?淡水鱼油提取工艺研究进展?

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　　摘 要：近年来淡水鱼油产品的需求量日益增加，市场前景广阔。随着淡水鱼油提取工艺研究的深入，其技术更趋完善，提取工艺也多种多样，介绍了目前淡水鱼油的主要提取工艺，包括稀碱水解法、酶水解法、蒸煮法、溶剂萃取法和超临界流体萃取法，展望了淡水鱼油提取领域的发展方向和前景。
　　关键词：鱼油;提取工艺;淡水鱼;研究进展
　　中图分类号：TS254.9 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2020）05-0112-04
　　 Research Progress on Extraction Technology of Freshwater Fish Oil
　　 NIE Man-ru1，NING Wen-jie1，LI Jia-xun1，HE Jiang2
　　（1. International College ， Hunan University of Arts and Science， Changde 415000， PRC; 2. College of Life and Environmental Sciences， Hunan University of Arts and Science， Changde 415000， PRC）
　　Abstract： In recent years， the demand for freshwater fish oil products is increasing， undoubtedly the market prospect is broad. The extraction technology of freshwater fish oil is still a research hotspot. With the in-depth study of freshwater fish oil extraction technology， the extraction process has become more perfect and varied. This paper introduces the main extraction techniques of freshwater fish oil at present， including diluted alkaline hydrolysis， enzymatic hydrolysis， cooking， solvent extraction and supercritical fluid extraction. In addition， the development direction and prospect of freshwater fish oil extraction are discussed.
　　Key words： fish oil; extraction process; freshwater fish; research progress
　　魚油中富含高不饱和脂肪酸，其中二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）具有较高医药价值，对缺油症、心血管病、炎症、癌症等疾病有一定疗效，还具有增强人体免疫力、健脑益智、保护视网膜等功效[1-2]。我国淡水鱼资源丰富，但由于加工业发展滞后，鱼内脏作为主要的加工副产品被大量丢弃。然而研究发现，淡水鱼内脏中富含油脂，且其成分与深海鱼油的某些有效成分相同，甚至比深海鱼油更易被人体吸收[3]。例如：鲢鱼、草鱼、鳙鱼、鳊鱼的内脏富含油脂类化合物，且其含量显著性高于腹肌和背肌等部位，尤其是鲢鱼内脏中油脂含量达141.7 g/kg。已有较多学者围绕淡水鱼油制剂的生理活性功能进行了动物模型研究或临床观测，结果表明淡水鱼油的摄入有利于高脂血症和冠心病的防治。因此，进行淡水鱼油的开发一方面能有效解决鱼副产品的资源浪费问题，另一方面还能为人类提供丰富的营养资源。随着淡水鱼油提取工艺研究的深入，其技术更趋完善，提取工艺也多种多样[4]。笔者总结了近年来不同工艺在淡水鱼油提取上的应用研究进展，以期为淡水鱼油的进一步开发利用提供参考。
　　1 稀碱水解法
　　稀碱水解法是利用低浓度碱液将鱼肝蛋白质组织分解，破坏蛋白质和甘油的结合关系，从而更加充分地分离鱼油。与其他淡水鱼油提取工艺相比，该方法成本较低，所得鱼油产品物美价廉[5]。传统的稀碱水解法是先离心、后盐析，但这种做法的提取时间较长，杨琦等[6]对传统的稀碱水解法进行了改进，先盐析、后离心，提取时间缩短至原来的1/3，同时鱼油的提取率和质量品质也有所提高。水解时间、盐析时间、盐的用量这3个因素是影响稀碱水解法粗鱼油提取率的主要因素[6]。但总体发现使用稀碱水解法提取的鱼油不容易被氧化，鱼油极易被皂化[4]。有研究表明，采用传统稀碱水解工艺提取鱼油，废水中残留了较多的钠盐[7-8]，这些新的废弃物会对环境造成影响。针对这一问题，学者们改进了传统稀碱水解法，提出了钾法和氨法。以绿色无污染肥料的钾盐为原料，或采用氨水和铵盐替代量传统稀碱水解法中的氢氧化钠，最后产生的废弃物可作肥料循环使用。同时，钾法和氨法提取工艺具有鱼油提取率稳定、制品质量良好的优点，还可以对废弃物进行综合利用，解决了环境污染问题，对资源和环境的可持续发展具有重要意义。
　　2 酶水解法
