曹少謙,孫 程,秦偉力,褚盈雁,李沖沖,王正東,戚向陽,*,楊 華

(1.浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院,浙江寧波 315100; 2.寧波市農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江寧波 315100; 3.寧波裕天海洋生物科技有限公司,浙江寧波 315100)

我國每年約400萬噸的低值雜魚,且隨著海洋經(jīng)濟(jì)魚類資源的衰退,低值魚捕撈量呈上升趨勢(shì),約占海域捕撈總量的57%～59%。這些低值魚用于食品加工的僅占30%左右,導(dǎo)致資源浪費(fèi)。魚粉生產(chǎn)一直是開發(fā)利用低值魚蛋白的主要手段,但是我國的魚粉加工產(chǎn)業(yè)加工技術(shù)不完善,不僅魚粉品質(zhì)普遍較差,而且環(huán)境污染較為嚴(yán)重[1-2]。魚粉加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量廢棄壓榨液,每生產(chǎn)1噸魚粉,大約產(chǎn)生2～3噸壓榨液,而壓榨液的化學(xué)耗氧量和生物耗氧量高,直接排放會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重污染[3-4]。壓榨液中含有蛋白質(zhì)、脂肪、微量元素等多種營養(yǎng)成分,具有應(yīng)用潛力[5-7]。其中魚油含量隨季節(jié)、魚品種而發(fā)生變化,一般在1.5%～15%,具有開發(fā)利用價(jià)值[8]。目前,全世界食用魚油產(chǎn)量約30萬噸左右,而我國海洋魚油年產(chǎn)量約3萬噸,且近年來我國生產(chǎn)魚油的金槍魚等原料遭過度捕撈,資源嚴(yán)重下降[9],因此,對(duì)魚粉加工壓榨液中脂肪的開發(fā)利用,不僅可彌補(bǔ)魚油產(chǎn)原料的不足,還可提高魚粉加工副產(chǎn)物的綜合利用率。

海洋魚油的加工利用一直是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn),也是低值魚高值化利用的主要途徑之一。海洋魚油的多不飽和脂肪酸以ω-3系列多不飽和脂肪酸中的二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)最為重要,具有減少膽固醇含量、抗動(dòng)脈硬化、預(yù)防阿爾茲海默癥、提升大腦機(jī)能和防止視力減退等多種生理功能[10-12]。EPA和DHA通常添加到保健食品和嬰兒食品中,高含量EPA和DHA可作為藥物用于治療高血脂、動(dòng)脈硬化等心腦血管疾病[13-15]。制備高純度EPA和DHA制劑是魚油深加工的發(fā)展方向。由于魚油脂肪酸組分復(fù)雜,同時(shí)EPA和DHA又屬于熱和化學(xué)不穩(wěn)定物質(zhì),很容易發(fā)生聚合、降解、氧化反應(yīng),且二者的沸點(diǎn)也高,這使得魚油中EPA和DHA的分離提純不易。目前,魚油中EPA和DHA的富集方法主要有尿素包合法[16-17]、有機(jī)溶劑萃取法[18]、超臨界CO2萃取法[19-20]、低溫結(jié)晶法[21]、脂肪酶濃縮法[22]、高效液相色譜法[23]以及蒸餾法[24]等。其中尿素包合法可從魚油中去除飽和及低不飽和脂肪酸從而使EPA和DHA含量升高,且操作簡(jiǎn)便、成本低,不在高溫下進(jìn)行,被廣泛應(yīng)用。分子蒸餾技術(shù)具備了常規(guī)方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn),受熱時(shí)間較短、分離程度較高,能極好地保證物料的天然品質(zhì)而廣泛應(yīng)用于天然油脂的深加工工藝中。但分子蒸餾很難去除分子量與目標(biāo)組分相同的雜質(zhì),故聯(lián)合上述兩種方法可達(dá)到更顯著的效果[25-27]。從魚粉加工壓榨液中富集多不飽和脂肪酸的研究鮮見報(bào)道。魚粉加工壓榨液經(jīng)離心分離或靜置分離所得毛魚油,經(jīng)過精制、富集,得到富含DHA、EPA的魚油,將具有廣闊應(yīng)用前景。本實(shí)驗(yàn)室前期已對(duì)魚粉加工壓榨液中蛋白源進(jìn)行了開發(fā)利用,在此基礎(chǔ)上對(duì)壓榨液中多不飽和脂肪酸進(jìn)行富集,將有助于魚粉加工副產(chǎn)物的全值利用。因此,本文以魚粉加工壓榨液為原料,在制備得到精制魚油的基礎(chǔ)上,分別通過尿素包合和分子蒸餾獲得高含量的DHA和EPA,然后聯(lián)用上述兩種方法,考察DHA和EPA的富集效果,以期為魚粉加工壓榨液的高值化利用提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

