魚(yú)油的提取、富集與應(yīng)用研究進(jìn)展

劉汝萃，王彩華，肖 晶，張延秀

山東禹王制藥有限公司 (禹城 251200)

2017-05-02

劉汝萃，男，1976年出生，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)楣ど坦芾怼?/p>

魚(yú)油的提取、富集與應(yīng)用研究進(jìn)展

劉汝萃，王彩華，肖 晶，張延秀

山東禹王制藥有限公司 (禹城 251200)

魚(yú)油中富含Omega-3不飽和脂肪酸，尤其是特征性脂肪酸二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)。魚(yú)油具有預(yù)防心血管疾病，降低膽固醇，促進(jìn)血液循環(huán)，防止心腦血管疾病，抑制過(guò)敏反應(yīng)，減少動(dòng)脈硬化，降脂降壓，消除疲勞，緩和痛風(fēng)及風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，促進(jìn)嬰兒視網(wǎng)膜發(fā)育等功效。由于魚(yú)油獨(dú)特的功能特性，魚(yú)油的應(yīng)用十分廣泛。近年來(lái)，隨著人們對(duì)魚(yú)油的營(yíng)養(yǎng)及保健功能的認(rèn)可，魚(yú)油的提取、富集及應(yīng)用也成為研究的熱點(diǎn)。對(duì)魚(yú)油的提取、富集方法及在食品、飼料和疾病防治中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)、分析和探討，為魚(yú)油的加工與應(yīng)用提供參考。

魚(yú)油；二十碳五烯酸(EPA)；二十二碳六烯酸(DHA)；提??；富集；應(yīng)用

魚(yú)油富含Omega-3不飽和脂肪酸，其中的主要成分二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)具有預(yù)防心血管疾病，降低膽固醇，減少血栓形成，促進(jìn)血液循環(huán)，防止心腦血管疾病，抑制過(guò)敏反應(yīng)[1]，減少動(dòng)脈硬化，降脂降壓，消除疲勞，緩和痛風(fēng)及風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，促進(jìn)嬰兒視網(wǎng)膜發(fā)育[2-3]等功效，此外，EPA和DHA還是大腦神經(jīng)細(xì)胞以及人體防御系統(tǒng)的重要組成部分，具有增強(qiáng)神經(jīng)系統(tǒng)功能，益智健腦，預(yù)防老年性癡呆癥等功效。美國(guó)國(guó)家醫(yī)學(xué)院(IOM)推薦每日EPA和DHA的總攝入量為160 mg，調(diào)查表明，中國(guó)居民的總攝入量每日只有37.6 mg，迫切需要補(bǔ)充。據(jù)美國(guó)F&S公司的調(diào)研報(bào)告稱(chēng)：今后幾年國(guó)際市場(chǎng)魚(yú)油交易量將維持在26～30萬(wàn)t，EPA/DHA等魚(yú)油衍生物產(chǎn)品將會(huì)出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀況，價(jià)格將持續(xù)上漲[4]。因此，魚(yú)油具有廣泛的開(kāi)發(fā)利用前景。

1 魚(yú)油的提取方法

1.1蒸煮法

蒸煮法是指通過(guò)加熱蒸煮，破壞魚(yú)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，進(jìn)而將魚(yú)油分離出來(lái)[5]。主要有高壓蒸煮法、隔水蒸煮法和水蒸氣蒸煮法等[6]。此法原理相對(duì)簡(jiǎn)單，操作較簡(jiǎn)便。

1.2壓榨法

壓榨法是對(duì)原材料直接壓榨得到粗魚(yú)油。此法操作簡(jiǎn)單，但提取率低，現(xiàn)已很少采用。

1.3淡堿水解法

淡堿水解法是利用低濃堿液將魚(yú)蛋白質(zhì)組織分解，破壞油和蛋白質(zhì)之間的結(jié)合關(guān)系，從而更充分的分離魚(yú)油。有氨法、傳統(tǒng)淡堿水解法和鉀法。

1.4酶解法

酶解法是利用蛋白酶破壞脂肪和蛋白質(zhì)之間的結(jié)合關(guān)系。該法操作條件溫和，可以提高原料的利用率，同時(shí)酶解液中還含有大量的氨基酸和小分子肽等，可進(jìn)一步加以利用。有自溶酶解法和加酶酶解法，自溶酶解法是利用原料魚(yú)本身的酶系水解原料魚(yú)[7]，提高其利用率。加酶酶解法是利用外源蛋白酶的作用，提高魚(yú)油得率。

