超临界CO2萃取牡蛎中多不饱和脂肪酸的工艺研究

刘程惠，张 聪，胡文忠，*，姜爱丽，田密霞

（1.大连民族学院生命科学学院，辽宁大连116600；2.生物技术与资源利用国家民委-教育部重点实验室，辽宁大连116600）

超临界CO2萃取牡蛎中多不饱和脂肪酸的工艺研究

刘程惠1，2，张 聪1，胡文忠1，2，*，姜爱丽1，2，田密霞1，2

（1.大连民族学院生命科学学院，辽宁大连116600；2.生物技术与资源利用国家民委-教育部重点实验室，辽宁大连116600）

以牡蛎干粉的提油率及牡蛎粉中三种重要的多不饱和脂肪酸（EPA、DHA及GLA）的提取量（mg/g牡蛎粉）为评价指标，分别研究夹带剂的选择和用量百分比、萃取压力、萃取温度及萃取时间对超临界CO2流体萃取牡蛎粉中DHA、EPA和GLA提取量的影响。结果表明，超临界CO2流体萃取牡蛎粉中多不饱和脂肪酸最佳条件为：夹带剂为无水乙醇，夹带剂用量百分比为25%，萃取压力20MPa，萃取温度35℃，萃取时间120min，收集压力30MPa，收集温度50℃。在此条件下，牡蛎干粉的提油率为8.14%，三种多不饱和脂肪酸的提取量达到22.26mg/g。

牡蛎，超临界CO2流体萃取，多不饱和脂肪酸

Abstract：Influence of cosolvent，the employing quantity of cosolvent，extraction pressure，extraction temperature and extraction time was studied.The extraction oil rate of freeze-dried oyster powder and the extraction amount of three polyunsaturated fatty acids were as the indicator in the research.The best extraction conditions was：the cosolvent free-water C2H5OH，and the employing quantity was 25%of the overall used raw material，extraction pressure 20MPa，extraction temperature 35℃，extraction time 120min，collection pressure 30MPa and collection temperature 50℃.Under these conditions，oyster oil extraction rate was 8.14%，the extraction amount of three PUFAs in oyster powder reached 22.26mg/g.

Key words：oyster；supercritical fluid CO2extraction；polyunsaturated fatty acids

牡蛎俗称海蛎子、蚝等，是世界上第一大养殖贝类，也是我国四大养殖贝类之一。牡蛎肉鲜味美，营养丰富，因其含有特殊氨基酸和多种微量元素，能促进儿童的智力发育，故又有“益智海鲜”的美称［1］。牡蛎还富含多种多不饱和脂肪酸，牡蛎中的脂肪含量约为7%～11%，多为具有生理活性的复合磷脂、磷酸肌醇、二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic acid，EPA）、二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic acid，DHA）和γ-亚麻酸（γ-Linoleic acid，GLA）等多不饱和脂肪酸［2-3］，它们都是人体难以合成、需由食物提供的必需脂肪酸［4］。它们与人体的生理功能密切相关，可维持大脑、视网膜等的正常功能和生长发育，具有抑制血小板凝聚、抗血栓、调血脂、提高免疫力、健脑益智等功效，对抑制炎症和部分癌症、糖尿病的发生也有较好的功效［5-6］，是开发保健食品的理想原料。大连位于辽东半岛，牡蛎资源丰富，如果能将牡蛎中提取的多不饱和脂肪酸广泛应用于保健食品的生产，必将促进大连海洋资源的开发，具有较大的开发价值和广阔的市场前景。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

牡蛎 产于大连湾；脂肪酸甲酯混合标准品（批号：LB66299）suploco；DHA 甲酯标准品（批号：126K5201）、EPA 甲酯标准品（批号：056K1194）、GLA甲酯标准品（批号：067K1875） sigma；其余试剂 均为分析纯。

