鲅魚(yú)魚(yú)油提取工藝研究

◎ 高 珊，郝孟琪

（青島工學(xué)院 食品工程學(xué)院，山東 青島 266300）

鲅魚(yú)是北方最豐富的魚(yú)類(lèi)之一，也是一種主要的經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)[1]。鲅魚(yú)中含有的ω-3多不飽和脂肪酸成分很高，而ω-3多不飽和脂肪酸是保證人類(lèi)身體健康和延長(zhǎng)壽命的一種主要物質(zhì)[2]。本試驗(yàn)以鲅魚(yú)油為原料，采用酶解法榨油，以粗油的提取率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究鲅魚(yú)油的最佳提取工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鲅魚(yú)，購(gòu)于山東青島膠州市寶龍購(gòu)物廣場(chǎng)；石油醚（CAS107-21-1），上海國(guó)藥化學(xué)試劑；胰蛋白酶（PH9033 PHYGENE），沃瑞達(dá)斯；稀鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，0.01 mol·L-1（CD105562）；環(huán)球標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液；氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，0.01 mol·L-1（CD105566）；環(huán)球標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋，國(guó)華電器有限公司；OGL-87U高速粉碎機(jī)，永康市圣象電器有限公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海予華儀器廠；TGL-16G離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3 試驗(yàn)方法

取適量的鲅魚(yú)清潔水洗后用粉碎機(jī)研磨，向其中加水?dāng)嚢?，調(diào)節(jié)pH，加入胰蛋白酶進(jìn)行酶解，將酶解后的樣品放置于水浴鍋中，沸水浴10 min滅酶，取出后放置等待冷卻，再將冷卻后的樣品置于電動(dòng)離心機(jī)離心后取其上清液，再按照1∶1的體積比向其中加入石油醚萃取，分離油層后蒸餾回收石油醚，制得到鲅魚(yú)油[3]。提取率計(jì)算公式[4]如下：

提取率=[鲅魚(yú)油的質(zhì)量（g）/鲅魚(yú)的質(zhì)量（g）]×100%

1.4 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1 酶添加量對(duì)提取率的影響

準(zhǔn)確稱(chēng)取2 g鲅魚(yú)樣品，再以1:15的固液比加入水?dāng)嚢柚频萌芤?，調(diào)節(jié)pH。采用的胰蛋白酶添加量分別是1.6%、1.8%、2.0%、2.2%、2.4%共5組進(jìn)行酶解，放入40 ℃的水浴中作用6 h。根據(jù)鲅魚(yú)油的提取率進(jìn)行評(píng)定，在不同的胰蛋白酶添加量作用下，鲅魚(yú)油的提取率較高的為最佳酶添加量。

1.4.2 固液比對(duì)提取率的影響

先準(zhǔn)確稱(chēng)取2 g鲅魚(yú)樣品，再分別以1:5、1:10、1:15、1:20、1:25的固液比加入水?dāng)嚢柚频镁彌_溶液，調(diào)節(jié)pH。采用的最合適的胰蛋白酶添加量進(jìn)行酶解，放入40 ℃的水浴中作用6 h指標(biāo)根據(jù)鲅魚(yú)油的提取率進(jìn)行評(píng)定，在不同的固液比作用下，鲅魚(yú)油的提取率較高的為最佳固液比。

1.4.3 pH對(duì)提取率的影響

先準(zhǔn)確稱(chēng)取2 g鲅魚(yú)樣品，采用最合適的胰蛋白酶添加量和固液比，調(diào)節(jié)pH分別為6.6、6.8、7、7.2、7.4共5組，40 ℃下作用6 h。根據(jù)鲅魚(yú)油的提取率進(jìn)行評(píng)定，在不同的pH作用下，鲅魚(yú)油的提取率較高的為最佳pH。

1.4.4 酶解時(shí)間對(duì)提取率的影響

先準(zhǔn)確稱(chēng)取2 g鲅魚(yú)樣品，采用上述試驗(yàn)中最合適的試驗(yàn)結(jié)果，40 ℃下酶解5 h、5.5 h、6 h、6.5 h、7 h共5組。根據(jù)鲅魚(yú)油的提取率進(jìn)行評(píng)定，在不同的酶解時(shí)間作用下，鲅魚(yú)油的提取率較高的為最佳酶解時(shí)間。