1.5超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取法是指以超臨界狀態(tài)下的流體作萃取劑，通過(guò)控制體系的壓力和溫度而選擇性的萃取其中某一組分然后通過(guò)體系壓力或溫度的變化，降低流體密度，萃取得到所需組分，并使超臨界流體循環(huán)使用[8]，具有操作溫度低、產(chǎn)品質(zhì)量好、分離效率高、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)[9]，但是成本較高。Rodriguez等[10]利用該法提取魚(yú)油，發(fā)現(xiàn)該法不僅提取率相對(duì)較高，而且能夠防止魚(yú)油氧化，減少魚(yú)油中的有毒物質(zhì)，且不污染環(huán)境。

1.6有機(jī)溶劑法

有機(jī)溶劑法是利用有機(jī)溶劑提取魚(yú)中的脂肪。此法的缺點(diǎn)是提取率較低，且溶劑易殘留，影響?hù)~(yú)油的品質(zhì)。

2 魚(yú)油的富集方法

2.1低溫結(jié)晶法

陶海榮等[11]以魚(yú)油為原料，經(jīng)過(guò)低溫結(jié)晶、減壓蒸餾和薄層色譜法逐步提純，分別獲得了含量高于99%的EPA(甲酯)和DHA(甲酯)。

2.2高效液相色譜法

王學(xué)同等[12]采用反相高效液相色譜技術(shù)以μ-BondapaK C18作固定相，CH3OH/THF/H2O作流動(dòng)相，對(duì)魚(yú)油中的DHA和EPA進(jìn)行了分離純化，得到高濃度的DHA(含量86.5%)和EPA(含量98.35%)，DHA和EPA的回收率分別為52.30%和57.22%。

2.3酶催化法

楊博等[13]研究了固定化脂肪酶Lipozyme RM IM催化魚(yú)油的醇解反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)通過(guò)優(yōu)化條件可以使魚(yú)油中EPA、DHA的含量由26.1%升至43.0%，得率高于75%，對(duì)魚(yú)油醇解產(chǎn)物進(jìn)行分子蒸餾提純，可以得到富含DHA、EPA的甘油酯型魚(yú)油產(chǎn)品。

2.4尿素包合法

尿素包合法(脲包法)近年來(lái)成為研究富集PUFAs的一個(gè)重要方法。脲包法的基本特點(diǎn)是可以按脂肪酸不飽和程度的差異將脂肪酸混合物進(jìn)行分離。具有所需設(shè)備簡(jiǎn)單，試劑來(lái)源方便的特點(diǎn)，非高溫操作能完整的保留其生理和營(yíng)養(yǎng)活性，脲包物形成后即可保護(hù)雙鍵不被空氣氧化，尤其適合對(duì)富含PUFAs魚(yú)油的處理[14]。朱世云等[15]用尿素包合法富集大連魚(yú)油中的EPA和DHA，所得一次富集產(chǎn)品中(EPA+DHA)的收率和濃度分別達(dá)到90%和60%以上。王娟娟等[16]用脲包法富集魚(yú)油中的EPA和DHA，發(fā)現(xiàn)脲包法可除去乙酯型魚(yú)油中的低不飽和及短碳鏈脂肪酸，提高EPA-EE和DHA-EE純度。

2.5分子蒸餾法

分子蒸餾法分離物質(zhì)的原理是基于不同物質(zhì)分子在高真空下分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的不同而進(jìn)行分離。張相年等[17]用分子蒸餾法和尿素沉淀法研究了EPA、DHA乙酯的分離提純，發(fā)現(xiàn)分子蒸餾法能夠?qū)PA、DHA乙酯提純到70%以上，

2.6超臨界流體色譜法

超臨界流體色譜法是指以超臨界流體作為流動(dòng)相的一種色譜分離方法，所謂超臨界流體，是指既不是氣體也不是液體的一些物質(zhì)，他們的物理性質(zhì)介于氣體和液體之間。鄭美瑜等[18]在超臨界CO2連續(xù)式萃取魚(yú)油中EPA和DHA單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)正交試驗(yàn)得到萃取最佳工藝參數(shù)組合。

