太平洋磷蝦蝦油提取工藝及其脂肪酸組成分析

劉遠平，李麗迪，李鈺金，*，唐俊峰，毛相朝，王穎

（1.海洋功能食品開發國家地方聯合工程試驗室（山東），山東榮成264300；2.中國海洋大學-泰祥集團國家級工程實踐教育中心，山東榮成264300；3.山東省海洋生物研究院，山東青島266104）

太平洋磷蝦蝦油提取工藝及其脂肪酸組成分析

劉遠平1，李麗迪1，李鈺金1，*，唐俊峰2，毛相朝2，王穎3

（1.海洋功能食品開發國家地方聯合工程試驗室（山東），山東榮成264300；2.中國海洋大學-泰祥集團國家級工程實踐教育中心，山東榮成264300；3.山東省海洋生物研究院，山東青島266104）

以太平洋磷蝦為原料，采用浸提法探討太平洋磷蝦蝦油的最佳提取工藝，并對其脂肪酸組成進行了研究。正交試驗結果表明，在提取溶劑為95%乙醇，提取溫度60℃、提取時間6 h、料液比1∶9（g/mL）時，太平洋磷蝦蝦油的得率為22.74%。氣相色譜分析太平洋磷蝦蝦油共含有12種脂肪酸，其中飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸含量分別為29.61%、54.60%，EPA、DHA含量高達29.97%。

太平洋磷蝦；蝦油；提取；脂肪酸

太平洋磷蝦隸屬于節肢動物門、甲殼綱、磷蝦目[1]，是一種廣泛存在于北太平洋亞北極區的海洋浮游甲殼動物[2]。太平洋磷蝦具有豐富的營養成分和對人體有益的微量元素[3-8]，但目前，對太平洋磷蝦的利用程度較低，主要是用于制造飼料和蝦醬，附加值較低[3]。太平洋磷蝦含有豐富的EPA、DHA，具有抗過敏、增強免疫、促進腦神經發展、預防和治療心腦血管疾病等作用[9-11]。本文擬通過試驗研究太平洋磷蝦蝦油的最佳提取工藝，以期為太平洋磷蝦的綜合利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

太平洋磷蝦，捕獲于黃海海域。漂燙后經60℃烘干5 h，粉碎得到太平洋磷蝦粉，試驗測得其含水量約為10%，置于干燥器中待用。95%乙醇、甲醇、乙酸乙酯等其他試劑均為國產分析純。

1.2 儀器

HHW-600數顯恒溫水箱：上海雙捷實驗設備有限公司；RE-2000旋轉蒸發器：上海亞榮生化儀器廠；F-8010AP便攜式在真空泵：天津市科億龍實驗設備有限公司；FXB101-2電熱鼓風干燥箱：上海樹立儀器儀表有限公司；AL104電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 太平洋磷蝦蝦油提取工藝流程[12-14]

太平洋磷蝦粉→有機試劑提取→抽濾→上清液→旋轉蒸發→蝦油產品

1.3.2 單因素試驗方法

在單因素試驗時，以蝦油得率為檢測指標，分析各因素對蝦油得率的影響。考察試劑對蝦油得率的影響時，控制體系的提取溫度40℃（因石油醚沸點低，設置石油醚提取溫度為18℃）、料液比1∶10（g/mL）、提取時間4 h，設置不同的溶劑（甲醇、乙酸乙酯、石油醚、異丙醇、丙酮、95%乙醇、正己烷、環己烷）。考察時間對蝦油得率的影響時，控制體系的提取溶劑95%乙醇，提取溫度40℃，料液比1∶10（g/mL），設置不同的提取時間（2、3、4、5、6、7 h）。考察溫度對蝦油得率的影響時，控制體系的提取溶劑95%乙醇，料液比1∶10（g/mL），提取時間6 h，設置不同的提取溫度（30、40、50、60、70℃）。考察料液比對蝦油得率的影響時，控制體系的提取試劑95%乙醇，提取溫度50℃，提取時間6 h，設置不同的料液比[1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶14（g/mL）]。

