三文魚油超聲波輔助提取工藝及脂肪酸組成分析

汪學(xué)榮，周 玲，吳 青

(西南大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，重慶 402460)

三文魚(學(xué)名Oncorhynchus)，分為鮭科鮭屬與鮭科鱒屬，有“水中珍品”的美譽(yù),含有豐富的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、維生素D和n-3不飽和脂肪酸，具有很高的營養(yǎng)價(jià)值[1-2]。慕鴻雁等[3]結(jié)合尿素包合法和硝酸銀-硅膠柱層析技術(shù)對(duì)三文魚油中的多不飽和脂肪酸進(jìn)行了富集和分離，經(jīng)尿素包合后,非包合相中多不飽和脂肪酸含量顯著提高。張惠君等[4]采用米黑根毛霉源固定化脂肪酶(Lipozyme RM IM)對(duì)鳳尾魚、金槍魚、三文魚油甘三酯進(jìn)行酶解，并分析其脂肪酸組成，3種海洋魚油中不飽和脂肪酸含量達(dá)到60%以上,其中單不飽和脂肪酸(MUFA)占24.67%～33.51%，多不飽和脂肪酸(PUFA)占26.89%～36.15%。三文魚在我國的消費(fèi)量逐年增長，每年消費(fèi)量超過200萬t，目前以食用生三文魚片為主，其腹部和腸膜網(wǎng)脂肪組織被當(dāng)作廢物直接扔棄，造成很大的資源浪費(fèi)。當(dāng)前文獻(xiàn)中，關(guān)于三文魚油的制備鮮見報(bào)道。本文以三文魚腹部和腸膜網(wǎng)脂肪組織為原料，利用超聲波輔助提取三文魚油，并對(duì)其脂肪酸組成進(jìn)行分析，旨在為三文魚油的實(shí)際生產(chǎn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和借鑒。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 原料與試劑

三文魚體脂肪(經(jīng)測定，腹部脂肪和腸膜網(wǎng)脂肪初始含油量分別為96.3%、89.7%)：重慶市三文鱒科技有限公司提供。氫氧化鈉、甲醇、三氟化硼、正己烷、氯化鈉、氫氧化鉀、乙醇、濃鹽酸、碘化鉀、三氯甲烷、冰醋酸、硫代硫酸鈉、淀粉、乙醚、異丙醇、酚酞等均為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

M6000電子天平：美國Mettler-Toledo公司；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州金壇良友儀器有限公司；JY98-III超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)：寧波新芝生物科技有限公司；QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：日本島津公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 三文魚油的制備

稱取300 g三文魚腹部脂肪，加一定比例的純凈水，用組織搗碎機(jī)絞碎，在恒溫水浴鍋中加熱升至一定溫度，再置于超聲波細(xì)胞破碎機(jī)中在一定超聲功率下超聲處理一定時(shí)間，常溫靜置12 h，分離上層橘紅色液體即為三文魚油，稱重。

提取率=提取出的魚油質(zhì)量/三文魚體脂肪質(zhì)量×100%。

1.2.2 三文魚油脂肪酸組成分析

精確量取三文魚油10 μL,加0.2 mol/L NaOH-CH3OH溶液5 mL,60℃皂化30 min；冷卻后加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14% BF3-CH3OH溶液5 mL,60℃甲酯化30 min; 冷卻后加正己烷與飽和氯化鈉各2 mL,離心取上清液,待氣相色譜-質(zhì)譜分析。

氣相色譜條件:進(jìn)樣口溫度250℃; 程序升溫為130℃恒溫1 min,以6.5℃/min持續(xù)升溫至170℃,再以2.75℃/min持續(xù)升溫至215℃,維持12 min;載氣為高純氦氣(99.999%),分流比20∶1,流速1.0 mL/min。

質(zhì)譜條件：電子轟擊(EI)離子源；檢測器電壓 350 V；離子源溫度 230℃；接口溫度 230℃；ACQ方式Scan；掃描速度 0.6 s/次；質(zhì)量掃描范圍20～500。

1.2.3 三文魚油理化指標(biāo)的測定

煙點(diǎn)：參照GB/T 20795—2006 《植物油脂煙點(diǎn)測定》進(jìn)行測定；酸價(jià)：參照GB 5009.229—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測定》進(jìn)行測定；過氧化值：參照GB/T 5538—2005 《動(dòng)植物油脂 過氧化值測定》進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 液料比對(duì)三文魚油提取率的影響

設(shè)定液料比為1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1，在提取溫度60℃、超聲功率200 W、超聲時(shí)間30 min條件下按1.2.1方法制備三文魚油，研究不同液料比對(duì)三文魚油提取率的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 液料比對(duì)三文魚油提取率的影響

由圖1可知，隨著液料比的增加，三文魚油提取率逐漸升高，這是因?yàn)樘砑拥乃蕉啵诔暡ǖ臎_擊作用下，魚油越易與非油脂成分如蛋白質(zhì)分離因而油脂提取率提高[5]。當(dāng)液料比超過4∶1后再增加液料比對(duì)提取率貢獻(xiàn)不大，故適宜的液料比范圍為2∶1～4∶1。