3 魚(yú)油的應(yīng)用

3.1魚(yú)油在食品中的應(yīng)用

在北美、日本和歐洲已涌現(xiàn)了大量添加魚(yú)油的食品，包括肉制品、油脂產(chǎn)品、焙烤食品、乳制品等，國(guó)內(nèi)添加魚(yú)油的食品種類(lèi)相對(duì)還較少。

3.1.1食用油

食用油作為消費(fèi)最為廣泛的食品，非常有利于以其為載體攝入魚(yú)油。實(shí)驗(yàn)證明，在色拉油中添加1.5%的魚(yú)油，貯存4個(gè)月品質(zhì)良好[19]。在相同的貯存條件下，卡諾拉含魚(yú)油不超過(guò)15%與不加魚(yú)油的風(fēng)味區(qū)別不大[20]。

3.1.2乳制品

由于乳制品中的酸乳需冷藏，蛋白質(zhì)和脂肪含量高、風(fēng)味好，且凝固型酸奶攪動(dòng)少、氧含量低，因此成為魚(yú)油的良好載體。研究發(fā)現(xiàn)，魚(yú)油酸乳的穩(wěn)定性比魚(yú)油牛乳要好[21-22]，且酸乳中DHA/EPA的吸收比魚(yú)油膠囊要快[23]。另外嬰兒配方乳粉中需強(qiáng)化DHA已被眾所周知，其中雀巢和明治等品牌均添加了魚(yú)油。

3.2魚(yú)油在飼料中的應(yīng)用

可以在各種動(dòng)物飼料中添加魚(yú)油以補(bǔ)充能量，提高產(chǎn)品的DHA+EPA含量，提高生產(chǎn)效率，降低成本等。

3.2.1魚(yú)油在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用

高淳仁等[24]通過(guò)在飼料中添加不同程度的魚(yú)油，研究氧化魚(yú)油對(duì)真鯛幼魚(yú)生長(zhǎng)、存活及肌肉和肝組織中脂肪酸的影響發(fā)現(xiàn)，飼料中過(guò)氧化物比游離脂肪酸對(duì)真鯛幼魚(yú)生長(zhǎng)和存活的影響更顯著。真鯛幼魚(yú)增重率與飼料中脂類(lèi)POV值呈線性關(guān)系，真鯛幼魚(yú)攝取氧化魚(yú)油后，其肝組織中過(guò)氧化物的積累程度與飼料脂質(zhì)的氧化程度呈正相關(guān)。

3.2.2魚(yú)油在畜飼料中的應(yīng)用

肖成林等[25]等的研究發(fā)現(xiàn)，在妊娠后期和哺乳期母豬的日糧中添加不同水平的魚(yú)油不僅可以提高乳中DHA、EPA和n-3PUFA的含量，而且有利于提高仔豬的生長(zhǎng)性能和育成率。卓勇等[26]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在妊娠和泌乳母豬日糧中添加1%～2%的魚(yú)油能夠提高母豬的繁殖性能。

3.2.3魚(yú)油在禽飼料中的應(yīng)用

張麗英等[27]的研究發(fā)現(xiàn)，在含6%紅花籽油的日糧中添加不同比例的魚(yú)油，對(duì)蛋黃膽固醇含量無(wú)影響，但可顯著降低血清膽固醇含量；添加1.5%魚(yú)油組的蛋黃中的EPA、DHA含量的增幅最大，ω-6/ω-3的比值最小，接近人類(lèi)膳食結(jié)構(gòu)中的理想比例。

3.3魚(yú)油在疾病防治中的應(yīng)用

ω-3脂肪酸是人體正常生長(zhǎng)發(fā)育所必需的，在抑制血小板聚集、防止血栓形成、改變血液粘滯性和紅細(xì)胞可塑性、降血脂、抗炎等一系列藥理作用[28]。

3.3.1緩解類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)癥狀

研究表明，將EPA/DHA用于關(guān)節(jié)炎和其他炎癥性疾病是有幫助的，不僅可以減輕關(guān)節(jié)的僵硬和疼痛，而且可以改善它的彎曲度。

3.3.2對(duì)心血管疾病的有利影響

魚(yú)油能降低血壓，減少血液的凝固趨向，避免冠狀血管成形術(shù)之后的血管再發(fā)生狹窄。魚(yú)油可以減少血小板集聚、抗凝，使DHA/EPA 對(duì)高血脂或低濃度的高密度膽固醇的病人來(lái)說(shuō)，對(duì)于心血管疾病的防治都是很重要的。