1.3.3 正交試驗方法

在單因素試驗的基礎上，以太平洋磷蝦蝦油得率為指標，采用三因素三水平正交設計探討太平洋磷蝦蝦油的最佳提取工藝，設計方案見表1。

表1 正交試驗因素水平表Tab le1 The factorsand their levelsof orthogonalexperiments

1.3.4 粗蝦油提取率計算

太平洋磷蝦蝦油得率/%=（m1/m2）×100

式中：m1為提取蝦油的質量，g；m2為樣本太平洋磷蝦蝦粉的質量，g。

1.3.5 脂肪酸組成測定[4]

采用GB/T 17376-2008《動植物油脂脂肪酸甲酯制備》[15]、GB/T 17376-2008《動植物油脂脂肪酸甲酯氣相色譜分析》[16]中的方法測定脂肪酸組成。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

2.1.1 不同試劑對太平洋磷蝦蝦油得率的影響

不同試劑對太平洋磷蝦蝦油得率的影響見圖1。

圖1 不同提取試劑對太平洋磷蝦蝦油得率的影響Fig.1 Influenceof extracting reagenton theyield of craw fish oil from Euphausia Pacifica

由圖1中可以看出，甲醇的提取效果最好，95%乙醇的提取效果次之。因石油醚的沸點低，在浸提過程中易揮發，其提取效果最差。考慮到甲醇有一定的毒性，其提取效果與95%乙醇的提取效果相差不大，因而選取95%乙醇為最佳提取試劑。

2.1.2 不同提取時間對太平洋磷蝦蝦油得率的影響

不同提取時間對太平洋磷蝦蝦油得率的影響見圖2。

圖2 不同提取時間對太平洋磷蝦蝦油得率的影響Fig.2 Influenceof extracting timeon theyield of craw fish oil from Euphausia Pacifica

由圖2可知，隨著時間的增加，蝦油的得率呈上升趨勢，而后趨于平緩。因開始提取時，料液間的濃度差較大，油脂擴散速度較快，所以得率也隨之增加[17]；隨著時間的延長，料液間的濃度差逐步縮小，擴散速度變慢，得率也因此趨于平緩[17]。因此選取4、5、6 h作正交優化以確定最佳提取時間。

2.1.3 不同提取溫度對太平洋磷蝦蝦油得率的影響

不同提取溫度對太平洋磷蝦蝦油得率的影響見圖3。

由圖3可知，隨著溫度的升高，太平洋磷蝦蝦油得率也隨之升高，是由于隨著溫度的升高，分子間動能增大，溶劑擴散加劇[18]；而當溫度>50℃時，蝦油得率又略有下降，是因為溫度的繼續升高，導致料液間氣化層的形成，阻止了油脂分子的擴散[18]。考慮到溫度過高，能耗也隨之升高，增加了生產成本。綜合考慮因素，選取40、50、60℃作正交優化以確定最佳提取溫度。

圖3 不同提取溫度對太平洋磷蝦蝦油得率的影響Fig.3 Influenceof extracting tem peratureon the yield of craw fish oil from Euphausia Pacifica

2.1.4 不同料液比對太平洋磷蝦蝦油得率的影響

不同料液比對太平洋磷蝦蝦油得率的影響見圖4。

圖4 不同料液比對太平洋磷蝦蝦油得率的影響Fig.4 Influenceof Solid-Liquid Ratio on theyield of craw fish oil from Euphausia Pacifica

由圖4可知，隨著料液比比例的增大，蝦油的得率呈上升趨勢，并趨于平緩。當料液比比例為1∶10（g/mL）時，達到最佳的蝦油得率22.48%。適當的料液比能使原料的蝦油得到充分提取，而且可減少溶劑的浪費，節省提取成本。考慮料液比比例為1∶10（g/mL）的得率較1∶8（g/mL）的得率增幅不大，因此選取1∶8、1∶9、1∶10（g/mL）作正交優化以確定最佳料液比。

2.2 正交試驗結果

在單因素試驗的基礎上，以太平洋磷蝦蝦油得率為指標進行正交試驗，試驗結果見表2，驗證試驗見表3。

表2 太平洋磷蝦蝦油提取工藝正交試驗結果Table2 Orthogonal test resu ltsof extraction technology of craw fish oil from Euphausia Pacifica

續表2 太平洋磷蝦蝦油提取工藝正交試驗結果Continue table2 Orthogonal test resultsof extraction technology of craw fish oil from Euphausia Pacifica

表3 蝦油提取最佳條件驗證試驗Table3 The comparison analysisof theextraction of craw fish oil at theoptimum conditions

