魚肝油食品的生產工藝優化及其對品質的影響

魚肝油作為富含omega-3多不飽和脂肪酸等多種營養成分的天然產品，在食品和醫藥領域有著廣闊的應用前景。然而，傳統的魚肝油生產工藝存在一些不足，如原料破壞嚴重、萃取和精制效率低下、產品氧化穩定性差等，這些都在一定程度上制約了魚肝油產品的質量提升和開發利用。近年來，隨著綠色化學和可持續發展理念的不斷發展，魚肝油生產工藝也取得了長足進步。一系列新型溫和高效的預處理、萃取、精制和包裝技術不斷得到開發和優化應用，提升了魚肝油生產過程的環境友好性，降低了生產過程的能耗，提高了生產效率，最重要的是能夠最大限度地保留和富集魚肝油中的有效營養成分，延長其保質期，全面提升產品品質。

1.魚肝油生產工藝概述

魚肝油生產工藝首先需要對新鮮魚肝進行預處理，包括篩選、清洗和切割等，去除雜質和不需要的部分。然后對預處理后的魚肝進行攪拌加熱，使其發生部分水解，提高后續萃取效率。接下來是關鍵的萃取環節，采用正己烷等有機溶劑對水解后的魚肝進行反復浸取，將其中所含的油脂類物質溶解并分離出來。由于魚肝油易受熱和氧化破壞，整個萃取過程需在惰性氣體保護和低溫條件下操作。最后對粗提液進行濃縮、精制等工序，除去殘留雜質和溶劑，添加穩定劑調節理化性質和氧化穩定性，從而獲得優質、富含omega-3脂肪酸的魚肝油產品。

2.生產工藝優化研究進展

2.1 原料預處理優化

2.1.1 酶解工藝

酶解工藝通常采用蛋白酶或碳水化合物酶對魚肝進行酶解處理。蛋白酶如蛋白酶、木瓜蛋白酶等可水解肝臟中的蛋白質成分，而α-淀粉酶、纖維素酶等碳水化合物酶則能降解細胞壁成分，使細胞內油脂更易滲出。合理選擇和匹配不同類型的酶制劑，控制好酶解溫度、pH值、時間等參數，可最大限度地破壞肝臟細胞結構，釋放出游離油脂。

與傳統的物理或化學預處理方法相比，酶解工藝操作溫和、環境友好，可有效避免熱或酸堿處理造成的油脂損失和營養成分流失。同時，酶解預處理還能提高萃取液的流動性，減少過濾和離心所需能量，降低后續精制難度。

2.1.2 物理輔助預處理

超聲波預處理是利用超聲波產生的空化效應，使魚肝細胞受到劇烈的壓力沖擊和剪切作用，從而使細胞破碎，釋放出細胞內油脂。超聲波處理時間、功率、溫度等參數的優化對預處理效果的影響較大。

微波輔助預處理則是利用微波能量使魚肝內部快速加熱至一定溫度，破壞細胞膜和細胞壁的結構，使油脂快速外滲。合理控制微波功率、時間等參數可避免過度加熱造成的油脂氧化。

2.2 提取工藝優化

2.2.1 超臨界流體提取

在超臨界條件下，二氧化碳呈現出介于氣體和液體之間的性質，具有較低的黏度和較強的擴散能力，可以很好地滲透到固體基質內部。同時，它具有液體的溶解能力，對非極性物質如油脂有很好的溶解性能。

超臨界二氧化碳提取的關鍵是合理控制提取壓力、溫度等工藝參數。在適宜的壓力和溫度條件下，二氧化碳能高效地溶解和攜帶魚肝內的油脂成分，從而實現精準分離提取。與傳統的熱壓榨或溶劑萃取法相比，這種方法無需加熱或使用有機溶劑，因而可最大限度地避免營養損失和產品殘留。此外，超臨界提取所得產品基本無雜質，無需進一步進行精制凈化，可直接用于制藥和食品領域。綜合考慮提取效率、產品質量和環境影響，超臨界流體技術被認為是魚肝油生產中潛力巨大的綠色優選工藝。

2.2.2 微波輔助提取

微波輔助提取是利用微波能量對溶劑和被提取物料進行選擇性加熱，從而加速溶劑擴散滲透和溶質溶解的過程，提高魚肝油的提取效率。在微波輔助提取過程中，溶劑分子和魚肝中的極性基團能很好地吸收微波能量，發生快速的定向運動和振動，導致局部溫度和壓力急劇升高。這種微波熱效應加速了細胞結構破壞和溶質向溶劑的傳質擴散，從而大大縮短了傳統溶劑萃取所需的時間。另外，微波能量使溶劑分子運動加快，提高了溶劑對魚肝油脂的溶解和擴散能力，進一步促進了萃取效率的提升。

2.2.3 其他新型提取技術

離子液體作為一種新型綠色溶劑，具備良好的熱穩定性、電化學穩定性和可設計性，在魚肝油提取中展現出優異的性能。離子液體不僅能有選擇性地溶解魚肝油脂，而且可回收重復利用，符合綠色化學理念的要求。