魚粉加工壓榨液 寧波裕天海洋生物科技有限公司;混合脂肪酸甲酯標(biāo)品 美國Supelco公司;無水乙醇、尿素、氫氧化鈉等 均為分析純,中國醫(yī)藥(集團(tuán))上?；瘜W(xué)試劑廠。

R-3旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 瑞士Buchi公司;5702R低溫離心機(jī) 德國Eppendorf公司;VKL70-4分子蒸餾儀 德中瑞達(dá)工藝設(shè)備(北京)有限公司;Trace1300 GC-MS儀 美國熱電公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 魚粉加工壓榨液中魚油的提取制備 參照李沖沖等[28]的方法,對(duì)魚粉加工壓榨液中的魚油進(jìn)行提取精制。魚粉加工壓榨液采用靜置分離的方法提取魚油,在密封儲(chǔ)藏罐內(nèi)靜置4 h后用蠕動(dòng)泵吸取上層魚油。稱取所需量的魚油于燒杯中,水浴加熱攪拌至70 ℃,按1%(v/v)的添加量緩緩加入濃度為60%磷酸溶液(v/v),混合均勻后于70 ℃水浴5 min,然后4500 r·min-1離心10 min得到脫膠魚油;將脫膠魚油水浴加熱攪拌至65 ℃,按3%(v/v)的添加量緩慢加入濃度為12%的NaOH溶液(m/v),攪拌均勻,在65 ℃下加熱15 min,然后以4500 r·min-1離心10 min得到脫酸魚油;將上述脫酸魚油置于60 ℃水浴中,緩慢加入15%活性炭(m/v),不斷攪拌20 min,真空抽濾,分離出油層即為脫色魚油;將脫色魚油放入圓底燒瓶中,利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀加熱85 ℃,在5 kPa真空度下蒸餾10 min,即得精煉魚油。精煉魚油得率(%)=精煉魚油(g)/毛魚油(g)

1.2.2 精煉魚油的乙酯化 取一定量上述精煉魚油置于圓底燒瓶中,按魚油/溶劑比2∶1 (v/v)將2 mol·L-1KOH-無水乙醇混合液分批加入到圓底燒瓶中,于75 ℃恒溫水浴;冷卻后置分液漏斗,靜置分層;然后緩慢加入2% NaCl溶液(m/v),至溶液呈中性;收集上層油相,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除油相中的乙醇和蒸餾水,得到乙酯化魚油。乙酯化魚油得率(%)=乙酯化魚油(g)/精煉魚油(g)

1.2.3 尿素包合工藝 稱取一定量尿素置于燒杯中,加入一定比例的溶劑(95%乙醇),65 ℃下使尿素溶解充分后,往尿素-乙醇飽和溶液中以一定比例緩緩加入乙酯化魚油,在65 ℃加熱至溶液變澄清,然后緩慢冷卻至室溫,密封后在低溫下包合結(jié)晶一段時(shí)間,然后4 ℃下離心(3200 r·min-1,5 min)分離,取液相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除溶劑,加少量無水硫酸鈉去水分,得到尿包魚油,并采用氣質(zhì)色譜測(cè)定其脂肪酸組成及EPA和DHA含量。

