劉志東，陳雪忠，陳勇，曲映紅，歐陽杰，劉勤，馬慶保，黃洪亮，*（.農業(yè)部漁業(yè)裝備與工程技術重點實驗室，中國水產科學研究院漁業(yè)機械研究所，上海0009；.中國水產科學研究院東海水產研究所，上海00090；.上海開創(chuàng)遠洋漁業(yè)有限公司，上海00090；.上海海洋大學食品學院，上海006）

擠壓對南極磷蝦渣中脂質留存的影響

劉志東1，2，陳雪忠2，陳勇3，曲映紅4，歐陽杰1，劉勤2，馬慶保4，黃洪亮2，*
（1.農業(yè)部漁業(yè)裝備與工程技術重點實驗室，中國水產科學研究院漁業(yè)機械研究所，上海200092；2.中國水產科學研究院東海水產研究所，上海200090；3.上海開創(chuàng)遠洋漁業(yè)有限公司，上海200090；4.上海海洋大學食品學院，上海201306）

南極磷蝦因其巨大的生物資源量，良好的營養(yǎng)和功能特性受到廣泛關注。比較未經熱處理南極磷蝦和經熱處理南極磷蝦采用雙螺桿擠壓前后脂質含量和組成的變化，探索雙螺桿擠壓技術應用于南極磷蝦單元加工的可行性。研究發(fā)現(xiàn)，兩種處理方法的南極磷蝦經過雙螺桿擠壓處理后，其飽和脂肪酸總含量減少，單不飽和脂肪酸總含量相對穩(wěn)定，ω-3多不飽和脂肪酸總含量減少，ω-6多不飽和脂肪酸總含量增加。未經熱處理的南極磷蝦擠壓前后脂質含量的變化1.74%小于經過熱處理的南極磷蝦擠壓前后的脂質含量4.16%。試驗結果表明，雙螺桿擠壓處理對南極磷蝦固體部分脂質留存有較大的影響，其中經過熱處理后的南極磷蝦擠壓后其固體部分的脂質改變較顯著。

雙螺桿擠壓；南極磷蝦；固體部分；脂質；脂肪酸

南極磷蝦（Euphausia Superba）是一種生活在南極海域的小型甲殼動物，據估計其生物量約為6.5億t～10億t，相當于目前全世界魚類和甲殼類年漁獲量的總和；每年可捕獲量約為0.6億t～1.0億t，目前處于尚未充分開發(fā)利用的狀態(tài)［1-2］。由于南極磷蝦生長于寒冷、無污染的南極水域而使其具有獨特的營養(yǎng)和功能特性。因此，南極磷蝦已經成為近年來食品、醫(yī)學和藥學等領域的研究熱點之一［3］。南極磷蝦脂質成分分析結果表明，南極磷蝦脂質含量約為7%～26%（干基），包括甘油三脂32%～60%，磷脂13%～33%，固醇13%，酯類12%和游離脂肪酸等及其衍生物。南極磷蝦脂質的特殊性在于其所含的ω-3多不飽和脂肪酸（PUFA）主要與磷脂相連，而魚油中的ω-3 PUFA主要與甘油三酯相連［3-4］。深入研究發(fā)現(xiàn)，南極磷蝦脂質具有預防和緩解心腦血管疾病、抗氧化、糖尿病、減肥等功效。由于南極磷蝦巨大的生物資源量，南極磷蝦脂質獨特的營養(yǎng)、功能特性。因此，南極磷蝦脂質具有良好的研究開發(fā)應用前景。

國內外研究人員針對實驗室規(guī)模南極磷蝦及其相關產品的脂質組成和提取等開展了一系列研究并取得了積極的進展［5-7］。但對南極磷蝦脂質規(guī)?；庸み^程中存在的一些問題尚不了解，尤其是單元加工操作（如擠壓加工）對南極磷蝦產品組分和后續(xù)加工的影響更是鮮見報道。因此，在廣泛查閱國內外資料的基礎上，基于南極磷蝦船載加工的現(xiàn)狀，本文探索性地采用雙螺桿擠壓技術處理南極磷蝦，分析、比較經雙螺桿擠壓前后南極磷蝦固體部分脂質含量和組成的變化，以期探討雙螺桿擠壓技術應用于南極磷蝦船載加工的可行性。