1.5 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單一因素試驗(yàn)的結(jié)果分析，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，即以酶的添加量、固液比、pH、酶解時(shí)間為正交因素，確定鲅魚(yú)中提取鲅魚(yú)油的最佳提取工藝條件，正交試驗(yàn)水平因素見(jiàn)表1。

表1 鲅魚(yú)油提取正交水平因素設(shè)計(jì)表

2 結(jié)果與分析

2.1 鲅魚(yú)油提取單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 酶添加量對(duì)提取率的影響

根據(jù)圖1可知，鲅魚(yú)油的提取率隨著酶添加量多少的變化而變化。當(dāng)酶添加量達(dá)到2.0%時(shí)，提取率達(dá)到試驗(yàn)最高峰值，可能是胰蛋白酶在添加超過(guò)2.0%時(shí)達(dá)到過(guò)量狀態(tài)，造成了其中一部分胰蛋白酶被包裹而不能發(fā)揮作用[4]，而因此影響了胰蛋白酶的活性，因此確定最佳酶添加量為2.0%。

圖1 酶添加量對(duì)鲅魚(yú)油提取率的影響圖

2.1.2 固液比對(duì)提取率的影響

圖2 是鲅魚(yú)樣品和水的固液比對(duì)提取率的影響。當(dāng)固液比為1∶10時(shí)，提取率最高，鲅魚(yú)油的提取率可以達(dá)到51.3%，因此確定提取鲅魚(yú)油的最佳料液比為1∶10。

圖2 固液比對(duì)鲅魚(yú)油提取率的影響圖

2.1.3 pH對(duì)提取率的影響

不同的pH對(duì)鲅魚(yú)油的提取率有不同的影響，適宜的pH有利于加大提取率，pH對(duì)于酶的活性有著較大的影響。由圖3可知，當(dāng)緩沖溶液pH控制在7時(shí)，其提取效果可以上升到的最大值為53.6%。

圖3 pH對(duì)鲅魚(yú)油提取率的影響圖

2.1.4 酶解時(shí)間對(duì)提取率的影響

由圖4可以清楚地看出，酶解時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)鲅魚(yú)油的提取效率有很大影響，隨著時(shí)間的推移，鲅魚(yú)油的提取率逐漸上升。當(dāng)提取時(shí)長(zhǎng)到了6 h后，鲅魚(yú)油的提取率增大不再明顯，綜合考慮確定最佳酶解時(shí)間為6 h。

圖4 酶解時(shí)間對(duì)鲅魚(yú)油提取率的影響圖

2.2 鲅魚(yú)油提取的正交試驗(yàn)結(jié)果

由表2試驗(yàn)結(jié)果可以看出，試驗(yàn)中酶添加量、固液比、pH、酶解的時(shí)間4個(gè)因素的影響力度大小次序?yàn)锳＞C＞D＞B，其中影響程度最高的是酶添加量，其次是pH，再次是酶解時(shí)間，影響程度最低的是固液比。從最后所得的試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，理論上當(dāng)組合為A2B2C3D3時(shí)，鲅魚(yú)油的提取率應(yīng)最高。進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)提取率為51.9%，比正交設(shè)計(jì)中A2B2C3D1的提取率53.6%低。因此可以確定提取鲅魚(yú)油的最佳工藝組合為：最佳酶添加量2.0%，最佳固液比1∶10，最佳pH為7.2，最佳酶解時(shí)間6 h。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析表

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以鲅魚(yú)為原料，先進(jìn)行鲅魚(yú)油的提取，然后運(yùn)用尿素包合法提取鲅魚(yú)油中的多不飽和脂肪酸。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，得到提取鲅魚(yú)油的最佳工藝組合：酶添加量為2.0%，固液比1∶10，pH為7.2，酶解時(shí)間6 h，在此條件下，提取率可以達(dá)到53.6%。