聶蔓茹 寧文杰 李佳洵 賀江

摘 要：近年來(lái)淡水魚(yú)油產(chǎn)品的需求量日益增加，市場(chǎng)前景廣闊。隨著淡水魚(yú)油提取工藝研究的深入，其技術(shù)更趨完善，提取工藝也多種多樣，介紹了目前淡水魚(yú)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(yú)油提取領(lǐng)域的發(fā)展方向和前景。

關(guān)鍵詞：魚(yú)油;提取工藝;淡水魚(yú);研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)：TS254.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(yú)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(jià)值，對(duì)缺油癥、心血管病、炎癥、癌癥等疾病有一定療效，還具有增強(qiáng)人體免疫力、健腦益智、保護(hù)視網(wǎng)膜等功效[1-2]。我國(guó)淡水魚(yú)資源豐富，但由于加工業(yè)發(fā)展滯后，魚(yú)內(nèi)臟作為主要的加工副產(chǎn)品被大量丟棄。然而研究發(fā)現(xiàn)，淡水魚(yú)內(nèi)臟中富含油脂，且其成分與深海魚(yú)油的某些有效成分相同，甚至比深海魚(yú)油更易被人體吸收[3]。例如：鰱魚(yú)、草魚(yú)、鳙魚(yú)、鳊魚(yú)的內(nèi)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(yú)內(nèi)臟中油脂含量達(dá)141.7 g/kg。已有較多學(xué)者圍繞淡水魚(yú)油制劑的生理活性功能進(jìn)行了動(dòng)物模型研究或臨床觀測(cè)，結(jié)果表明淡水魚(yú)油的攝入有利于高脂血癥和冠心病的防治。因此，進(jìn)行淡水魚(yú)油的開(kāi)發(fā)一方面能有效解決魚(yú)副產(chǎn)品的資源浪費(fèi)問(wèn)題，另一方面還能為人類提供豐富的營(yíng)養(yǎng)資源。隨著淡水魚(yú)油提取工藝研究的深入，其技術(shù)更趨完善，提取工藝也多種多樣[4]。筆者總結(jié)了近年來(lái)不同工藝在淡水魚(yú)油提取上的應(yīng)用研究進(jìn)展，以期為淡水魚(yú)油的進(jìn)一步開(kāi)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(yú)肝蛋白質(zhì)組織分解，破壞蛋白質(zhì)和甘油的結(jié)合關(guān)系，從而更加充分地分離魚(yú)油。與其他淡水魚(yú)油提取工藝相比，該方法成本較低，所得魚(yú)油產(chǎn)品物美價(jià)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(shí)間較長(zhǎng)，楊琦等[6]對(duì)傳統(tǒng)的稀堿水解法進(jìn)行了改進(jìn)，先鹽析、后離心，提取時(shí)間縮短至原來(lái)的1/3，同時(shí)魚(yú)油的提取率和質(zhì)量品質(zhì)也有所提高。水解時(shí)間、鹽析時(shí)間、鹽的用量這3個(gè)因素是影響稀堿水解法粗魚(yú)油提取率的主要因素[6]。但總體發(fā)現(xiàn)使用稀堿水解法提取的魚(yú)油不容易被氧化，魚(yú)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(yú)油，廢水中殘留了較多的鈉鹽[7-8]，這些新的廢棄物會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。針對(duì)這一問(wèn)題，學(xué)者們改進(jìn)了傳統(tǒng)稀堿水解法，提出了鉀法和氨法。以綠色無(wú)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(chǎn)生的廢棄物可作肥料循環(huán)使用。同時(shí)，鉀法和氨法提取工藝具有魚(yú)油提取率穩(wěn)定、制品質(zhì)量良好的優(yōu)點(diǎn)，還可以對(duì)廢棄物進(jìn)行綜合利用，解決了環(huán)境污染問(wèn)題，對(duì)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(zhì)中分離油脂的一種新方法，因其具備反應(yīng)條件溫和、能耗低、特異性強(qiáng)、蛋白質(zhì)不變性等特點(diǎn)[9]，在很大程度上提高了出油率，有效避免了環(huán)境污染問(wèn)題[10-11]。邵娜[12]研究發(fā)現(xiàn)，利用胰蛋白酶提取魚(yú)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(duì)酶解法提取魚(yú)油工藝進(jìn)行了優(yōu)化，認(rèn)為酶解法提取魚(yú)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(shí)間3～4 h，魚(yú)油的提取率可達(dá)到70%～85%。研究還表明，采用酶水解法提取魚(yú)油可獲得大量酶解液，進(jìn)一步加以利用，可避免資源浪費(fèi)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(guò)程中使動(dòng)物脂肪細(xì)胞破裂，油脂析出，并以水作為溶劑，從而達(dá)到分離油脂的目的[18]。宋恭帥等[19]以甲魚(yú)為材料，研究了蒸煮法提取魚(yú)油的工藝，發(fā)現(xiàn)該方法操作簡(jiǎn)單，對(duì)所需設(shè)備條件不苛刻，但油脂的提取率和品質(zhì)不高，其主要原因是蒸煮法屬物理方法，在蒸煮過(guò)程中易產(chǎn)生大量雜質(zhì)，如膠質(zhì)、色素等，降低出油率。此外，長(zhǎng)時(shí)間高溫加熱會(huì)導(dǎo)致油脂中部分多不飽和脂肪酸鏈裂解而降低其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，產(chǎn)生游離脂肪酸等[20]。Chakraborty等[21]通過(guò)蒸煮然后壓制得到的魚(yú)油可產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)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(xiàn)，蒸煮再壓榨有利于提高魚(yú)油質(zhì)量，這可通過(guò)皂化物、過(guò)氧化物、對(duì)茴香胺等物質(zhì)的含量及總氧化值、TBARS值等指標(biāo)來(lái)證明。蒸煮法在深海魚(yú)油的提取工藝中應(yīng)用廣泛，但在淡水魚(yú)油提取工藝中報(bào)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(dòng)油脂分子從高濃度擴(kuò)散到低濃度溶液中。已開(kāi)發(fā)用于脂質(zhì)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(fèi)力、提取精度不高、需要大量溶劑等缺點(diǎn)[22]。有機(jī)溶劑萃取法是魚(yú)油分離的傳統(tǒng)常見(jiàn)方法，影響有機(jī)溶劑萃取效果的因素主要有溶劑的種類及性質(zhì)和萃取的工藝條件（包括時(shí)間、溫度、萃取方式等）。研究顯示，乙醚作溶劑時(shí)油脂提取率較高[23]。但溶劑法提取魚(yú)油不能分離提取與蛋白質(zhì)相結(jié)合的脂肪，因此提取率相對(duì)較低，同時(shí)提取過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)乙醚的揮發(fā)，造成經(jīng)濟(jì)損失和一定程度的環(huán)境污染[24-25]。