EPA或DHA得率(%)=尿包魚油中EPA或DHA的質(zhì)量(g)/原料魚油中EPA或DHA的質(zhì)量(g)×100

1.2.3.1 尿脂比的確定 稱取15 g乙酯化魚油,以75 mL的95%乙醇為溶劑,按不同比例加入尿素,使尿素魚油質(zhì)量比(m/m)分別為0.5∶1、1∶1、1.5∶1、2∶1、2.5∶1,在0 ℃靜置結(jié)晶12 h。

1.2.3.2 溶劑用量的確定 稱取15 g乙酯化魚油、15 g尿素,以95%乙醇為溶劑,使溶劑與魚油的比例(v/m)為3∶1、4∶1、5∶1、6∶1、7∶1,在0 ℃靜置結(jié)晶12 h。

1.2.3.3 結(jié)晶溫度的確定 稱取15 g乙酯化魚油、15 g尿素,以75 mL的95%乙醇為溶劑,分別在-10、-5、0、5、10 ℃的條件下包合12 h。

1.2.3.4 結(jié)晶時(shí)間的確定 稱取15 g乙酯化魚油、15 g尿素,以75 mL的95%乙醇為溶劑,在0 ℃條件下分別包合5、10、15、20、25 h。

1.2.3.5 包合次數(shù)的確定 稱取30 g乙酯化魚油、45 g尿素,在0 ℃條件下包合1、2、3次,每次包合溶劑用量與魚油用量比例為6∶1 (v/m),結(jié)晶時(shí)間為20 h。

1.2.4 分子蒸餾工藝優(yōu)化 將適量乙酯化魚油加入分子蒸餾儀的進(jìn)料器中,進(jìn)行預(yù)熱和抽真空,系統(tǒng)各設(shè)定值穩(wěn)定后,進(jìn)行分子蒸餾,使物料以一定流速進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng),蒸餾結(jié)束后記錄輕相和重相的重量,密封保存蒸餾產(chǎn)品以備分析。分別設(shè)定蒸餾溫度、刮膜器轉(zhuǎn)速、進(jìn)料速率、壓力、蒸餾級(jí)數(shù)等參數(shù),優(yōu)化分子蒸餾工藝。

重相即為分子蒸餾魚油,采用氣相色譜-質(zhì)譜法測(cè)定其脂肪酸組成及EPA和DHA含量。

重相回收率(%)=重相收集到魚油的質(zhì)量(g)/重相收集到的魚油理論質(zhì)量(g)×100

其中,理論質(zhì)量(g)=原料魚油中EPA和DHA的質(zhì)量(g)/重相魚油中EPA和DHA的含量。

1.2.4.1 蒸餾溫度的確定 設(shè)定預(yù)熱溫度60 ℃,進(jìn)料流速2 mL·min-1,刮膜器轉(zhuǎn)速250 r·min-1,壓力5 Pa,蒸餾溫度分別為90、100、110、120、130 ℃,進(jìn)行分子蒸餾,得到重相魚油。

1.2.4.2 刮膜器轉(zhuǎn)速的確定 設(shè)定預(yù)熱溫度60 ℃,進(jìn)料流速2 mL·min-1,蒸餾溫度110 ℃,壓力5 Pa,刮膜器轉(zhuǎn)速分別為200、250、300、350、400 r·min-1,進(jìn)行分子蒸餾,得到重相魚油。

1.2.4.3 進(jìn)料速率的確定 設(shè)定預(yù)熱溫度60 ℃,刮膜器轉(zhuǎn)速250 r·min-1,蒸餾溫度110 ℃,壓力5 Pa,進(jìn)料速率分別為1、2、3、4、5 mL·min-1,進(jìn)行分子蒸餾,得到重相魚油。

1.2.4.4 壓力的確定 設(shè)定預(yù)熱溫度60 ℃,刮膜器轉(zhuǎn)速250 r·min-1,蒸餾溫度110 ℃,進(jìn)料速率2 mL·min-1,壓力分別為2.5、5、15、25 Pa,進(jìn)行分子蒸餾,得到重相魚油。