1　材料與方法

1.1材料

南極磷蝦：由上海開創(chuàng)遠洋漁業(yè)有限公司提供（上海開創(chuàng)遠洋漁業(yè)有限公司2012-2013捕撈季捕獲于南極48.1區(qū)海域，2013年運回國內-18℃冷凍保藏）。南極磷蝦常規(guī)成分：水分含量77.20%，蛋白質含量13.80%，脂質含量5.61%，灰分含量3.01%。

1.2主要試劑、儀器

PRO250勻漿機：美國PRO公司；CPA324S電子天平：德國賽多利斯公司；RE-3000A型旋轉蒸發(fā)器：上海亞榮生化儀器公司；DHG-9023A鼓風干燥箱：上海精宏實驗設備有限公司；HP5890型氣相色譜儀：美國安捷倫公司；剖分式雙螺桿擠壓機（可以沿軸向拆卸，由三節(jié)組合式套筒和三段螺桿組成）：中國水產科學研究院東海水產研究所試制；色譜級脂肪酸標準品：美國Sigma公司；甲醇、乙腈（色譜純）：美國Merk公司；分析純級及以上氯仿、甲醇等試劑：國藥集團。

1.3方法

1.3.1原料未經熱處理

南極磷蝦解凍（室溫）→分散→檢測脂質含量及脂肪酸組成→雙螺桿擠壓→收集固體部分→脂質提取→脂肪酸組成分析［8］

1.3.2原料經過熱處理

南極磷蝦解凍（室溫）→分散→檢測脂質含量及脂肪酸組成→熱處理（95℃，5 min）→雙螺桿擠壓→收集固體部分→脂質提取→脂肪酸組成分析［8］

1.4南極磷蝦脂質含量測定

待測樣品-80℃條件保存用于脂質分析，參照Folch法（1957）提取樣品中的脂質用于后續(xù)試驗［9］。稱取南極磷蝦100 g加入氯仿/甲醇（1∶2，體積比）300 mL，室溫攪拌2 min；加入100 mL氯仿繼續(xù)攪拌30 s；加入100 mL水繼續(xù)攪拌30 s；勻漿液采用Whatman1號濾紙過濾。濾液分層，收集氯仿部分。過濾后采用少量氯仿沖洗濾渣，合并濾液氯仿部分。通過無水硫酸鈉脫水，40℃真空旋轉蒸發(fā)收集。

1.5南極磷蝦脂質的脂肪酸組成分析

南極磷蝦脂質樣品的脂肪酸甲酯化：采用GB/T 17376-2008《動植物油脂脂肪酸甲酯制備》中四碳或四碳以上脂肪酸甲酯的特殊制備方法［10］。采用配有自動進樣器和火焰離子化檢測器的氣相色譜儀，毛細管色譜柱DB-1（30 m×0.25 mm×0.25 μm），載氣為高純氦氣，載氣流速為1 mL/min，不分流進樣，進樣量1.0 μL。采用程序升溫：起始溫度為130℃保留4 min，以5℃/min的速率升溫至230℃保留5min。進樣口溫度260℃［11］。

質譜條件：電離源EI，電子能量70 eV，離子源溫度230℃，掃描質量范圍為20 amu～400 amu（原子質量單位）。

分析方法：定量：按照峰面積歸一化法計算脂肪酸的相對質量分數。定性：未知物質經過計算機檢索同時與NIST Library（107 k compounds）譜庫和Wiley Library（320 k compounds version 6.0）譜庫相匹配，僅取正反匹配度均大于800（最大值1 000）的物質作為鑒定結果。

1.6數據處理與分析

試驗數據采用SPSS 16.0軟件進行統(tǒng)計分析；采用Levene’s法進行齊性方差檢驗，當不滿足齊性方差時，對試驗數據進行反正弦或者平方根轉換，采用Duncan’s法進行多重比較，采用雙尾t-檢驗（Independentsamplest-test）分析數據的差異顯著性。試驗結果采用平均值±標準差表示。

2　結果與討論

2.1南極磷蝦脂質含量

擠壓對南極磷蝦擠出物脂質含量的影響見表1。

表1　擠壓對南極磷蝦擠出物脂質含量的影響Table 1　Effect of twin-screw extrusion on the lipid content of Antarctic krill extruded