由表2可以看出，以得率為指標的因素影響程度依次為：A、C、B，理論最佳組合為A3B2C3，而試驗最佳組合為A3B3C2。

為確定浸提法提取太平洋磷蝦蝦油的最佳工藝參數，對組合A3B2C3和A3B3C2進件驗證，其得率分別為22.74%和22.51%，因此選取A3B2C3作為試驗的最佳組合。因此，確定了浸提法提取太平洋磷蝦蝦油的最佳工藝參數：提取試劑為95%乙醇、提取溫度60℃、料液比1∶9（g/mL）、提取時間6 h，在該條件下太平洋磷蝦蝦油的得率為（22.74±0.23）%，這比呂晴[12]的提取率高5.16%；與崔明秀[14]提取南極磷蝦蝦油得率（14.76%）相比，此方法提取太平洋磷蝦蝦油具有較大的優勢。

2.3 脂肪酸組成分析

太平洋磷蝦蝦油脂肪酸成分分析結果見表4。

表4 太平洋磷蝦蝦油脂肪酸成分分析結果Table4 Resultsof fatty acid component in craw fish oil from Euphausia Pacifica

續表4 太平洋磷蝦蝦油脂肪酸成分分析結果Continue table4 Resultsof fatty acid component in craw fish oil from Euphausia Pacifica

通過氣相色譜分析，共鑒定出12種脂肪酸，主要脂肪酸種類為棕櫚酸、油酸、EPA、DHA，這與呂晴的研究結果是一致的[12]。其中飽和脂肪酸4種，總含量為29.61%；不飽和脂肪酸8種，總含量為54.60%，其中單不飽和脂肪酸占20.63%，多不飽和脂肪酸5種，占33.97%，這與孫艷賓的研究結果相接近[4]。EPA、DHA含量分別為14.87%、15.10%。

3 結論

采用正交試驗方案研究了從太平洋磷蝦中提取蝦油的工藝，得出最佳的提取工藝條件為：提取溶劑為95%乙醇、提取溫度60℃、提取時間6 h、料液比1∶9（g/mL），在此條件下，太平洋磷蝦蝦油的得率為22.74%。

通過GC對太平洋磷蝦蝦油進行脂肪酸組成分析，共檢測到脂肪酸12種，飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸含量分別為29.61%、54.60%，其中單不飽和脂肪酸3種，占20.63%，多不飽和脂肪酸5種，占33.97%。EPA和DHA占不飽和脂肪酸的54.89%，說明太平洋磷蝦蝦油具有很好的營養價值。本文介紹的提取工藝流程簡單易行，成本低，適合于工業生產，對充分高效利用太平洋磷蝦有重要的理論和實踐意義。

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Study on the Extraction of Craw fish Oil from Euphausia Pacifica and Analysis of Its Fatty Acids Com ponents

LIUYuan-ping1，LILi-di1，LIYu-jin1，*，TANG Jun-feng2，MAOXiang-zhao2，WANGYing3
（1.Nationaland LocalUnited Engineering LaboratoryofMarine Functional Food Development（Shandong），Rongcheng264300，Shandong，China；2.Ocean University ofChina and TaixiangGroup ofNational Engineering Practice Education Center，Rongcheng 264300，Shandong，China；3.Marine Biology Instituteof Shandong Province，Qingdao266104，Shandong，China）

Theextraction ofcrawfish oil from Euphausia Pacifica wasstudied by organic solvent.The fatty acids were then analysed by GC.The optimum extraction condition by orthogonal testwasas follows：extraction solvent95%ethanol，60℃extraction temperature，6 hoursextraction time and 1∶9（g/mL）ratio of solid to liquid，the yieldwas22.74%.GC resultsshowed that the oilwasmainly composed of12 fatty acids.The saturated fatty acid and unsaturated fatty acidswere 29.61%，54.60%，respectively.The total percentage of EPA and DHAwere 29.97%.

Euphausia Pacifica；crawfish oil；extraction；fatty acid

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.23.012

2016-03-02

山東省農業重大應用技術創新項目；山東省研究生教育創新計劃項目（SDYY15131）；山東省高等學校教學改革項目（2012130）

劉遠平（1985—），男（漢），工程師，碩士，研究方向：水產品加工及貯藏工程。

*通信作者：李鈺金（1966—），男（漢），研究員。