1.2.4.5 蒸餾級(jí)數(shù)的確定 設(shè)定預(yù)熱溫度60 ℃,刮膜器轉(zhuǎn)速250 r·min-1,蒸餾溫度110 ℃,進(jìn)料速率2 mL·min-1,壓力5 Pa,試驗(yàn)中每次分離得到的重組分重新加入進(jìn)料器,進(jìn)行下一級(jí)分離操作。

1.2.5 尿素包合法和分子蒸餾法的聯(lián)用 稱取一定量的乙酯化魚油,先進(jìn)行一次尿素包合,得到液相中的尿包魚油,然后對(duì)尿包魚油進(jìn)行2級(jí)分子蒸餾,獲得重組分,通過GC-MS分析魚油中EPA和DHA含量。

1.2.6 魚油理化指標(biāo)檢測(cè) 魚油不皂化物、過氧化值、酸價(jià)、碘價(jià)、水分及揮發(fā)物等理化指標(biāo)的測(cè)定參考魚油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SC/T3502-2016[29]。

1.2.7 魚油中脂肪酸的檢測(cè) 樣品甲酯化參考GB 5009.168-2016[30]中酯交換法,酯化完成后,進(jìn)行GC-MS分析,通過標(biāo)準(zhǔn)品比對(duì)進(jìn)行定性,采用歸一化法對(duì)其定量。GC條件:色譜柱采用TG-5MS氣相毛細(xì)柱(30.0 m×0.25 mm×0.25 μm),載氣He,不分流進(jìn)樣,進(jìn)樣量為1 μL,進(jìn)樣口溫度250 ℃,采用升溫程序,70 ℃保持5 min,然后以每分鐘5 ℃升溫至280 ℃,保持5 min。MS條件:接口溫度250 ℃,離子源溫度210 ℃,質(zhì)量掃描范圍45～450 m/z,溶劑延遲5 min。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel進(jìn)行處理分析及作圖。其中,所有數(shù)據(jù)均取3次平行測(cè)量的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚粉加工壓榨液中魚油制備及乙酯化

精煉魚油得率為45.3%,脂肪酸分析表明,精煉后魚油多不飽和脂肪酸總含量為0.69 g·mL-1,DHA和EPA含量分別為0.229和0.121 g·mL-1。在進(jìn)行富集前,魚油需要進(jìn)行酯化處理,以降低其極性,精煉魚油經(jīng)乙酯化處理后得率為99.3%。以乙酯化魚油作為原料魚油進(jìn)行后繼實(shí)驗(yàn)。

2.2 尿素包合法富集魚油中EPA和DHA

由圖1A可知,隨著尿素用量的增大,液相中EPA和DHA的含量提高,二者得率則隨之降低。尿素用量過低,不能有效地包合,但其用量過高,會(huì)增加多不飽和脂肪酸與尿素的包合,反而不利于EPA和DHA的富集。實(shí)驗(yàn)中當(dāng)尿素與魚油比例大于1.5時(shí),雖然液相中EPA和DHA含量增加,但其得率會(huì)大幅下降,因此,尿脂比選擇1.5∶1為宜。由圖1B可以看出,隨著溶劑用量的增加,EPA和DHA的得率逐漸增加,溶劑在尿素包合過程中起到兩相間傳質(zhì)和提供反應(yīng)場(chǎng)所的作用,較高的溶劑用量會(huì)改善兩相間傳質(zhì)的效果,從而提高EPA和DHA的得率[31]。但隨著溶劑用量增加,液相中EPA和DHA的含量下降,因此綜合考慮,選取溶劑與魚油比6∶1。

圖1 尿素包合因素對(duì)液相中 EPA 和 DHA 含量及得率的影響Fig.1 Effects of urea inclusion factors on the content and yield of DHA and EPA in liquid phase 注:A:尿脂比;B:溶劑魚油比;C:結(jié)晶溫度;D:結(jié)晶時(shí)間;E:包合次數(shù)。