　　酶水解法是利用蛋白酶从蛋白质中分离油脂的一种新方法，因其具备反应条件温和、能耗低、特异性强、蛋白质不变性等特点[9]，在很大程度上提高了出油率，有效避免了环境污染问题[10-11]。邵娜[12]研究发现，利用胰蛋白酶提取鱼油的效果最好、提取率最高，中性蛋白酶提取效果其次，碱性蛋白酶效果最差。张金哲等[13]、王文婷等[14]对酶解法提取鱼油工艺进行了优化，认为酶解法提取鱼油的最佳工艺条件为：酶解温度50～55℃、酶解pH值中性、酶添加量2%左右、酶解时间3～4 h，鱼油的提取率可达到70%～85%。研究还表明，采用酶水解法提取鱼油可获得大量酶解液，进一步加以利用，可避免资源浪费和环境污染[15-17]。 　　3 蒸煮法
　　蒸煮法是利用油脂与水互不相容的原理，在加热蒸煮过程中使动物脂肪细胞破裂，油脂析出，并以水作为溶剂，从而达到分离油脂的目的[18]。宋恭帅等[19]以甲鱼为材料，研究了蒸煮法提取鱼油的工艺，发现该方法操作简单，对所需设备条件不苛刻，但油脂的提取率和品质不高，其主要原因是蒸煮法属物理方法，在蒸煮过程中易产生大量杂质，如胶质、色素等，降低出油率。此外，长时间高温加热会导致油脂中部分多不饱和脂肪酸链裂解而降低其营养价值，产生游离脂肪酸等[20]。Chakraborty等[21]通过蒸煮然后压制得到的鱼油可产生相当数量的二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸和总多不饱和脂肪酸。研究发现，蒸煮再压榨有利于提高鱼油质量，这可通过皂化物、过氧化物、对茴香胺等物质的含量及总氧化值、TBARS值等指标来证明。蒸煮法在深海鱼油的提取工艺中应用广泛，但在淡水鱼油提取工艺中报道较少。
　　4 溶剂萃取法
　　溶剂萃取法是基于油脂在两液相中的浓度差，推动油脂分子从高浓度扩散到低浓度溶液中。已开发用于脂质提取的溶剂系统包括氯仿-甲醇，正己烷-异丙醇和二氯甲烷-甲醇，但存在提取方法费力、提取精度不高、需要大量溶剂等缺点[22]。有机溶剂萃取法是鱼油分离的传统常见方法，影响有机溶剂萃取效果的因素主要有溶剂的种类及性质和萃取的工艺条件（包括时间、温度、萃取方式等）。研究显示，乙醚作溶剂时油脂提取率较高[23]。但溶剂法提取鱼油不能分离提取与蛋白质相结合的脂肪，因此提取率相对较低，同时提取过程中还会出现乙醚的挥发，造成经济损失和一定程度的环境污染[24-25]。
　　5 超临界流体萃取法
　　超临界流体萃取（SFE）是一项发展很快的化工分离技术。近年来，利用超临界流体萃取法获取油脂的研究报道较多。超临界流体萃取技术的原理是利用超临界流体对脂肪酸、植物碱、醚类、酮类、甘油酯等的特殊溶解作用，有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小不同的各种成分依次萃取出来[26]。Wu[27]等利用超临界CO2萃取技术提取山茱萸种子油时，以乙醇为改性剂提高了其对被萃取物的选择性和溶解度，实现了同时提取和脱色，这不仅解决了残留溶剂问题，还可在之后的步骤中省略脱色步骤。此外，Rubio等[28]还利用超临界CO2作为萃取溶剂的优势，提出了一种耦合萃取-分馏工艺，作为去除游离脂肪酸和改善鱼油质量的一种方法，可替代物理和化学精制程序。贾小辉[29]发现影响油脂萃取的各因素中萃取压力对油脂萃取率的影响最大，而萃取时间的影响最小。
　　现在业界普遍认为，超临界流体萃取技术的提取率高、选择性好、无溶剂残留，而且还能有效萃取热敏性、易氧化、易挥发性物质[30]。与传统的溶剂萃取法相比，运用超临界流体萃取法工艺提取的油状物透明、质量好、无杂质[31]。同时，超临界流体萃取法广泛应用于动植物油脂提取领域，还可以提取微生物油脂，应用范围广、提取效果较好。
　　6 展 望
　　近年来，随着居民生活水平的不断提高，人们对营养保健产品的关注度也日渐提升，鱼油保健品便是其中之一。虽然市面上还是以深海鱼油产品居多，但是研究证明淡水鱼油也有较高的营养价值，在某些病症的防治效果上要优于深海鱼油，因此大众居民对淡水鱼油制品的需求量日渐增多。而且，淡水鱼油的原料主要为鱼类加工废弃物，来源广泛，且符合绿色发展理念，具有较广阔的应用前景。
　　目前，我国淡水鱼油提取工艺多是采用稀碱水解法的改进方法：钾法。超临界流体萃取技术和水酶解法提取鱼油工艺的提油率较高，能最大程度地减小对鱼油功能成分的破坏，保护油脂的有效成分，提高油脂的质量和产量，是具有极大发展潜能的高新提取分离方法[32]，但目前这2种方法还难以实现规模化、工业化利用，一是因为测定试验数据困难、工艺过程设计复杂;二是因为生产设备成本高、效益低。酶水解法提取鱼油工艺的最新研究中大多利用微波辅助、超声波辅助法等方法进行工艺优化。有机溶剂萃取法提取鱼油工艺的设备繁杂，且存在有机溶剂残留的问题，影响环境。蒸煮法提取鱼油工艺所需资金成本较高，而且不能将与蛋白质结合的脂肪完全分离开来，导致提取的鱼油产量相對较低，不适合工业化大规模生产[33]。
　　当前，优化提取方法、改进提取条件、提升鱼油提取率及品质是国内各学者研究淡水鱼油提取工艺的热点。今后如何降低成本，进一步扩大规模进行工业化生产，将资源和产业化进一步结合，实现资源的可持续发展，避免环境污染，仍然是淡水鱼油提取工艺的重点和难点。
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　　（责任编辑：成 平）
　　收稿日期：2020-03-08
　　基金项目：湖南省大学生创新创业项目（2047）;湖南省教育厅科研项目（18B399）
　　作者简介：聂蔓茹（1999—），女，湖南衡阳市人，本科生，食品科学与工程专业。
　　通信作者：贺 江
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