品與機(jī)械,2015(1):159-163.

[22]劉月蓉,牟大慶,陳涵,等. 天然植物精油提取技術(shù)-亞臨界流體萃取[J].莆田學(xué)院學(xué)報,2011,18(2):67-70.

[23]韓琳,劉程惠,胡文忠,等. 超臨界CO2萃取魷魚內(nèi)臟油的研究[J]. 保鮮與加工,2015(3):49-53.

[24]Bezerra M A,Santelli R E,Oliveira EP,et al. Response surface methology(RSM)as a tool for optimization in analytical chemistry[J]. Talanta 2008,76:965-977.

[25]Lemahieu,C.,Bruneel.,Ryckebosch,et al. Impact of different omega-3 polyunsaturated fatty acid(n-3 PUFA)sources(flaxseed,Isochrysis galbana,fish oil and DHA Gold)on n-3 LC-PUFA enrichment(efficiency)in the egg yolk[J]. Journal of Functional Foods,2015. 19:821-827. 10.1016.

Study on the extract of fish oil from Decapterus Maruadsi by low-temperature continuous phase transition and analysis on fatty acid composition

YANG Xiao-bin,ZHOU Ai-mei*,WANG Shuang,LIU Chun-hua,CAO Yong

(College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)

Low-temperature continuous phase transition was applied to extract fish oil fromDecapterusMaruadsi. The effects of moisture content,extraction temperature,pressure,extraction time,separation temperature on the yield of fish oil were investigated,the optimum extraction conditions were determined by response surface experiment,and the physicochemical properties and fatty acid compositions of fish oil were also analyzed. The results showed that the optimum extraction process of fish oil extracted by low-temperature continuous phase transition was obtained as follows:the moisture content of 11%,extraction temperature of 52 ℃,extraction time of 62 min,extraction pressure of 0.6 MPa and separation temperature of 65 ℃,and the optimum conditions of fish oil yield was 21.56%. The fish oil was yellow to brown and lighter fish smell,physicochemical indicators had reached the first standard of SC/T3502-2000 for crude fish oil. Eighteen kinds of fatty acids were identified by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS),and the total yield of unsaturated fatty acids was as high as 59.57%,the total yield of EPA and DHA was 24.62%. Low-temperature continuous phase transition technology applied in oil production,had the characteristics of high efficiency,low extraction temperature,less damage to the components of the oil and so on,and showed good economic benefit and application prospect.

DecapterusMaruadsi;low-temperature continuous phase transition;physicochemical properties;fatty acid;gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)

2016-05-30

楊小斌(1992-)，男，碩士研究生，研究方向：食品化學(xué)與營養(yǎng)，E-mail：569929127@qq.com。

*通訊作者:周愛梅(1971- )，女，博士，教授，研究方向：食品化學(xué)與營養(yǎng)及水產(chǎn)品加工， E-mail：zhouam@scau.edu.cn。

廣東省科技計劃項目(2015A020209099)。

TS244.4

B

1002-0306(2016)23-0291-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.23.046