由圖1C可知,隨著結(jié)晶溫度的升高,液相中EPA和DHA含量逐漸降低,而其得率隨溫度的升高而增大。這是由于尿素包合物的形成是一個(gè)結(jié)晶放熱過程,低溫下更有利于包合物形成,尿素能與魚油中飽和脂肪酸形成穩(wěn)定包合物,而較高的溫度會(huì)使包合物不穩(wěn)定,較多的飽和脂肪酸游離到上清液中,從而使得EPA和DHA含量下降。但溫度越低,結(jié)晶生成速度越快、晶粒越小,形成的包含物表面積較大,會(huì)對(duì)EPA和DHA產(chǎn)生較強(qiáng)的包藏作用,使二者得率降低[32]。綜合考慮,結(jié)晶溫度選擇0 ℃較為合適。圖1D表明,結(jié)晶時(shí)間對(duì)包合效果影響較小,EPA和DHA的含量隨結(jié)晶時(shí)間的延長略微上升,而二者得率則隨結(jié)晶時(shí)間延長緩慢下降,綜合考慮結(jié)晶時(shí)間選擇15 h。由圖1E可知,隨著包合次數(shù)的增加，EPA和DHA的含量增大,2次包合后增大趨于平緩,而EPA和DHA的得率則隨著包合次數(shù)增加快速減小,同時(shí)包合次數(shù)增加使得試劑用量增加,因此包合次數(shù)1次為宜。

2.3 分子蒸餾法富集魚油中EPA和DHA

從圖2A中可以看出,重相產(chǎn)品中EPA+DHA總含量隨著蒸餾溫度的升高呈上升趨勢(shì),其中EPA含量的增長平穩(wěn),而DHA含量上升明顯。但隨著蒸餾溫度的增加,重相回收率快速降低。這可能是由于分子平均自由程隨著溫度的增加而增大,使得重相產(chǎn)品中EPA和DHA的含量逐漸提高,但隨著溫度升高,部分重組分會(huì)因溫度過高而分解成輕組分被蒸出,同時(shí)重組分黏度增大,黏附在蒸發(fā)器壁面上,加速其分解成輕組分,從而降低了重組分的得率[33]。重相回收率的降低不利于工業(yè)化生產(chǎn),因此選用110 ℃作為分子蒸餾的蒸餾溫度。刮膜器轉(zhuǎn)子將料液均勻涂布在蒸發(fā)器壁面上,從而達(dá)到較好的傳熱傳質(zhì)效果。從圖2B可以看出,隨著刮膜器轉(zhuǎn)速的增加,EPA+DHA總含量逐漸增加,當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到300 r/min后,雖然產(chǎn)品的EPA和DHA含量仍然是上升趨勢(shì),但回收率大幅下降,因此刮膜器轉(zhuǎn)速選用250 r/min。

圖2 分子蒸餾因素對(duì)重相中EPA和DHA含量及回收率的影響Fig.2 Effects of molecular distillation factors on the content of EPA and DHA and the recovery in heavy phase注:A:蒸餾溫度;B:刮膜器轉(zhuǎn)速;C:進(jìn)料速率;D:壓力。

進(jìn)料的速度將影響料液在蒸發(fā)器壁面的停留時(shí)間,流速小,則停留時(shí)間長,物料能充分地被加熱,但重組分在蒸餾壁面的長時(shí)間停留會(huì)使部分重組分被分解為輕組分而蒸出,導(dǎo)致重相回收率大幅降低;而流速過大,停留時(shí)間就短,物料未及時(shí)加熱到蒸餾溫度就已經(jīng)離開蒸發(fā)面,將導(dǎo)致產(chǎn)品含量低。由圖2C可知,EPA和DHA含量隨著進(jìn)料速率增加而下降,而重相回收率則隨進(jìn)料速率增加而上升,綜合考慮選3 mL/min作為分子蒸餾的進(jìn)料速率,此時(shí),EPA+DHA含量及重相回收率均較為合適。真空度是分子蒸餾的重要參數(shù),當(dāng)溫度一定時(shí),物質(zhì)的分子平均自由程隨壓力的降低而增加,從而使冷凝面的組分增加[33]。由圖2D可知,隨著壓力的升高,EPA+DHA含量下降,而重相回收率則大幅上升,這可能是由于壓力越小,真空度越高,輕組分越容易蒸出,使得EPA+DHA含量較高,但同時(shí)會(huì)使重組分在蒸餾壁面停留時(shí)間過長而使得其回收率大幅降低。因此,真空度不宜過高或過低,分子蒸餾的壓力選取5 Pa。