2.1.2 提取溫度對(duì)三文魚油提取率的影響

設(shè)定提取溫度為50、55、60、65、70℃，在液料比3∶1、超聲功率200 W、超聲時(shí)間30 min條件下按1.2.1方法制備三文魚油，研究不同提取溫度對(duì)三文魚油提取率的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 提取溫度對(duì)三文魚油提取率的影響

由圖2可知，隨著提取溫度的升高，三文魚油提取率先升高后降低，這是由于當(dāng)提取溫度低于65℃時(shí)，提取溫度越高，三文魚油溶出越多，提取率越高；當(dāng)提取溫度高于65℃時(shí)，提取溫度越高，三文魚油可能被氧化，或者蛋白質(zhì)變性將油脂包裹住，故提取率降低[6]。因此，三文魚油適宜的提取溫度范圍為55～65℃。

2.1.3 超聲功率對(duì)三文魚油提取率的影響

設(shè)定超聲功率為100、150、200、250、300 W，在液料比3∶1、提取溫度60℃、超聲時(shí)間30 min條件下按1.2.1方法制備三文魚油，研究不同超聲功率對(duì)三文魚油提取率的影響，結(jié)果見圖3。

圖3 超聲功率對(duì)三文魚油提取率的影響

由圖3可知，隨著超聲功率的增加，三文魚油提取率逐漸升高，這是因?yàn)槌暪β试酱螅椭揭着c非脂成分如蛋白質(zhì)分離因而油脂提取率提高。當(dāng)超聲功率超過250 W后再增加超聲功率對(duì)提取率貢獻(xiàn)不大，故適宜的超聲功率范圍為150～250 W。

2.1.4 超聲時(shí)間對(duì)三文魚油提取率的影響

設(shè)定超聲時(shí)間為10、20、30、40、50 min，在液料比3∶1、提取溫度60℃、超聲功率200 W條件下按1.2.1方法制備三文魚油，研究不同超聲時(shí)間對(duì)三文魚油提取率的影響，結(jié)果見圖4。

圖4 超聲時(shí)間對(duì)三文魚油提取率的影響

由圖4可知，隨著超聲時(shí)間的延長，三文魚油的提取率逐漸增加，這是由于超聲時(shí)間越長，在超聲波的沖擊作用下，油脂越易與非脂成分分離，因此提取率越高。當(dāng)超聲時(shí)間超過30 min后三文魚油提取率增加緩慢，故適宜的超聲時(shí)間范圍為10～30 min。

2.2 正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化

在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上通過L9(34)正交實(shí)驗(yàn)確定三文魚油超聲波輔助提取的最佳工藝條件，正交實(shí)驗(yàn)因素水平見表1，正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見表2。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平

表2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

由表2可知，液料比、提取溫度、超聲功率和超聲時(shí)間對(duì)三文魚油的提取率有不同程度的影響，影響大小主次順序?yàn)樘崛囟?液料比>超聲功率>超聲時(shí)間，最優(yōu)組合為A2B3C3D1，即三文魚油超聲波輔助提取最佳工藝條件為：液料比3∶1，提取溫度65℃，超聲功率250 W，超聲時(shí)間10 min。經(jīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，在最佳提取工藝條件下三文魚油提取率達(dá)92.6%。

2.3 三文魚油脂肪酸組成及相對(duì)含量

按最佳提取工藝條件提取三文魚油，測定其脂肪酸組成和相對(duì)含量，結(jié)果見表3。

表3 三文魚腸膜網(wǎng)魚油和腹部魚油脂肪酸組成及相對(duì)含量 %

由表3可看出，三文魚腸膜網(wǎng)魚油含有26種脂肪酸，不飽和脂肪酸相對(duì)含量為82.08%，腹部魚油含有29種脂肪酸，不飽和脂肪酸相對(duì)含量為81.42%，這表明三文魚油以不飽和脂肪酸為主，具有很高的營養(yǎng)價(jià)值。

2.4 三文魚油理化指標(biāo)

按最佳提取工藝條件提取三文魚油，測定其理化指標(biāo)，結(jié)果見表4。

表4 三文魚腸膜網(wǎng)魚油和腹部魚油理化指標(biāo)

由表4可看出，與SC/T 3502—2016《魚油》標(biāo)準(zhǔn)相比，三文魚油的酸價(jià)和過氧化值均符合要求。

3 結(jié) 論

對(duì)三文魚油超聲波輔助提取工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，得出液料比、提取溫度、超聲功率和超聲時(shí)間對(duì)三文魚油的提取效果有不同程度的影響，最佳提取工藝條件為：液料比3∶1，提取溫度65℃，超聲功率250 W，超聲時(shí)間10 min。在最佳提取工藝條件下，三文魚油提取率達(dá)92.6%；三文魚油以不飽和脂肪酸為主，營養(yǎng)價(jià)值高，酸價(jià)和過氧化值均符合SC/T 3502—2016《魚油》的要求。