低頻超聲波輔助提取是利用低頻大功率超聲波產生的空化效應，破壞魚肝細胞結構，釋放出油脂，同時增大溶劑與被提取物接觸面積，從而提高傳質效率。該技術操作簡單、效率高，無需加熱，是魚肝油提取的理想新工藝。

酶促萃取則是在傳統溶劑萃取基礎上，引入酶催化水解過程，使魚肝中的復雜脂類分子降解為簡單脂肪酸酯類，進而提高其在溶劑中的溶解度和滲透率，有利于提高萃取收率。

2.3 精制工藝優化

2.3.1 短程分子蒸餾技術

短程分子蒸餾技術是魚肝油生產中一種高效的精制工藝，可以很好地去除油品中的雜質和不需要的組分，提高魚肝油的質量和純度。

該環節是在真空條件下進行，利用不同組分的蒸氣壓力差異實現分離。粗魚肝油被加熱到一定溫度后，首先會發生輕組分（如溶劑殘留物等）的蒸發，然后是目標產物（油脂）的蒸發，最后是較重組分（如蠟質等雜質）殘留。

通過控制合適的真空度、加熱溫度梯度及冷凝溫度，使輕組分和重組分分別凝析在不同的接收器中，從而更好地將純化的魚肝油和其他雜質分離開來。整個過程在短距離內即可完成，因此稱為短程分子蒸餾。

與傳統的精制方法如吸附、萃取等相比，短程分子蒸餾技術具有以下獨特優勢：無需任何添加劑，避免了二次污染；操作溫度低，可最大限度地保護魚肝油中的活性成分；效率高，減少了能量消耗。

2.3.2 膜分離技術

膜分離技術是利用具有微觀級孔徑結構的半透膜，根據不同物質分子的大小和形狀差異，在一定驅動力（壓力、濃度、電位差等）作用下，實現混合物中各組分的分離和富集。

在魚肝油精制中，常用的膜分離工藝包括微濾、超濾、納濾和反滲透等。微濾和超濾主要用于除去粗魚肝油中的懸浮顆粒和部分大分子雜質；納濾則可進一步去除殘留的小分子雜質和重金屬離子；反滲透可以最終除去油品中的水分和離子鹽。

與傳統的精制方法相比，膜分離技術無需加熱或使用有機溶劑，可在溫和條件下高效分離，避免了熱損失和溶劑殘留。同時，膜分離具有連續操作、自動化程度高、節能環保等優點。

2.3.3 包裝材料和方式優化

包裝材料和方式的優化對于保證魚肝油產品質量、延長保質期至關重要。傳統的包裝材料和方式難以很好地阻隔氧氣、光照等因素對魚肝油的氧化損害。因此，研究新型包裝材料和優化包裝方式十分有必要。

無機納米復合材料是一種新興的包裝材料，如納米氧化硅/聚乙烯醇復合膜。這種膜材料具有優異的氣體阻隔性和機械性能，可以很好地隔絕氧氣，防止魚肝油氧化。同時，其透光性差，也能阻隔光照對魚肝油的光氧化損害。

3.工藝優化對魚肝油品質的影響

3.1 對脂肪酸組成的影響

3.1.1 ω-3脂肪酸含量

工藝優化對魚肝油中ω-3多不飽和脂肪酸的含量影響重大。這些脂肪酸是魚肝油中最主要的營養價值所在，因此確保其獲得最大程度的保留是生產的關鍵目標。

在原料預處理環節，合理采用酶解、物理輔助等溫和方式，可避免熱或化學藥劑對ω-3脂肪酸的破壞，使其最大限度地從魚肝組織中釋放出來，為后續萃取做好準備。

在萃取過程中，超臨界流體萃取、微波輔助萃取等新技術能夠在溫和條件下高效地溶解和富集ω-3脂肪酸，明顯優于傳統的熱壓榨或有機溶劑萃取。這些新工藝不僅可以保護脂肪酸不被氧化或異構化，還能最大限度地提升萃取收率。

精制環節也直接影響著ω-3脂肪酸的保留。膜分離、短程分子蒸餾等新型精制技術在溫和條件下的操作，避免了熱損失；同時可高效去除雜質而保留目標物質，從而獲得純度較高、ω-3含量豐富的魚肝油產品。

3.1.2 其他重要脂肪酸

除了ω-3多不飽和脂肪酸，魚肝油中還含有其他重要的脂肪酸成分，工藝優化也會對它們的含量產生影響。

單不飽和脂肪酸如油酸等在魚肝油中的含量較高。這些脂肪酸具有調節血脂、預防心血管疾病的作用。采用溫和的預處理和萃取工藝，可避免單不飽和脂肪酸發生氧化或異構化，保持其活性。另外，魚肝油還富含少量但同樣重要的其他多不飽和脂肪酸，如花生四烯酸和二十碳五烯酸等。它們在調節炎癥、增強免疫力方面有獨特作用。通過工藝優化，可富集這些稀有脂肪酸，提高其在產品中的濃度。例如，超臨界流體萃取的優化可有選擇性地提取某些特定脂肪酸，顯著提高它們的濃縮比；膜分離工藝也可通過選擇合適的分離膜，保留目標脂肪酸而去除其他雜質。此外，包裝材料和方式的優化還能最大限度地避免各類脂肪酸在存儲過程中發生降解和氧化。