由表1可知,經(jīng)一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)分子蒸餾重組分中EPA乙酯含量變化幅度不大,而DHA乙酯含量不斷提高。經(jīng)過三級(jí)分子蒸餾可得EPA和DHA總含量為63.8%,但重相回收率僅為14.10%。研究表明[24,34],對(duì)于多級(jí)分子蒸餾,壓力越低并不代表蒸餾效果越好,應(yīng)根據(jù)分離要求確定經(jīng)濟(jì)合理的工藝參數(shù)及操作條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明二級(jí)分子蒸餾能取得較好的富集效果,且回收率較高。

表1 多級(jí)分子蒸餾對(duì)魚油脂肪酸乙酯組成的影響Table 1 Effect of multi-stage molecular distillation on the composition of fatty acid ethyl ester in fish oil

表2 富集方法對(duì)魚油理化指標(biāo)的影響Table 2 Effects of enrichment methods on physicochemical properties of fish oil

2.4 魚油的理化性質(zhì)分析

酯化魚油原料呈淺黃色,而富集后的產(chǎn)物顏色較深,呈淺棕紅色,其各項(xiàng)理化指標(biāo)值見表2。尿素包合魚油中水分及揮發(fā)物和不溶性雜質(zhì)沒有達(dá)到精制魚油一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(SC/T 3502-2016),說明在尿素包合過程中引入了雜質(zhì)且揮發(fā)物中含有溶劑。與酯化魚油相比,富集后魚油的碘值提高較大,說明富集后魚油不飽和程度高,即EPA和DHA含量較富集前大幅提升。分子蒸餾魚油的酸值和過氧化值等理化指標(biāo)較尿包魚油均有所下降,這可能是由于游離脂肪酸、水分及易揮發(fā)物質(zhì)和酸敗產(chǎn)生的一些小分子沸點(diǎn)低,蒸餾過程中進(jìn)入輕相中。分子蒸餾魚油的理化指標(biāo)均達(dá)到了精制魚油的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),而且分子蒸餾魚油在顏色、外觀和氣味等方面都得到了改善,所得魚油呈亮黃色,澄清透明無沉淀物,稍有魚油特有的腥味,無酸敗味。

2.5 魚油中主要脂肪酸分析

對(duì)魚油中主要脂肪酸進(jìn)行了分析,結(jié)果如表3所示,酯化魚油中單不飽和脂肪酸主要有C16∶1、C18∶1和C22∶1,總含量為20.58%,EPA和DHA總含量為22.68%。酯化魚油經(jīng)過尿素包合富集后,EPA和DHA總含量得到較大提高,含量達(dá)65.56%,而飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸主要富集到固相產(chǎn)物中,經(jīng)檢測(cè)固相中的EPA和DHA總含量僅為3.49%。

酯化魚油經(jīng)分子蒸餾富集后,C18以下的脂肪酸在重相中的含量下降,而C20以上的脂肪酸在重相中占主體,多不飽和脂肪酸的含量達(dá)到72.42%,其中EPA和DHA總含量達(dá)47.1%。而輕相中C20以上的脂肪酸含量比較低(21.04%)。這樣初步實(shí)現(xiàn)了將魚油分成以長碳鏈不飽和脂肪酸為主的重相和以C14、C16、C18脂肪酸為主的輕相,從而實(shí)現(xiàn)以EPA和DHA為主要成分的重相富集。

