秋刀魚魚油的提取與膠囊化研究

(瓊州學院 食品學院，海南 三亞572022)

0 引言

秋刀魚是一種重要的經濟魚類，在日本、俄羅斯、韓國和中國臺灣省受到了廣泛的歡迎，2012年我國臺灣省秋刀魚捕獲量已超過16 萬噸，居全球第二.我國大陸從2003年開始在北太平洋公海進行秋刀魚捕撈［1］.秋刀魚體內含豐富的蛋白質和脂肪等，DHA、EPA 等的含量也較高［2］.促進我國秋刀魚產業發展的策略之一是秋刀魚產品深加工的研究，開發出一批適合我國人民口味的秋刀魚產品 以推動市場需求［3］.

EPA、DHA 具有抑制血小板凝聚、抗血栓、舒張血管、調整血脂、增高高密度脂蛋白、降低低密度脂蛋白等治療和防治心腦血管病的功能［4］.將魚油微膠囊化，可提高EPA 和DHA 在加工過程和貯存期的氧化穩定性，保持EPA 和DHA 的生理活性;同時掩蓋魚油的腥味，提高其可接受性［5］.本研究用超臨界CO2萃取法提取秋刀魚油，用噴霧定型固化法［6］制得固體魚油微粒，EPA 和DHA 的包埋率較高.

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

市售秋刀魚、海藻酸鈉、明膠、無水乙醇、氯化鈣、石油醚、佳蓓牌魚油軟膠囊等.

1.2 儀器設備

SFT－100 超臨界萃取儀;TU－1901 雙光束紫外可見分光光度計;DHG－9030A 電熱恒溫鼓風干燥箱;電子分析天平等.

1.3 實驗工藝流程

1.3.1 魚油提取

秋刀魚→預處理→粉碎→超臨界萃取→魚油.

1.3.2 微粒制備

浸泡壁材→調配壁材→魚油與壁材混合攪拌均質→噴霧定型固化→過濾→漂洗→瀝水→烘干→魚油微粒.

2 結果與分析

2.1 超臨界萃取條件的選擇

2.1.1 萃取時間對提取率的影響

在萃取溫度37℃，萃取壓力20MPa，CO2流量15 ml·min－1條件下，萃取時間分別為1.5h、2h、2.5h、3h，魚油提取率如圖1所示.

由圖1可知，隨著萃取時間的增加，超臨界CO2與秋刀魚的接觸時間長，傳質逐漸達到良好的狀態，魚油提取率明顯增加.在2.5h 時萃取率達到最大值，而隨著時間延長可能導致某些成分分解而造成提取率降低.

2.1.2 萃取壓力對提取率的影響

在萃取溫度37 ℃，萃取時間2.5 h，CO2流量15 ml·min－1條件下，萃取壓力分別為20、25、30、35 MPa，魚油提取率如圖2所示.

圖1 萃取時間對提取率的影響

圖2 萃取壓力對提取率的影響

由圖2可知，增加壓力，超臨界CO2溶解能力增大，提取率增大，在壓力為25MPa 時，提取率最高，但隨著萃取壓力繼續升高，傳質速率降低，導致提取率降低.

2.1.3 萃取溫度對提取率的影響

在萃取時間2.5h，萃取壓力25MPa，CO2流量15 ml·min－1條件下，萃取溫度分別為37、42、47、52℃，魚油提取率如圖3所示.

圖3 萃取溫度對提取率的影響

由圖3可知，萃取溫度低于47℃時，提取率隨著溫度增加而提高，說明二氧化碳擴散系數增加、溶解能力增大占主要地位，提取率增加;當溫度由47℃升高到52℃時，密度下降、溶解能力降低占主導地位.

2.1.4 正交實驗確定最佳萃取條件

在單因素實驗的基礎上，按表1進行正交實驗.

表1 因素水平表

實驗結果見表2.

表2 正交實驗結果表

從表2中直接看出實驗6 號A3B2C1的提取率是最高的，而通過極差數據分析，計算出的最佳工藝條件為A2B3C1.以A2B3C1為超臨界萃取條件進行實驗，得到的提取率為1.43%，可見，超臨界CO2萃取秋刀魚油的最佳工藝條件是A2B3C1，即:萃取溫度45℃、萃取壓力27MPa、萃取時間2.5h.