台式真空冷冻干燥机 LABCONCO；FW100型高速万能粉碎机 天津市泰斯特仪器有限公司；7071型超临界 CO2流体萃取仪 Sep-ed SPE，Applied Separation；GC2010型气相色谱仪 日本岛津公司。

1.2 实验方法

1.2.1 萃取工艺流程 牡蛎→匀浆→冷冻干燥→牡蛎粉→称重→装釜→密封→升温升压到预设萃取条件→超临界状态下萃取一定时间→调节收集压力由分离釜得到所需产品→检测

1.2.2 牡蛎脂肪酸的超临界CO2萃取 为了考察超临界CO2萃取过程中各因素对牡蛎脂肪酸提取的影响，以牡蛎干粉的提油率及牡蛎粉中三种重要的多不饱和脂肪酸（EPA、DHA及GLA）的提取量（mg/g牡蛎粉）为评价指标。在萃取压力为20MPa、萃取温度35℃、萃取时间90min，收集压力30MPa，收集温度为50℃，夹带剂为无水乙醇，夹带剂用量百分比（夹带剂体积mL/牡蛎粉质量g×100%）为25%的实验条件下，分别考察各因素的影响：

夹带剂选择：不加夹带剂、无水乙醇、乙酸乙酯、丙酮；夹带剂用量百分比：5%、15%、25%、35%、45%；萃取压力：15、20、25、30、35MPa；萃取温度：25、30、35、40、45、50℃；萃 取 时 间：30、60、90、120、180min。

提油率=提取出油的质量/样品质量×100%

1.2.3 检测方法 GB/T5009.6-2003索氏提取法测定粗脂含量。

采用直接酯化法对提取的脂肪酸进行甲酯化［7］。气相色谱外标法测定样品中DHA、EPA和GLA的含量［8］。通过对比混合标准品的气相色谱图，确定样品中脂肪酸的种类，通过面积归一化法确定各种脂肪酸的相对百分含量。

2 结果与分析

2.1 夹带剂的选择对超临界CO2流体萃取牡蛎多不饱和脂肪酸的影响

夹带剂是在超临界流体中加入的一种少量的、可以与之混溶的、挥发性介于被分离物质与超临界组分之间的纯物质。它分为非极性夹带剂（如正己烷等）和极性夹带剂（如无水乙醇、乙酸乙酯、丙酮等）两类。

夹带剂可大大增加被分离组分在超临界CO2流体中的溶解度，从而提高牡蛎油的提取率，降低高能耗。

由图1可知，无水乙醇与乙酸乙酯作为夹带剂，牡蛎油的提取率较其它夹带剂高，丙酮作为夹带剂的效果较差。乙酸乙酯提取得到的牡蛎油中三种多不饱和脂肪酸提取量较无水乙醇的低，因此，无水乙醇的作用效果最佳，且其无毒、无害，提取后的剩粉中蛋白质含量很高，可做高蛋白食品加工的原材料。

2.2 夹带剂比例对超临界CO2流体萃取牡蛎多不饱和脂肪酸的影响

添加适当的夹带剂，通常能使CO2的萃取能力增强，并可使体系操作压力得以降低，这不仅对降低能耗有很大意义，而且可以使设备的设计压力降低，大大节省设备投资［4］。由图2可知，随着夹带剂用量百分比的增加，牡蛎粉的提油率逐渐增加，在25%～35%时提油率显著上升，之后增加缓慢；而随着夹带剂用量百分比的增加，三种多不饱和脂肪酸的提取量则是先增加后降低，在25%时提取量最高；当夹带剂比例超过25%时，增加夹带剂量，不仅多耗费溶剂，还会使三种多不饱和脂肪酸的提取量降低，综合考虑，较适宜的夹带剂比例为25%。