3.3.3降血脂

EPA降血脂的研究表明，在飲食中加入EPA 的小鼠的血總膽固醇、三酰甘油、磷脂和總脂類(lèi)明顯低于添加硬脂酸和亞油酸的實(shí)驗(yàn)組。吳玉平等采用新濃魚(yú)油丸治療老年人高血脂癥，發(fā)現(xiàn)按劑量服用兩個(gè)月后全血比黏度、全血還原黏度、血漿比黏度和血沉方程K值均有明顯下降。

3.3.4在其他疾病方面的應(yīng)用

流行病學(xué)調(diào)查研究表明，經(jīng)常食用富含ω-3 EPA的人，癌癥的發(fā)生率低。EPA能抑制人類(lèi)白血病的HL-60和K-562細(xì)胞的增殖。對(duì)于兒童來(lái)說(shuō)，如果不能補(bǔ)充足夠的DHA，可能會(huì)損害其視覺(jué)和精神，并可能罹患注意力缺乏或過(guò)渡活躍癥；對(duì)于成年人來(lái)說(shuō)，如果體內(nèi)DHA含量太低，也可罹患憂(yōu)郁癥或老年癡呆癥。另外，美國(guó)研究人員于1994年在梅奧報(bào)告了魚(yú)油能減緩IgA腎病進(jìn)展。意大利研究人員發(fā)現(xiàn)魚(yú)油可以抑制回腸炎的復(fù)發(fā)。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，國(guó)內(nèi)主要是從魚(yú)頭、魚(yú)肉和魚(yú)下腳料中提取魚(yú)油，在眾多提取方法中，酶法和超臨界流體萃取法有一定的優(yōu)勢(shì)。提取得到的粗魚(yú)油由于含有蛋白質(zhì)、磷脂、水分、色素和游離脂肪酸等雜質(zhì)，EPA和DHA含量低、品質(zhì)差，需經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的處理得到精制魚(yú)油。精制中的多級(jí)分子蒸餾法能夠根據(jù)客戶(hù)要求定制EPA+DHA不同含量，EPA、DHA不同比例的產(chǎn)品，提純工序簡(jiǎn)單，效率高。魚(yú)油由于富含ω-3脂肪酸而具有重要的保健功能和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，因而在疾病防治、飼料和食品中具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1] 黃明發(fā)，吳桂蘋(píng)，焦必寧.二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸的生理功能[J].食品與藥品，2007，9(2)：69-71.

[2] 王 萍，張銀波，江木蘭．多不飽和脂肪酸的研究進(jìn)展[J]．中國(guó)油脂，2008，33(12)：42-46．

[3] 曹萬(wàn)新，孟 橘，田玉霞.DHA的生理功能及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國(guó)油脂，2011，36(3)：1-4.

[4] 周遠(yuǎn)揚(yáng)，雷百戰(zhàn)，潘 藝．魚(yú)油EPA與DHA提取方法研究進(jìn)展[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009(12)：153-155.

[5] 陶寧萍，鮑 丹．魚(yú)油的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值及其提取工藝的研究進(jìn)展[J].上海水產(chǎn)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，14(2)：197-201.

[6] 王海磊，羅慶華，黃美娥．魚(yú)油的提取方法及精制工藝探討[J]．湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012(9)：99-102.

[7] Liu Qiyuan. Dietary fish oil and vitamin E enhance doxorubicin effects in P388 tumor-bearing mice[J]. Lipids, 2002,37(6):549-556.

[8] 朱 明．食品工業(yè)分離技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[9] 曹明霞，徐 溢，趙天明，等.超臨界萃取在天然植物成分提取中的應(yīng)用進(jìn)展[J]．廣州化工，2010，38(8)：23-25.

[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].Food Engineering, 2012,109:238-248.

[11] 陶海榮，李 和．從魚(yú)油中分離高純度的EPA和DHA[J].中國(guó)海洋藥物，2000，19(5)：24-26.

[12] 王學(xué)彤，張書(shū)圣，白吉洪，等.高效液相色譜法分離制備魚(yú)油中的EPA和DHA[J]．分析試驗(yàn)室，1999，18(1)：42-45.

[13] 楊 博，楊繼國(guó)，呂楊效，等.脂肪酶催化魚(yú)油醇解富集EPA和DHA的研究[J]．中國(guó)油脂，2005，30(8)：64-67.