3.2 對抗氧化性的影響

3.2.1 總抗氧化能力

工藝優化對魚肝油的總抗氧化能力影響顯著，因為氧化是魚肝油營養價值降低和品質變差的主要原因。

在原料預處理和萃取環節，采用酶解、超臨界流體萃取、微波輔助萃取等溫和工藝，可最大限度地避免熱或化學試劑對天然抗氧化物質的破壞，保留魚肝油本身的抗氧化活性。

精制過程中，短程分子蒸餾和膜分離技術借助溫和操作條件和分子篩選效應，能夠高效富集和提純魚肝油中的抗氧化成分，如維生素A、維生素E、類胡蘿卜素等，顯著提升產品的抗氧化潛能。

此外，包裝材料和方式的優化對魚肝油抗氧化性能影響重大。真空或充氮氣包裝可有效阻隔氧氣；遮光包裝則能防止出現光照誘導的光氧化；使用具有優異氣體阻隔性的新型高分子材料包裝，可從根本上延緩氧化過程。

3.2.2 特定抗氧化物質

魚肝油中天然存在多種特定的抗氧化物質，對其整體抗氧化能力的提升意義重大。工藝優化對這些物質的含量和活性也產生了顯著影響。

維生素A（視黃醇）是魚肝油的主要抗氧化物質之一。溫和的預處理和萃取工藝可以更好地保護其不被熱或氧化而降解。而短程分子蒸餾和膜分離技術則能夠高效富集和純化視黃醇，使其在產品中的含量顯著提高。維生素E是另一種重要的脂溶性抗氧化劑。通過優化包裝材料和方式，改善氣體和光照的阻隔性，可大幅降低維生素E在貯存過程中的損失，使其保持較高的活性水平。除此之外，魚肝油還富含多酚類化合物、類黃酮、類胡蘿卜素等天然抗氧化成分。采用酶解或特定溶劑體系，可以提高這些極性抗氧化物質的釋放和萃取效率。膜分離工藝可根據它們不同的分子量和性質富集或除去某些特定成分。

3.3 對其他品質指標的影響

3.3.1 色澤、口感

工藝優化不僅影響魚肝油的主要營養成分和抗氧化性，還會對其色澤、口感等感官品質產生顯著影響。

色澤是評判魚肝油質量的重要指標之一。采用溫和的預處理和萃取工藝，如酶解、超臨界流體萃取等，可有效避免熱損傷和化學試劑的使用，最大限度地保持魚肝油本身獨特的金黃色澤。同時，精制環節的優化也能去除一些可能導致魚肝油顏色變深的雜質，保證產品呈現良好的淺色調。口感則與魚肝油的粘度和其他理化性質密切相關。膜分離技術可去除部分蠟狀物質，降低粘度，改善油品的流動性。短程分子蒸餾則可精確控制過程溫度，避免魚肝油產品發生高溫熱解而產生異味。包裝工藝的優化對色澤和口感的保持至關重要。選用優異的氣體和光照阻隔性包裝材料，可防止氧化造成的顏色變深和味道的變化。真空或惰性氣體包裝也有助于延緩變質過程。

3.3.2 官能品質

官能品質是指通過視覺、嗅覺、味覺等人體官能去評價魚肝油的各種感官屬性，是判斷其品質的重要依據。工藝優化對提升魚肝油的官能品質具有顯著作用。

優化的預處理和萃取工藝可避免過度加熱或化學試劑的使用，最大限度地保留魚肝油的原有色澤、香味和風味，防止出現異味、變色等不利因素。例如，酶解預處理、超臨界流體萃取等溫和方法可保持魚肝油特有的金黃色澤和鮮美味道。同時，精制工藝的優化能夠高效去除可能影響官能品質的雜質。膜分離技術可除去一些導致魚肝油顏色變深的大分子雜質；短程分子蒸餾則可去除部分引起異味的揮發性小分子。這些均有利于提升魚肝油的色澤評分和優化風味特征。

結語

魚肝油作為富含多種天然營養成分的寶貴資源，其生產工藝的不斷優化和創新對于充分發揮其在食品和醫藥領域的潛在應用價值至關重要。一系列新興的溫和高效預處理、萃取、精制和包裝技術的開發和應用，極大地提升了魚肝油產品的整體質量水平。未來，魚肝油生產工藝的持續優化和創新，將為開發高品質、高附加值的魚肝油產品提供有力支撐，推動其在食品、醫藥等領域的廣泛應用，造福更多消費者。

基金項目

河北省海洋生物資源與環境重點實驗室項目支持、中央引導地方科技發展資金項目（206Z3201G）

作者簡介

黃海楓（1972.07-），女，漢族，福建福州人，本科，高級工程師；研究方向：海洋生物活性物質制備。

*通訊作者

范奕輝（2001.01-），男，漢族，廣西博白人，本科；研究方向：食品工業科技。