图1 夹带剂选择对超临界CO2流体萃取牡蛎干粉提油率及其多不饱和脂肪酸提取量的影响

图2 夹带剂比例对超临界CO2流体萃取牡蛎干粉提油率及其多不饱和脂肪酸提取量的影响

2.3 萃取压力对超临界CO2流体萃取牡蛎多不饱和脂肪酸的影响

由图3可知，萃取压力在15～30MPa，随着萃取压力的增加，牡蛎粉的提油率逐渐增加，压力超过30MPa后，提油率降低；随着萃取压力的增加，三种多不饱和脂肪酸的提取量先增加后降低，考虑到萃取压力增加，能耗加大，从经济角度和提取效果双方面考虑，所以萃取压力在20MPa为宜。

图3 萃取压力对超临界CO2流体萃取牡蛎干粉提油率及其多不饱和脂肪酸提取量的影响

2.4 萃取温度对超临界CO2流体萃取牡蛎多不饱和脂肪酸的影响

由图4可知，萃取温度在25～35℃时，随着温度的升高，牡蛎干粉的提油率和三种多不饱和脂肪酸的提取量也逐渐增加；35～40℃时，随着温度的升高，两者都开始下降；40～50℃，随着温度的升高，牡蛎干粉的脂肪酸提取量下降显著而提油率趋于平缓。所以，35℃是比较适宜的萃取温度。

2.5 萃取时间对超临界CO2流体萃取牡蛎多不饱和脂肪酸的影响

表1 牡蛎各脂肪酸的相对百分含量

图4 萃取温度对超临界CO2流体萃取牡蛎干粉提油率及其多不饱和脂肪酸提取量的影响

由图5可知，萃取时间在30～120min时，萃取时间越长，提油率及三种多不饱和脂肪酸的提取量越高；在120～150min时，提油率和提取量都急速下降；萃取时间超过150min之后，提油率和三种不饱和脂肪酸提取量开始缓慢下降。在萃取时间为120min时，牡蛎油的提取率及多不饱和脂肪酸的提取量达到最大分别为8.14%和22.26mg/g。

图5 萃取时间对超临界CO2流体萃取牡蛎干粉提油率及其多不饱和脂肪酸提取量的影响

2.6 牡蛎油脂肪酸组成分析

将牡蛎油直接甲酯化，牡蛎脂肪酸色谱图（如图6）共检测出32个峰，可以确定的脂肪酸种类为19种，面积归一化法测定其相对百分质量含量，如表1所示。外标法测定DHA的标准曲线方程为Y=4.514407e-006X，R2=0.9998；EPA的标准曲线方程为Y=4.757562e-006X，R2=0.9995；GLA 的标准曲线方程为Y=2.734966e-006X，R2=0.9984。外标法测定牡蛎中 EPA含量为15.59mg/g，DHA含量为6.54mg/g，GLA含量为0.13mg/g（牡蛎粉）。可见，牡蛎中不饱和脂肪酸含量十分丰富，可以作为不饱和脂肪酸保健品的开发原料。

图6 牡蛎脂肪酸的气相色谱图

3 结论

超临界CO2流体萃取牡蛎粉中多不饱和脂肪酸最佳条件为：夹带剂为无水乙醇，夹带剂用量百分比为25%，萃取压力20MPa，萃取温度35℃，萃取时间120min，收集压力30MPa，收集温度50℃。在此条件下，牡蛎干粉的提油率为8.14%，三种多不饱和脂肪酸的提取量达到22.26mg/g。

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Study on extraction of polyunsaturated fatty acids from oyster by supercritical fluid CO2

LIU Cheng-hui1，2，ZHANG Cong1，HU Wen-zhong1，2，*，JIANG Ai-li1，2，TIAN Mi-xia1，2
（1.College of Life Science，Dalian Nationalities University，Dalian 116600，China；2.Key Laboratory of Biotechnology and Bio-resources Utilization-The State Ethnic Affairs Commission Ministry of Education，Dalian 116600，China）

TS254.1

B

1002-0306（2010）10-0316-04

2009-09-02 *通讯联系人

刘程惠（1979-），女，工程师，研究方向：食品科学。