研究表明油脂物料（花生等）采用熱榨法提取油脂往往會導致壓榨餅中的蛋白質變性嚴重，致使壓榨餅品質較低。然而，低溫壓榨不需要對油脂物料進行高溫處理，壓榨餅中的生物活性物質能更好的被保存。因此，低溫壓榨油脂物料可以用于獲得高品質的飼料和脂質［12］。但與熱榨相比，低溫壓榨通常出油率偏低，壓榨餅中仍殘留有較多的脂質。南極磷蝦因其巨大的生物資源量，脂質潛在的功能特性和開發(fā)應用前景，中國已經將其列為未來5年～10年遠洋漁業(yè)發(fā)展的主要開發(fā)利用漁業(yè)資源之一。擠壓技術（單螺桿擠壓技術）目前已經在南極磷蝦的船載“熱”蝦粉加工過程得到了應用。然而，雙螺桿擠壓技術應用于南極磷蝦加工的相關研究尚鮮見報道。由于有機溶劑法和超臨界CO2法在南極磷蝦船載加工應用方面的局限性，為雙螺桿擠壓技術用于南極磷蝦船載加工提供了機會。

南極磷蝦脂質的提取方法主要包括有機溶劑提取法、酶解法和超臨界CO2萃取法等。Folch法作為脂質提取、含量測定的標準方法，通常可以將樣品中的脂類物質相對完全地提取出來，其檢測結果可以作為脂質提取、分析的基礎數據。因此，本文采用Folch法提取南極磷蝦脂質。試驗發(fā)現(xiàn)從壓榨餅中提取獲得的南極磷蝦油為紅色，顏色較以南極磷蝦為原料，采用同樣方法提取的南極磷蝦油色澤略淺。其原因可能是由于擠壓過程中蝦青素等物質進入液體部分所致。由表1可以看出，擠壓前未經熱處理的南極磷蝦的脂質含量5.61%高于經過熱處理的南極磷蝦5.15%，可能是由于熱處理過程中南極磷蝦脂質細胞受熱裂解或者流失所致。未經熱處理的南極磷蝦經雙螺桿擠壓處理后脂質含量降低1.74%?？赡苁怯捎谀蠘O磷蝦在擠壓過程中，在腔體內受到擠壓、剪切作用引起脂質細胞裂解，脂質流出，導致擠壓后的南極磷蝦固體部分脂質含量降低。經熱處理的南極磷蝦通過雙螺桿擠壓后脂質相對含量升高4.16%?？赡苁怯捎跓崽幚磉^程伴隨著蛋白質的凝結變性，脂質細胞裂解的較充分，釋放出了較多的結合水及水溶性物質，進而導致了經熱處理南極磷蝦脂質相對含量經擠壓后升高［13-14］。未經熱處理的南極磷蝦擠壓前后脂質含量的變化1.74%小于經過熱處理的南極磷蝦擠壓前后的脂質含量變化4.16%。所以，熱處理在南極磷蝦擠壓過程脂質含量的留存具有較大的影響。

2.2脂肪酸組成分析

擠壓前后南極磷蝦脂質的脂肪酸組成，結果見表2。

表2　擠壓前后南極磷蝦脂質的脂肪酸組成Table 2　Fatty acids compositions before and after Antarctic krill extruded mg/g

脂質的含量和組成是評價食品及飼料營養(yǎng)品質的重要指標之一。南極磷蝦脂質的含量和組成主要取決于南極磷蝦捕獲的時間、區(qū)域和生長階段以及凍結和貯存條件等［4］。單元加工/過程加工也會影響南極磷蝦及其產品的脂質組成。由表2中可以看出，未經熱處理的南極磷蝦擠壓前脂質中含有較高含量的飽和脂肪酸，其中C16：0含量最高，EPA和DHA總含量為39.74%；未經熱處理的南極磷蝦擠壓后脂質中飽和脂肪酸含量降低，其中C16：0含量最高，EPA和DHA總含量為24.08%。由表2可知，擠壓對南極磷蝦脂質的脂肪酸組成也有著較大的影響。這可能是由于南極磷蝦脂質含有極性脂肪酸，可以吸收擠壓以及“內摩擦”產生的熱量，促使體系的溫度上升，導致部分脂肪酸分子發(fā)生改變。擠壓前南極磷蝦脂質的脂肪酸組成成分與樓喬明［13］等的研究結果基本相似。

