金枪鱼油精炼过程中关键指标控制的研究

王 强，张利军，孙 乐，吴 涛，李晓龙

无锡中粮工程科技有限公司 (无锡 214035)

金枪鱼又称鲔鱼，有“鱼中之王”美誉，属于生活在海洋中上层水域的高度洄游性鱼类，分布于太平洋、大西洋、印度洋和亚热带及温热带的广阔水域[1]。根据季节和海平面的不同，金枪鱼的活动水深在50～400 m，洄游范围仅限于盐度高的外洋，很少接触到污染较严重的近海和沿海。因此，金枪鱼受到近海人类活动污染的程度非常低。金枪鱼的肉质柔嫩、鲜美，富含蛋白质、脂肪、维生素A、维生素D和微量元素，是不可多得的健康美食。

目前，日本、欧洲和美国是金枪鱼的主要消费市场[2]。日本主要是以生鲜、冷冻、干制和调味方式食用。欧洲和美国主要是以金枪鱼罐头消费为主，主要品种包括水浸黄鳍金枪鱼罐头、色拉金枪鱼罐头、油浸金枪鱼罐头等。法国、意大利等欧盟国家是全球最大的金枪鱼罐头消费市场。金枪鱼在我国一直以来被视为是高级食品，主要消费方式有生鱼片、寿司、罐头等。

金枪鱼油作为金枪鱼加工的副产品，是一类具有很高营养价值的天然保健品，其中富含的ω-3不饱和脂肪酸是人类必需脂肪酸，特别是二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)，具有很好的生理活性[3]。目前很多研究报道，EPA、DHA可提高记忆力，对心血管疾病有预防作用，降血压、血糖和血脂，对老年人的高血压、高血糖、高血脂有很好的调理作用。除此之外还具有防治肿瘤、促进大脑的发育、预防老年痴呆、增强身体免疫力等功效[4]。

在我国婴幼儿乳品配方富含DHA、EPA的脂肪酸主要来源于海藻油，而欧盟则添加金枪鱼油。据报道，动物来源的DHA、EPA更利于婴幼儿吸收，而金枪鱼油中DHA与EPA的比例是5∶1，DHA的含量高，EPA的含量低，更适合儿童和青少年使用。因此，在国产婴幼儿乳品中添加金枪鱼油是一种趋势。随着人们对金枪鱼油营养价值的关注，我国金枪鱼油需求呈上升趋势，而国内金枪鱼油精炼加工鲜有报道，结合近期金枪鱼油精炼工程实践，浅谈金枪鱼油精炼工艺及其关键指标的控制，供同行分享。

1 金枪鱼油精炼工艺流程

本工艺是以鱼粉车间的副产物金枪鱼毛油为原料经碱炼、脱色、冬化、脱臭等工段制备高品质的金枪鱼食用油。具体如下：金枪鱼毛油与液碱按照一定比例经多效混合器混合后，进入碱炼延时罐，经过离心脱皂，再加入一定比例的水后进行水洗离心除去油中残皂，得到碱炼鱼油。经碱炼后的鱼油加热后进入真空脱色罐与一定质量的白土混合，搅拌一段时间后，进入过滤机过滤，得到脱色油。脱色油经换热后进入冬化结晶罐降温冷却结晶，成后再通过板框压滤机，滤出固脂，得到清澈冬化油。冬化油经加热器升温后进入脱臭塔脱臭，最终得到低酸价、低腥味、高品质精炼鱼油。

图1 金枪鱼油加工工艺流程

2 金枪鱼油精炼关键指标控制

目前成品金枪鱼油国内未出台行业或国家标准，通常金枪鱼油生产企业内控指标有酸价、过氧化值、色泽、冷冻实验、碘值、气滋味、水分及挥发物含量、不皂化物含量等，其中酸价、过氧化值、色泽、冷冻实验、气滋味是决定金枪鱼油成品质量的关键指标，选择并确定最适的脱酸、脱色、脱脂(冬化)、脱臭等工艺及其参数是保证金枪鱼油质量达标的技术难题。