2.2 魚油主要活性成分測定

2.2.1 確定譜峰

將已知組成與含量的魚油樣品用不同比例無水乙醇溶解、稀釋，進行紫外光譜掃描，獲得如圖4－a、4－b所示的掃描曲線.

圖4 樣品魚油掃描曲線

可見，在210nm 左右有最強吸收峰，在280nm 左右有次強吸收峰，在301nm 和316nm 處有明顯的吸收峰.

根據樣品魚油主要活性成分含量，結合紫外光譜的尼爾森規則，可以判定:280nm 左右為酯基或羧基的n－π* 躍遷特征吸收峰，210nm 左右為酯基或羧基的n－σ* 躍遷特征吸收峰，而301nm 和316nm 分別為EPA 和DHA 的特征吸收峰.

2.2.2 制作標準曲線

將3g 樣品魚油溶解、稀釋、定容至250mL 作為貯備液.在貯備液中分別量取5mL、10mL、15mL、20mL、25mL、30mL、35mL、40mL、45mL 用無水乙醇稀釋至50mL，分別在316nm、301nm 處測定吸光度，繪制標準曲線，獲得關聯式:

2.2.3 秋刀魚魚油主要活性成分測定

將用超臨界CO2萃取法在最佳條件下萃取獲得的0.2919g 秋刀魚魚油，用無水乙醇稀釋到50mL 作為貯備液.分別量取5mL、10mL、20mL 稀釋定容至50mL，分別測定在316nm、301nm 處的吸光度，用回歸方程計算其濃度及總含量，取平均值，計算出魚油中的EPA、DHA 質量為:EPA:127mg;DHA:88mg;由此可得出超臨界二氧化碳萃取法獲得的秋刀魚魚油中EPA 占43.5%，DHA 占30.1%.

2.3 固體魚油微粒的制備

將明膠和海藻酸鈉配制成較濃膠體溶液作為壁材，在壁材中明膠與海藻酸鈉質量比分別為3∶2、1∶1、2∶3，而相應的樣品魚油與壁材質量比分別為1∶5、1∶3 條件下，經調配均質，噴霧定型，漂洗，過濾，干燥，制得淺黃色的微粒狀固體魚油.

將制備好的固體魚油微粒各取少量，測定含油率，結果表明:在壁材中明膠與海藻酸鈉質量比為2∶3，魚油與壁材質量比為1∶3 時，微粒中魚油含量最高，標志性成分DHA+EPA 的含量可達42mg/g.

3 結論

(1)超臨界CO2萃取法萃取秋刀魚魚油的最佳工藝條件為:萃取溫度45 ℃、萃取時間2.5 h、萃取壓力27 MPa.此條件下魚油得率1.43%，所得魚油中EPA 占43.5%，DHA 占30.1%.

(2)以明膠和海藻酸鈉配制成較濃膠體溶液后混合作為壁材，以魚油為芯材，用噴霧定型固化法可以制備固體魚油微粒.所得到的固體魚油微粒為淺黃色的微粒狀物質，微粒中DHA+EPA 的含量可達42mg/g.

［1］葉彬清，陶寧萍，王錫昌，等.秋刀魚營養成分分析、貯藏加工及副產物綜合利用研究進展［J］.食品工業科技，2013，34(22):367－370，374.

［2］孫滿昌，葉旭昌，張健，等.西北太平洋秋刀魚漁業探析［J］.海洋漁業，2003 (3):112－115.

［3］周愛忠，張勛，張禹，等.我國開發西北太平洋公海秋刀魚資源的SWOT 分析與策略［J］.現代漁業信息，2010，25(3);8－11.

［4］蔣立勤，趙豐華，沈晨，等.水產加工副產品提取魚油制作微膠囊的技術研究［J］.食品工業，2011(3):43－44.

［5］丁月，陶寧萍.魚油提取及微膠囊化技術研究進展［J］.食品安全質量檢測學報，2010，27(4):175－176.

［6］李廬峰.微粒化固體魚油加工新工藝—噴霧定型固化法［J］.福建水產，2010，12(4):92－94.