由表2中可知，飽和脂肪酸中的C12：0、C13：0、C19：0、C20：0和C23：0在擠壓后沒有檢出，不飽和脂肪酸中的C18：1n7和C20：4n3在擠壓后沒有檢出。這表明這些脂肪酸在擠壓過程中可能發(fā)生了改變或者由于進入液體部分導致含量太低而無法檢出［16-18］。其中C13：0、C17：0、C19：0、C20：0在熱處理后也沒有檢出。C14：0、C15：0、C16：0、C18：0和C23：0經過擠壓后也有所減少。表明擠壓過程對這些飽和脂肪酸在南極蝦粉中的含量影響較小。C17：1、C18：1n9c、C18：2n6c、C18：3n3、C22：2和C22：5n6含量經擠壓和熱處理后增加。分析原因可能是由于經過擠壓的“濃縮”作用，使得這些脂肪酸的含量達到可以檢出的最低限度。此外，由于原料來源，貯藏條件等原因，擠壓對南極磷蝦脂質組成影響的個別試驗數據可能與已有的相關研究略有出入。因此，還需要更多批次的原料，更多試驗的重復來檢驗現(xiàn)有的試驗結果。

3　結論

本文采用雙螺桿擠壓技術對未經熱處理/熱處理的南極磷蝦開展擠壓研究，同時通過改變前處理方式獲得不同處理的南極磷蝦壓榨餅。試驗發(fā)現(xiàn)，未經熱處理的南極磷蝦擠壓前后脂質含量的變化1.74%大于經過熱處理的南極磷蝦擠壓前后的脂質含量4.16%。飽和脂肪酸總含量減少，單不飽和脂肪酸（MUFA）總含量相對穩(wěn)定，ω-3 PUFA總含量減少，ω-6 PUFA總含量增加。試驗結果表明，雙螺桿擠壓處理對于南極磷蝦固體部分脂質含量的留存具有較大的影響，其中南極磷蝦經過熱處理后其固體部分的脂質含量改變較顯著。因此，本文嘗試探討了雙螺桿擠壓技術用于“低溫”生產低水分含量南極磷蝦壓榨餅的技術可行性，也為相關產品品質指標的確定及南極磷蝦脂質的“低溫”規(guī)?；苽涮峁┗A數據。此外，本研究對于提高南極磷蝦單元加工技術的認識和理解，探討南極磷蝦粉“冷”加工可行性及南極磷蝦脂質提取的新方法、新途徑具有重要的意義。

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Effect of Extrusion on the Lipids Retained in the Solid of Antarctic Krill Extrudates

LIU Zhi-dong1，2，CHEN Xue-zhong2，CHEN Yong3，QU Ying-hong4，OUYANG Jie1，LIU Qin2，MA Qing-bao4，HUANG Hong-liang2，*
（1.Key Laboratory of Fishery Equipment and Engineering，Ministry of Agriculture of the People's Republic of China，F(xiàn)ishery Machinery and Instrument Research Institute，Chinese Academy of Fishery Sciences，Shanghai 200092，China；2.East China Sea Fisheries Research Institute，Chinese Academy of Fishery Sciences，Shanghai 200090，China；3.Shanghai Kaichuang Deep Sea Fisheries Co.，Ltd.，Shanghai 200090，China；4.College of Food Science and Technology，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

Antarctic krill（Euphausia Superba）is paid more attention for its large biomass，better nutritional and functional properties in recent years.Study demonstrated that Antarctic krill lipid differs from other dietary sources of omega-3 in that it contains a relatively high amount of omega-3 fatty acids linked with phospholipids. In order to exploring the feasibility of twin-screw extrusion used in unit processing of Antarctic krill，a comparative study was conducted in this paper on changes of the content and composition of lipids in Antarctic krill （heat treated and unheat treated）before and after extrusion.Experimental results showed that change of the lipid content in the extruded Antarctic krill 1.74%without heat treatment was less than the change of lipid content in the extruded Antarctic krill 4.16%with heat treatment.The total content of saturated fatty acid decreased. The total content of monosaturated fatty acid was relatively stable.The total content of polysaturated fatty acid decreased.The omega-6 polysaturated fatty acid increased.In conclusion，twin-screw extrusion had a great influence on the lipid content and composition in the solid of extruded Antarctic krill，had a greater influence on that of heat treated Antarctic krill extruded，especially.

twin-screw extrusion；Antarctic krill；solid；lipid；fatty acid

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.021

農業(yè)部漁業(yè)裝備與工程技術重點實驗室開放基金（2012002）；中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項資金（2011M06）；南極海洋生物資源開發(fā)利用專項（2010-2015）；國家“863”計劃（2012AA092304）

劉志東（1976—），男（漢），副研究員，博士，主要從事水產品加工與產物資源利用研究。
*

2015-04-19