表3 富集方法對(duì)魚油主要脂肪酸的影響(%)Table 3 Effects of enrichment methods on composition of fatty acids in fish oil(%)

2.6 尿素包合和分子蒸餾結(jié)合工藝富集魚油中EPA和DHA

經(jīng)一次尿素包合和二級(jí)分子蒸餾得到的EPA和DHA含量分別為32.20%和55.30%,二者總含量從22.68%提高到87.50%,EPA+DHA得率為42.02%,且EPA/DHA為0.58。

3 討論

飽和及低不飽和脂肪酸可與尿素形成穩(wěn)定的包合物,并在低溫下結(jié)晶析出,DHA與EPA等多不飽和脂肪酸不易被尿素包合而留在液相中,尿素包合已被廣泛用于油脂中多不飽和脂肪酸的富集,由于其所需設(shè)備簡(jiǎn)單,試劑便宜,操作簡(jiǎn)便,能較好地保留富集物的功能活性,尿素包合已成為一種大規(guī)模的、有效的預(yù)分離方法。此外,考慮到試劑安全性和包合成本,實(shí)驗(yàn)采用乙醇作為尿素包合溶劑。實(shí)驗(yàn)表明,魚粉加工壓榨液精煉魚油經(jīng)尿素包合后,EPA和DHA總含量得到大大提升,達(dá)到65.56%,達(dá)到保健魚油含量要求,且酸值、碘值、過氧化值等均符合精制魚油一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(SC/T 3502-2016);經(jīng)過二級(jí)分子蒸餾后,EPA和DHA總含量(48.3%)低于尿素包合制備所得魚油,但經(jīng)三級(jí)分子蒸餾后得到的魚油中EPA和DHA總含量達(dá)到63.81%,與尿素包合魚油相當(dāng);尿素包合與二級(jí)分子蒸餾聯(lián)用后,可使EPA和DHA總含量提高至87.50%。EPA和DHA總含量達(dá)到28%的魚油稱為多烯魚油,具有降血脂和健腦等保健功能,中國藥典規(guī)定當(dāng)多烯魚油中EPA與DHA的總含量大于84%,且EPA/DHA為0.4～1時(shí)可做為降脂藥物[35]。高含量EPA和DHA的多烯酸乙酯藥品的臨床試驗(yàn)已顯示出明顯的療效。尿素包合和分子蒸餾聯(lián)用制得魚油中EPA和DHA含量分別為32.2%和55.3%,EPA/DHA約為0.58,達(dá)到多烯酸乙酯的要求,具有作為降脂藥物的應(yīng)用潛力,市場(chǎng)前景廣闊。富集后的魚油具有高度不飽和性,對(duì)外界環(huán)境(如氧、光、熱等)極為敏感,易發(fā)生氧化裂變,從而影響其功能性,因此,在制備富含ω-3多不飽和脂肪酸魚油的基礎(chǔ)上,后期應(yīng)系統(tǒng)開展魚油的穩(wěn)態(tài)化研究,制備穩(wěn)定性及加工適應(yīng)性良好的產(chǎn)品,優(yōu)化其工藝。

4 結(jié)論

以魚粉加工壓榨液為原料,采用尿素包合和分子蒸餾的方法富集其EPA和DHA,優(yōu)化的工藝參數(shù)為:以尿素/魚油1.5∶1 (m/m)、溶劑/魚油6∶1 (v/m)、0 ℃條件下結(jié)晶15 h,進(jìn)行尿素包合;包合后,以蒸餾溫度110 ℃、刮膜器轉(zhuǎn)速250 r·min-1、進(jìn)料速率3 mL·min-1、壓力5 Pa條件下進(jìn)行二級(jí)分子蒸餾;通過上述兩個(gè)處理過程,EPA和DHA含量由22.68%提高到87.50%,得率42.02%,且EPA/DHA約為0.58。本實(shí)驗(yàn)可有效地從魚粉加工壓榨液中制備高EPA和DHA含量的魚油,從而大大提高魚粉加工副產(chǎn)物的附加值。