?淡水魚油提取工藝研究進展?

聶蔓茹 寧文杰 李佳洵 賀江

摘 要：近年來淡水魚油產品的需求量日益增加，市場前景廣闊。隨著淡水魚油提取工藝研究的深入，其技術更趨完善，提取工藝也多種多樣，介紹了目前淡水魚油的主要提取工藝，包括稀堿水解法、酶水解法、蒸煮法、溶劑萃取法和超臨界流體萃取法，展望了淡水魚油提取領域的發(fā)展方向和前景。

關鍵詞：魚油;提取工藝;淡水魚;研究進展

中圖分類號：TS254.9文獻標識碼：A文章編號：1006-060X（2020）05-0112-04

Research Progress on Extraction Technology of Freshwater Fish Oil

NIE Man-ru1，NING Wen-jie1，LI Jia-xun1，HE Jiang2

（1. International College ， Hunan University of Arts and Science， Changde 415000， PRC; 2. College of Life and Environmental Sciences， Hunan University of Arts and Science， Changde 415000， PRC）

Abstract： In recent years， the demand for freshwater fish oil products is increasing， undoubtedly the market prospect is broad. The extraction technology of freshwater fish oil is still a research hotspot. With the in-depth study of freshwater fish oil extraction technology， the extraction process has become more perfect and varied. This paper introduces the main extraction techniques of freshwater fish oil at present， including diluted alkaline hydrolysis， enzymatic hydrolysis， cooking， solvent extraction and supercritical fluid extraction. In addition， the development direction and prospect of freshwater fish oil extraction are discussed.

Key words： fish oil; extraction process; freshwater fish; research progress

魚油中富含高不飽和脂肪酸，其中二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）具有較高醫(yī)藥價值，對缺油癥、心血管病、炎癥、癌癥等疾病有一定療效，還具有增強人體免疫力、健腦益智、保護視網膜等功效[1-2]。我國淡水魚資源豐富，但由于加工業(yè)發(fā)展滯后，魚內臟作為主要的加工副產品被大量丟棄。然而研究發(fā)現，淡水魚內臟中富含油脂，且其成分與深海魚油的某些有效成分相同，甚至比深海魚油更易被人體吸收[3]。例如：鰱魚、草魚、鳙魚、鳊魚的內臟富含油脂類化合物，且其含量顯著性高于腹肌和背肌等部位，尤其是鰱魚內臟中油脂含量達141.7 g/kg。已有較多學者圍繞淡水魚油制劑的生理活性功能進行了動物模型研究或臨床觀測，結果表明淡水魚油的攝入有利于高脂血癥和冠心病的防治。因此，進行淡水魚油的開發(fā)一方面能有效解決魚副產品的資源浪費問題，另一方面還能為人類提供豐富的營養(yǎng)資源。隨著淡水魚油提取工藝研究的深入，其技術更趨完善，提取工藝也多種多樣[4]。筆者總結了近年來不同工藝在淡水魚油提取上的應用研究進展，以期為淡水魚油的進一步開發(fā)利用提供參考。

1 稀堿水解法

稀堿水解法是利用低濃度堿液將魚肝蛋白質組織分解，破壞蛋白質和甘油的結合關系，從而更加充分地分離魚油。與其他淡水魚油提取工藝相比，該方法成本較低，所得魚油產品物美價廉[5]。傳統(tǒng)的稀堿水解法是先離心、后鹽析，但這種做法的提取時間較長，楊琦等[6]對傳統(tǒng)的稀堿水解法進行了改進，先鹽析、后離心，提取時間縮短至原來的1/3，同時魚油的提取率和質量品質也有所提高。水解時間、鹽析時間、鹽的用量這3個因素是影響稀堿水解法粗魚油提取率的主要因素[6]。但總體發(fā)現使用稀堿水解法提取的魚油不容易被氧化，魚油極易被皂化[4]。有研究表明，采用傳統(tǒng)稀堿水解工藝提取魚油，廢水中殘留了較多的鈉鹽[7-8]，這些新的廢棄物會對環(huán)境造成影響。針對這一問題，學者們改進了傳統(tǒng)稀堿水解法，提出了鉀法和氨法。以綠色無污染肥料的鉀鹽為原料，或采用氨水和銨鹽替代量傳統(tǒng)稀堿水解法中的氫氧化鈉，最后產生的廢棄物可作肥料循環(huán)使用。同時，鉀法和氨法提取工藝具有魚油提取率穩(wěn)定、制品質量良好的優(yōu)點，還可以對廢棄物進行綜合利用，解決了環(huán)境污染問題，對資源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2 酶水解法

酶水解法是利用蛋白酶從蛋白質中分離油脂的一種新方法，因其具備反應條件溫和、能耗低、特異性強、蛋白質不變性等特點[9]，在很大程度上提高了出油率，有效避免了環(huán)境污染問題[10-11]。邵娜[12]研究發(fā)現，利用胰蛋白酶提取魚油的效果最好、提取率最高，中性蛋白酶提取效果其次，堿性蛋白酶效果最差。張金哲等[13]、王文婷等[14]對酶解法提取魚油工藝進行了優(yōu)化，認為酶解法提取魚油的最佳工藝條件為：酶解溫度50～55℃、酶解pH值中性、酶添加量2%左右、酶解時間3～4 h，魚油的提取率可達到70%～85%。研究還表明，采用酶水解法提取魚油可獲得大量酶解液，進一步加以利用，可避免資源浪費和環(huán)境污染[15-17]。