5 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取（SFE）是一項(xiàng)發(fā)展很快的化工分離技術(shù)。近年來(lái)，利用超臨界流體萃取法獲取油脂的研究報(bào)道較多。超臨界流體萃取技術(shù)的原理是利用超臨界流體對(duì)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(diǎn)高低和分子量大小不同的各種成分依次萃取出來(lái)[26]。Wu[27]等利用超臨界CO2萃取技術(shù)提取山茱萸種子油時(shí)，以乙醇為改性劑提高了其對(duì)被萃取物的選擇性和溶解度，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)提取和脫色，這不僅解決了殘留溶劑問(wèn)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(shì)，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(yú)油質(zhì)量的一種方法，可替代物理和化學(xué)精制程序。賈小輝[29]發(fā)現(xiàn)影響油脂萃取的各因素中萃取壓力對(duì)油脂萃取率的影響最大，而萃取時(shí)間的影響最小。

現(xiàn)在業(yè)界普遍認(rèn)為，超臨界流體萃取技術(shù)的提取率高、選擇性好、無(wú)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(zhì)[30]。與傳統(tǒng)的溶劑萃取法相比，運(yùn)用超臨界流體萃取法工藝提取的油狀物透明、質(zhì)量好、無(wú)雜質(zhì)[31]。同時(shí)，超臨界流體萃取法廣泛應(yīng)用于動(dòng)植物油脂提取領(lǐng)域，還可以提取微生物油脂，應(yīng)用范圍廣、提取效果較好。

6 展 望

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

目前，我國(guó)淡水魚(yú)油提取工藝多是采用稀堿水解法的改進(jìn)方法：鉀法。超臨界流體萃取技術(shù)和水酶解法提取魚(yú)油工藝的提油率較高，能最大程度地減小對(duì)魚(yú)油功能成分的破壞，保護(hù)油脂的有效成分，提高油脂的質(zhì)量和產(chǎn)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(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、工業(yè)化利用，一是因?yàn)闇y(cè)定試驗(yàn)數(shù)據(jù)困難、工藝過(guò)程設(shè)計(jì)復(fù)雜;二是因?yàn)樯a(chǎn)設(shè)備成本高、效益低。酶水解法提取魚(yú)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(jìn)行工藝優(yōu)化。有機(jī)溶劑萃取法提取魚(yú)油工藝的設(shè)備繁雜，且存在有機(jī)溶劑殘留的問(wèn)題，影響環(huán)境。蒸煮法提取魚(yú)油工藝所需資金成本較高，而且不能將與蛋白質(zhì)結(jié)合的脂肪完全分離開(kāi)來(lái)，導(dǎo)致提取的魚(yú)油產(chǎn)量相對(duì)較低，不適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)[33]。

當(dāng)前，優(yōu)化提取方法、改進(jìn)提取條件、提升魚(yú)油提取率及品質(zhì)是國(guó)內(nèi)各學(xué)者研究淡水魚(yú)油提取工藝的熱點(diǎn)。今后如何降低成本，進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，將資源和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步結(jié)合，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展，避免環(huán)境污染，仍然是淡水魚(yú)油提取工藝的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

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