秋刀鱼鱼油的提取与胶囊化研究

(琼州学院 食品学院，海南 三亚572022)

0 引言

秋刀鱼是一种重要的经济鱼类，在日本、俄罗斯、韩国和中国台湾省受到了广泛的欢迎，2012年我国台湾省秋刀鱼捕获量已超过16 万吨，居全球第二.我国大陆从2003年开始在北太平洋公海进行秋刀鱼捕捞［1］.秋刀鱼体内含丰富的蛋白质和脂肪等，DHA、EPA 等的含量也较高［2］.促进我国秋刀鱼产业发展的策略之一是秋刀鱼产品深加工的研究，开发出一批适合我国人民口味的秋刀鱼产品 以推动市场需求［3］.

EPA、DHA 具有抑制血小板凝聚、抗血栓、舒张血管、调整血脂、增高高密度脂蛋白、降低低密度脂蛋白等治疗和防治心脑血管病的功能［4］.将鱼油微胶囊化，可提高EPA 和DHA 在加工过程和贮存期的氧化稳定性，保持EPA 和DHA 的生理活性;同时掩盖鱼油的腥味，提高其可接受性［5］.本研究用超临界CO2萃取法提取秋刀鱼油，用喷雾定型固化法［6］制得固体鱼油微粒，EPA 和DHA 的包埋率较高.

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

市售秋刀鱼、海藻酸钠、明胶、无水乙醇、氯化钙、石油醚、佳蓓牌鱼油软胶囊等.

1.2 仪器设备

SFT－100 超临界萃取仪;TU－1901 双光束紫外可见分光光度计;DHG－9030A 电热恒温鼓风干燥箱;电子分析天平等.

1.3 实验工艺流程

1.3.1 鱼油提取

秋刀鱼→预处理→粉碎→超临界萃取→鱼油.

1.3.2 微粒制备

浸泡壁材→调配壁材→鱼油与壁材混合搅拌均质→喷雾定型固化→过滤→漂洗→沥水→烘干→鱼油微粒.

2 结果与分析

2.1 超临界萃取条件的选择

2.1.1 萃取时间对提取率的影响

在萃取温度37℃，萃取压力20MPa，CO2流量15 ml·min－1条件下，萃取时间分别为1.5h、2h、2.5h、3h，鱼油提取率如图1所示.

由图1可知，随着萃取时间的增加，超临界CO2与秋刀鱼的接触时间长，传质逐渐达到良好的状态，鱼油提取率明显增加.在2.5h 时萃取率达到最大值，而随着时间延长可能导致某些成分分解而造成提取率降低.

2.1.2 萃取压力对提取率的影响

在萃取温度37 ℃，萃取时间2.5 h，CO2流量15 ml·min－1条件下，萃取压力分别为20、25、30、35 MPa，鱼油提取率如图2所示.

图1 萃取时间对提取率的影响

图2 萃取压力对提取率的影响

由图2可知，增加压力，超临界CO2溶解能力增大，提取率增大，在压力为25MPa 时，提取率最高，但随着萃取压力继续升高，传质速率降低，导致提取率降低.

2.1.3 萃取温度对提取率的影响

在萃取时间2.5h，萃取压力25MPa，CO2流量15 ml·min－1条件下，萃取温度分别为37、42、47、52℃，鱼油提取率如图3所示.

图3 萃取温度对提取率的影响

由图3可知，萃取温度低于47℃时，提取率随着温度增加而提高，说明二氧化碳扩散系数增加、溶解能力增大占主要地位，提取率增加;当温度由47℃升高到52℃时，密度下降、溶解能力降低占主导地位.

2.1.4 正交实验确定最佳萃取条件

在单因素实验的基础上，按表1进行正交实验.

表1 因素水平表

实验结果见表2.

表2 正交实验结果表

从表2中直接看出实验6 号A3B2C1的提取率是最高的，而通过极差数据分析，计算出的最佳工艺条件为A2B3C1.以A2B3C1为超临界萃取条件进行实验，得到的提取率为1.43%，可见，超临界CO2萃取秋刀鱼油的最佳工艺条件是A2B3C1，即:萃取温度45℃、萃取压力27MPa、萃取时间2.5h.