3 蒸煮法

蒸煮法是利用油脂與水互不相容的原理，在加熱蒸煮過程中使動物脂肪細胞破裂，油脂析出，并以水作為溶劑，從而達到分離油脂的目的[18]。宋恭帥等[19]以甲魚為材料，研究了蒸煮法提取魚油的工藝，發(fā)現該方法操作簡單，對所需設備條件不苛刻，但油脂的提取率和品質不高，其主要原因是蒸煮法屬物理方法，在蒸煮過程中易產生大量雜質，如膠質、色素等，降低出油率。此外，長時間高溫加熱會導致油脂中部分多不飽和脂肪酸鏈裂解而降低其營養(yǎng)價值，產生游離脂肪酸等[20]。Chakraborty等[21]通過蒸煮然后壓制得到的魚油可產生相當數量的二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸和總多不飽和脂肪酸。研究發(fā)現，蒸煮再壓榨有利于提高魚油質量，這可通過皂化物、過氧化物、對茴香胺等物質的含量及總氧化值、TBARS值等指標來證明。蒸煮法在深海魚油的提取工藝中應用廣泛，但在淡水魚油提取工藝中報道較少。

4 溶劑萃取法

溶劑萃取法是基于油脂在兩液相中的濃度差，推動油脂分子從高濃度擴散到低濃度溶液中。已開發(fā)用于脂質提取的溶劑系統(tǒng)包括氯仿-甲醇，正己烷-異丙醇和二氯甲烷-甲醇，但存在提取方法費力、提取精度不高、需要大量溶劑等缺點[22]。有機溶劑萃取法是魚油分離的傳統(tǒng)常見方法，影響有機溶劑萃取效果的因素主要有溶劑的種類及性質和萃取的工藝條件（包括時間、溫度、萃取方式等）。研究顯示，乙醚作溶劑時油脂提取率較高[23]。但溶劑法提取魚油不能分離提取與蛋白質相結合的脂肪，因此提取率相對較低，同時提取過程中還會出現乙醚的揮發(fā)，造成經濟損失和一定程度的環(huán)境污染[24-25]。

5 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃?。⊿FE）是一項發(fā)展很快的化工分離技術。近年來，利用超臨界流體萃取法獲取油脂的研究報道較多。超臨界流體萃取技術的原理是利用超臨界流體對脂肪酸、植物堿、醚類、酮類、甘油酯等的特殊溶解作用，有選擇性地把極性大小、沸點高低和分子量大小不同的各種成分依次萃取出來[26]。Wu[27]等利用超臨界CO2萃取技術提取山茱萸種子油時，以乙醇為改性劑提高了其對被萃取物的選擇性和溶解度，實現了同時提取和脫色，這不僅解決了殘留溶劑問題，還可在之后的步驟中省略脫色步驟。此外，Rubio等[28]還利用超臨界CO2作為萃取溶劑的優(yōu)勢，提出了一種耦合萃取-分餾工藝，作為去除游離脂肪酸和改善魚油質量的一種方法，可替代物理和化學精制程序。賈小輝[29]發(fā)現影響油脂萃取的各因素中萃取壓力對油脂萃取率的影響最大，而萃取時間的影響最小。

現在業(yè)界普遍認為，超臨界流體萃取技術的提取率高、選擇性好、無溶劑殘留，而且還能有效萃取熱敏性、易氧化、易揮發(fā)性物質[30]。與傳統(tǒng)的溶劑萃取法相比，運用超臨界流體萃取法工藝提取的油狀物透明、質量好、無雜質[31]。同時，超臨界流體萃取法廣泛應用于動植物油脂提取領域，還可以提取微生物油脂，應用范圍廣、提取效果較好。

6 展 望

近年來，隨著居民生活水平的不斷提高，人們對營養(yǎng)保健產品的關注度也日漸提升，魚油保健品便是其中之一。雖然市面上還是以深海魚油產品居多，但是研究證明淡水魚油也有較高的營養(yǎng)價值，在某些病癥的防治效果上要優(yōu)于深海魚油，因此大眾居民對淡水魚油制品的需求量日漸增多。而且，淡水魚油的原料主要為魚類加工廢棄物，來源廣泛，且符合綠色發(fā)展理念，具有較廣闊的應用前景。

目前，我國淡水魚油提取工藝多是采用稀堿水解法的改進方法：鉀法。超臨界流體萃取技術和水酶解法提取魚油工藝的提油率較高，能最大程度地減小對魚油功能成分的破壞，保護油脂的有效成分，提高油脂的質量和產量，是具有極大發(fā)展?jié)撃艿母咝绿崛》蛛x方法[32]，但目前這2種方法還難以實現規(guī)模化、工業(yè)化利用，一是因為測定試驗數據困難、工藝過程設計復雜;二是因為生產設備成本高、效益低。酶水解法提取魚油工藝的最新研究中大多利用微波輔助、超聲波輔助法等方法進行工藝優(yōu)化。有機溶劑萃取法提取魚油工藝的設備繁雜，且存在有機溶劑殘留的問題，影響環(huán)境。蒸煮法提取魚油工藝所需資金成本較高，而且不能將與蛋白質結合的脂肪完全分離開來，導致提取的魚油產量相對較低，不適合工業(yè)化大規(guī)模生產[33]。

當前，優(yōu)化提取方法、改進提取條件、提升魚油提取率及品質是國內各學者研究淡水魚油提取工藝的熱點。今后如何降低成本，進一步擴大規(guī)模進行工業(yè)化生產，將資源和產業(yè)化進一步結合，實現資源的可持續(xù)發(fā)展，避免環(huán)境污染，仍然是淡水魚油提取工藝的重點和難點。

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