2.1 酸价

酸价是脂肪中游离脂肪酸含量的标志，是油脂质量的重要指标。在SC/T 3502—2016 标准中规定一级鱼油酸价不超过1 mgKOH/g，而本指标的控制主要依靠碱炼工段来实现。金枪鱼油毛鱼油酸价高(通常大于8 mgKOH/g)，油中含较多的多不饱和脂肪酸，传统的物理脱酸通常大于220 ℃，而金枪鱼脱臭温度一般低于170 ℃。因此，脱臭阶段对金枪鱼脱酸基本没有效果，因而选择化学适度碱炼。在碱炼工段，毛鱼油与一定量的碱(超碱量20%)，在60 ℃条左右件下经多效混合器混合后，经过碟片离心机分离出皂脚，再经热水(水温控制在90 ℃左右)水洗离心后，除去部分未分离的皂及胶质，得到碱炼油。此过程，需控制碱炼油酸价0.2 mgKOH/g以内，以防止脱色过程中返酸而引起酸价超标，从而造成再次碱炼，影响正常生产。

2.2 色泽

色泽深浅是衡量鱼油感官的重要指标，在SC/T 3502—2016中对精制鱼油颜色要求为浅黄色或橙红色，未约束数值指标，但在金枪鱼油企业外销指标要求成品色泽加德纳色度不大于6，该颜色接近大豆一级油。金枪鱼毛油颜色呈棕黑色，颜色深，且含有较多的血红素，脱色难度较大，这也是制约金枪鱼油精炼最大的瓶颈。在金枪鱼油精炼过程中色泽指标的控制主要依靠脱色工段，同时在实践中发现碱炼工段和脱臭工段对色素的去除也发挥着积极的作用。

常规鱼油的脱色常采用吸附法，吸附剂在除去色素的同时也可吸附油脂中存在的一些皂粒、胶质、微量金属等杂质，不仅改善油脂的外观，还可提高油脂稳定性，增长货架期[5]。吸附脱色中较常用的吸附剂是活性白土、凹凸棒土以及活性炭等。实践表明金枪鱼油脱色吸附剂中酸性白土吸附色素较强，而活性炭对金枪鱼油血红素吸附较弱，成本也较高，因此，选择活酸性白土作为吸附剂，同时还要求白土对红色素吸附较强。

经过脱色工段后，鱼油的颜色也得到了较大的改善，由黑褐色变为青黄色，这说明酸性白土有效地吸附了鱼油中的色素类物质。同时白土还可以吸附了一部分的臭味物质，但是活性土吸油量比较高。当添加量比较大时，鱼油返酸也较大(通常情况下一次脱色会提升酸价约0.2 mgKOH/g)。因此，在实际加工中选择合适的添加量及脱色次数极其重要。综合鱼油的回收率和脱色效果，活性白土的用量(质量分数)选择5%，脱色2次，加德纳色度控制在7～8。同时在实践中还发现脱臭对金枪鱼油颜色降低有着较好的促进作用，可能原因是高温及高真空的条件下，血红色素发生的降解，从而使鱼油颜色变浅。经脱臭后，最终金枪鱼油产品颜色可以达到加德纳色度5～6，满足产品色泽的要求。

2.3 冷冻实验

金枪鱼毛油在常温或者低温下会有部分固态脂析出呈现浑浊现象，从而影响产品品质，为了提高金枪鱼油品质及使用范围，金枪鱼油精炼过程需要对鱼油进行冬化处理，使其满足“冷冻试验”指标(0 ℃，3 h不结晶)需要。冬化工艺中，根据金枪鱼油的冷却曲线，设置降温曲线，全程自动控制温度，待晶体养成后进入压滤机中分离出固脂，得到冬化后液态鱼油。金枪鱼油固体脂肪含量多，而且不同来源的金枪鱼油凝固点及降温曲线不一样，为了提高液体油得率，通常每一个批次油需要进行凝固点测定，根据凝固点的温度，设置降温曲线。为保证0 ℃，3 h不结晶，最后一级降温需要满足油温0 ℃维持4 h后再压滤，否则冷冻实验指标不达标。