[14] 翁新楚，董新偉，任國(guó)譜．脲包法在脂類(lèi)分離技術(shù)中的應(yīng)用[J].中國(guó)油脂，1994，19(6)：40-43.

[15] 朱世云，包宗宏，云 志，等．尿素包合法富集魚(yú)油中的EPA和DHA的研究[J]．中國(guó)油脂，1997，22(5)：54-56．

[16] 王娟娟，黃宏南，許 晨，等.脲包法富集魚(yú)油中的EPA和DHA的研究[J].海峽預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2012，18(1)：61-62.

[17] 張相年，劉演波，趙樹(shù)進(jìn)，等．從深海魚(yú)油中制備提純二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)乙酯的研究[J] ．廣州藥學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，15(3)：171-173.

[18] 鄭美瑜，程紹南，邢建榮，等．超臨界CO2連續(xù)式萃取魚(yú)油中EPA和DHA的優(yōu)化試驗(yàn)[J]．糧油加工與食品機(jī)械，2004(8)：37-38.

[19] Wojciech K, Franciszek S, Stanislaw B. Possibilities of fish oil application for food products enrichment with ω-3 PUFA[J]. International Journal of Food Science and Nutrition, 1999, 50(1):39-49．

[20] Deirdre N E, David O B. Oxidative stability and acceptability of camelina oil blended with selected fish oils[J]．European Journal of Lipid Science and Technology, 2010, 112(8):878-886.

[21] Let M B, Jacobsen C, Meyer A S. Lipid oxidation in milk, yoghurt, and salad dressing enriched with neat fish oil or pre-emulsified fish oil[J]. Journal of Agricultural and Food Chem, 2007, 55(19):7802-7809.

[22] Farvin S K H, Baron C P, Nielsen N S. Antioxidant activity of yoghurt peptides: part 1-in vitro assays and evaluation in ω-3 enriched milk[J]．Food Chemistry, 2010, 123(4):1081-1089.

[23] Barrow C J, Nolan C, Holub J. Bioequivalence of encapsulated and microencapsulated fish-oil supplementation [J]. Journal of Functional Foods, 2009, 1(1):38-43.

[24] 高淳仁，雷霽霖.飼料中氧化魚(yú)油對(duì)真鯛幼魚(yú)生長(zhǎng)、存活及脂肪酸組成的影響[J].上海水產(chǎn)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，8(2)：124-130．

[25] 肖成林，田春莊，黃若飛，等.母豬日糧中的魚(yú)油對(duì)乳中脂肪酸和仔豬生長(zhǎng)性能的影響[J]．動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2008，20(1)：8-15.

[26] 卓 勇，吳 德，方正鋒，等.日糧添加魚(yú)油對(duì)母豬繁殖性能的影響[J]．動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2010，22(2)：251-258．

[27] 張麗英，王寶維，單 虎，等.含紅花籽油日糧中添加不同比例魚(yú)油對(duì)蛋黃中多聚不飽和脂肪酸及膽固醇含量的影響[J].中國(guó)畜牧雜志，1997，33(6)：35-37.

[28] 倪根珊．藥物臨床應(yīng)用擷萃[M].北京：八一出版社，1994.

Studyontheextraction,enrichmentandapplicationoffishoil

Liu Rucui, Wang Caihua, Xiao Jing, Zhang Yanxiu

Shandong Yuwang Pharmaceutical Co., Ltd. (Yucheng 251200)

Omega-3 unsaturated fatty acids are rich in fish oil, especially the characteristic fatty acids EPA and DHA. Fish oil has the function of preventing cardiovascular disease, lowering cholesterol levels, promoting blood circulation, preventing disease of heart head blood-vessel, inhibiting allergic reactions, reducing hardening of the arteries, lipid-lowering buck, eliminating fatigue, moderating gout and rheumatoid arthritis, promoting baby retinal development and so on. Because of the unique features of fish oil, the application of fish oil is very extensive. In recent years, as people’s recognition to the nutrition and healthcare function of fish oil, the extraction, refining and application of fish oil have become a research hotspot. The extraction method, enrichment method and application in food, feed and disease prevention and control of fish oil were summarized, analyzed and discussed, to provide reference for the processing and application of fish oil.

fish oil; eicosapntemacnioc acid (EPA); docosahexenoic acid (DHA); extraction; enrichment; application

TS201

B

1672-5026(2017)05-005-04