2.2 鱼油主要活性成分测定

2.2.1 确定谱峰

将已知组成与含量的鱼油样品用不同比例无水乙醇溶解、稀释，进行紫外光谱扫描，获得如图4－a、4－b所示的扫描曲线.

图4 样品鱼油扫描曲线

可见，在210nm 左右有最强吸收峰，在280nm 左右有次强吸收峰，在301nm 和316nm 处有明显的吸收峰.

根据样品鱼油主要活性成分含量，结合紫外光谱的尼尔森规则，可以判定:280nm 左右为酯基或羧基的n－π* 跃迁特征吸收峰，210nm 左右为酯基或羧基的n－σ* 跃迁特征吸收峰，而301nm 和316nm 分别为EPA 和DHA 的特征吸收峰.

2.2.2 制作标准曲线

将3g 样品鱼油溶解、稀释、定容至250mL 作为贮备液.在贮备液中分别量取5mL、10mL、15mL、20mL、25mL、30mL、35mL、40mL、45mL 用无水乙醇稀释至50mL，分别在316nm、301nm 处测定吸光度，绘制标准曲线，获得关联式:

2.2.3 秋刀鱼鱼油主要活性成分测定

将用超临界CO2萃取法在最佳条件下萃取获得的0.2919g 秋刀鱼鱼油，用无水乙醇稀释到50mL 作为贮备液.分别量取5mL、10mL、20mL 稀释定容至50mL，分别测定在316nm、301nm 处的吸光度，用回归方程计算其浓度及总含量，取平均值，计算出鱼油中的EPA、DHA 质量为:EPA:127mg;DHA:88mg;由此可得出超临界二氧化碳萃取法获得的秋刀鱼鱼油中EPA 占43.5%，DHA 占30.1%.

2.3 固体鱼油微粒的制备

将明胶和海藻酸钠配制成较浓胶体溶液作为壁材，在壁材中明胶与海藻酸钠质量比分别为3∶2、1∶1、2∶3，而相应的样品鱼油与壁材质量比分别为1∶5、1∶3 条件下，经调配均质，喷雾定型，漂洗，过滤，干燥，制得浅黄色的微粒状固体鱼油.

将制备好的固体鱼油微粒各取少量，测定含油率，结果表明:在壁材中明胶与海藻酸钠质量比为2∶3，鱼油与壁材质量比为1∶3 时，微粒中鱼油含量最高，标志性成分DHA+EPA 的含量可达42mg/g.

3 结论

(1)超临界CO2萃取法萃取秋刀鱼鱼油的最佳工艺条件为:萃取温度45 ℃、萃取时间2.5 h、萃取压力27 MPa.此条件下鱼油得率1.43%，所得鱼油中EPA 占43.5%，DHA 占30.1%.

(2)以明胶和海藻酸钠配制成较浓胶体溶液后混合作为壁材，以鱼油为芯材，用喷雾定型固化法可以制备固体鱼油微粒.所得到的固体鱼油微粒为浅黄色的微粒状物质，微粒中DHA+EPA 的含量可达42mg/g.

［1］叶彬清，陶宁萍，王锡昌，等.秋刀鱼营养成分分析、贮藏加工及副产物综合利用研究进展［J］.食品工业科技，2013，34(22):367－370，374.

［2］孙满昌，叶旭昌，张健，等.西北太平洋秋刀鱼渔业探析［J］.海洋渔业，2003 (3):112－115.

［3］周爱忠，张勋，张禹，等.我国开发西北太平洋公海秋刀鱼资源的SWOT 分析与策略［J］.现代渔业信息，2010，25(3);8－11.

［4］蒋立勤，赵丰华，沈晨，等.水产加工副产品提取鱼油制作微胶囊的技术研究［J］.食品工业，2011(3):43－44.

［5］丁月，陶宁萍.鱼油提取及微胶囊化技术研究进展［J］.食品安全质量检测学报，2010，27(4):175－176.

［6］李庐峰.微粒化固体鱼油加工新工艺—喷雾定型固化法［J］.福建水产，2010，12(4):92－94.