在冬化过程中，温度不断降低，产生了相变，固相中饱和脂肪(酸)含量占优，液相中不饱和脂肪(酸)含量上升。通过对冬化前后碘值对比发现，冬华过滤后的清油碘值较冬华化前明显提升，这与张红燕[6]研究的结论一致，同时颜色略有加深，酸价、过氧化值基本不变。

2.4 过氧化值

过氧化值表示油脂和脂肪酸等被氧化程度的一种指标，通常精炼后鱼油过氧化值控制在2.5 mmol/kg内。该指标的控制采用氮气保护和脱臭工段来实现。氮气保护主要起着减少鱼油氧化的作用，而脱臭主要除去过氧化物从而确保产品合格。

金枪鱼油含有多不饱和脂肪酸，其中DHA和EPA含量超过25%，精炼过程中极其容易氧化，因此在加工过程中尽量避免鱼油与氧气直接接触。实际生产中除真空部分外，其余部分均采用氮气保护，同时管路配备氮气吹扫，氮气纯度99.99%。在精炼最后一道工序采用低温脱臭工艺(脱臭真空度在800 Pa，温度160 ℃)，除去油脂氧化酸败产生的许多醛类、酮类、低级酸类、过氧化物等臭味物质，经脱臭的成品油进入成品油罐，成品油罐采用自动冲氮工艺，确保产品在灌装前过氧化值合格。

2.5 气滋味

气滋味是鱼油感官评价的重要指标，金枪鱼油在储存和使用过程中极易被氧化产生具有挥发性的低级羰基化合物和胺类化合物，这些化合物具有刺鼻味、酸臭味、鱼腥味、青草味、金属味或油漆味等异味[6]。通常情况精炼鱼油气滋味指标要求略带鱼腥味，气滋味越低应用领域越广，而气滋味的控制主要依靠脱臭工段以及脱色工段中白土吸附。

脱色工段中大量使用活性白土作为吸附剂，鱼油的气滋味部分在此过程去除。鱼油中气滋味进一步去除依靠脱臭工段，在此过程中去除在加工过程中原料蛋白等的分解产物和除去油脂氧化酸败产生的许多醛类、酮类、低级酸类、过氧化物等臭味物质[7]。该过程主要控制好脱臭温度、真空度以及时间。崔晨茜等[8]研究表明金枪鱼油在160 ℃及以上高温长时间加热，会逐步破坏甘油三酯的稳定性，导致不饱和脂肪酸含量急剧降低。张红燕等[9]研究中表明150 ℃脱臭金枪鱼油的主要挥发性风味物质是辛醛、壬醛、(E)-2-辛烯醛，其含量有所减少，使得鱼油的腥臭味减弱。综合考虑，脱臭工段温度在160 ℃，脱臭时间3 h，真空度800 Pa左右。通过实践发现，本脱臭条件下所得鱼油味道淡，同时色泽、过氧化值降低的明显。

3 应用效果

本工艺实践于年产500 t的金枪鱼油精炼生产线上，通过本工艺对金枪鱼油精炼过程中各个指标控制，最终所得精炼金枪鱼油主要指标如表1。由表可见，精炼后的鱼油各个指标符合SC/T 3502—2016标准。其中颜色加德纳色度为5，色泽较浅，同时二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)的总含量较毛油提升约10.5%，提高了鱼油品质。

表1 鱼油及成品指标

4 结束语

目前人们对金枪鱼油的功能性研究越来越多，对金枪鱼油的需求也越来越大，金枪鱼油提取和精炼工艺的研究也备受人们关注。本文科学选择了金枪鱼油精炼四脱(脱酸、脱色、脱脂、脱臭)工艺及其工艺参数，实现了金枪鱼油色泽、酸价等关键指标的控制，生产出优质金枪鱼油，这对推动我国金枪鱼类加工业副产品的综合利用，具有较好的推广意义。同时在人们越来越关注食品安全的今天，生产出优质安全的鱼油不仅能带来经济效益，更重要的是社会效益。