超臨界CO2萃取秋刀魚內(nèi)臟油脂及卵磷脂氧化特性研究.pdf

1、秋刀魚英文名為Pacific saury，學(xué)名Cololabis saira，是一種重要的海洋經(jīng)濟(jì)魚類。成熟后體長(zhǎng)一般為24cm~32cm，最長(zhǎng)可達(dá)到40cm。壽命較短，大概1年到2年，但產(chǎn)卵期長(zhǎng)，成熟后幾乎終年產(chǎn)卵。它這種生命周期短，生長(zhǎng)迅速的特性，決定了其產(chǎn)量大，資源恢復(fù)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。日本是捕撈秋刀魚最主要的國(guó)家之一，年總捕撈量在30萬t左右，一直位居第一。我國(guó)臺(tái)灣省自2001年也開始在北太平洋公海進(jìn)行秋刀魚的捕撈，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)

2、效益，據(jù)報(bào)道，2012年我國(guó)臺(tái)灣省秋刀魚捕獲量已超過16萬t，居全球第二。我國(guó)大陸從2003年開始在北太平洋公海進(jìn)行秋刀魚捕撈，雖然2013年的捕撈量?jī)H為4.6萬t，但我國(guó)有良好的漁業(yè)基礎(chǔ)、豐富的勞動(dòng)力資源以及龐大的市場(chǎng)規(guī)模，其捕撈量持續(xù)增加，同時(shí)我國(guó)對(duì)秋刀魚的需求也是持續(xù)增加。秋刀魚本身價(jià)格低廉，所以在我國(guó)具有廣闊的市場(chǎng)前景。而隨著對(duì)秋刀魚加工量的增大，產(chǎn)生了大量的廢棄物－內(nèi)臟（占整魚的10.5％），若對(duì)這些廢棄物不加以利用，就會(huì)產(chǎn)生

3、資源浪費(fèi)，甚至造成環(huán)境嚴(yán)重的污染。秋刀魚內(nèi)臟中粗脂肪和磷脂含量分別達(dá)到21.0%和8.9%，同時(shí)作為海洋魚類，一般來說富含不飽和脂肪酸，故秋刀魚內(nèi)臟可作為甘油三酯（下文簡(jiǎn)稱“魚油”）和磷脂萃取的良好原料。
　　本文初步研究了西北太平洋秋刀魚肌肉的營(yíng)養(yǎng)組成及對(duì)其加工廢棄物——內(nèi)臟的利用。對(duì)秋刀魚的肌肉營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行分析測(cè)定，綜合評(píng)價(jià)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。采用現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定魚肉中的水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分以及氨基酸、脂肪酸和礦物質(zhì)組成和

4、含量。結(jié)果為秋刀魚肌肉的水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量分別為(60.62±0.48)%、(17.63±0.34)%、(21.04±0.60)%和(0.75±0.01)%，屬于高蛋白高脂肪食物；18種氨基酸總量為18.67g/100g（濕重），其中8種必需氨基酸的含量占總氨基酸的38%，必需氨基酸與非必需氨基酸比值為0.79，氨基酸評(píng)分(AAS)2786.44mg/g N；Trp和Met+Cys分別為秋刀魚的第一、第二限制性氨基酸，必需氨

5、基酸指數(shù)（EAAI）為83.65；必需氨基酸、鮮味氨基酸含量豐富，組成合理，符合FAO/WHO推薦優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)氨基酸模式。粗脂肪中共檢測(cè)到21種脂肪酸，二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）和單不飽和脂肪酸含量豐富，其中EPA和DHA分別占總脂肪酸含量的5.17%和11.27%，n-3/n-6的比值很高。魚肉富含Na、Mg、P、Fe等礦物質(zhì)元素。常量和微量元素組成均衡，是補(bǔ)充人體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的理想食品來源，具有廣闊的市場(chǎng)開發(fā)潛力。<

6、br>　　鑒于秋刀魚內(nèi)臟中含有大量甘油三酯和磷脂，本研究進(jìn)一步對(duì)秋刀魚加工廢棄物——內(nèi)臟采用超臨界 CO2萃取技術(shù)從其內(nèi)臟中先后萃取甘油三酯和卵磷脂，與有機(jī)溶劑萃取法（乙醇和丙酮）萃取的卵磷脂得率作對(duì)比。首先采用超臨界 CO2萃取法從內(nèi)臟中萃取甘油三酯，再以無水乙醇為夾帶劑，從脫油內(nèi)臟中萃取卵磷脂，利用單因素和響應(yīng)面分析法優(yōu)化其工藝參數(shù)，得出最佳萃取條件。超臨界 CO2一次萃取甘油三酯選擇萃取壓力、萃取溫度和萃取時(shí)間3個(gè)主要因素，以魚油

7、得率為響應(yīng)值，其萃取工藝參數(shù)經(jīng)優(yōu)化后得出最佳萃取工藝條件：萃取壓力45 MPa，萃取溫度55℃，動(dòng)態(tài)萃取3h。由響應(yīng)面模型Y=20.14+2.21A-0.086B+1.07C+0.09AB+0.79AC+0.43BC-1.52A2-3.55B2-1.07C2預(yù)測(cè)的甘油三酯得率為21.66g/100g（濕樣），實(shí)際值為22.07±0.33 g/100g（濕樣），經(jīng)檢測(cè)甘油三酯中不含卵磷脂。其后以脫油內(nèi)臟為原料進(jìn)行二次萃取，選擇萃取壓力、萃

8、取溫度、夾帶劑（無水乙醇）流速和萃取時(shí)間4個(gè)主要因素，以卵磷脂得率為響應(yīng)值，將萃取工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化后得出最佳條件：萃取壓力45 MPa、萃取溫度50℃、夾帶劑流速2.0ml/min以及萃取時(shí)間2.5h。由響應(yīng)面模型Y=7.88+0.68A+0.45B+0.73C+1.11D-0.38AB+0.20AD-0.25CD-0.20A2-0.87B2-0.25C2-0.70D2預(yù)測(cè)的卵磷脂得率9.24g/100g（濕樣），實(shí)際值為9.23 g±

9、0.12/100g（濕樣）。
　　對(duì)萃取得到的內(nèi)臟卵磷脂采用薄層色譜法進(jìn)行分離，共分離出4種磷脂，分別是磷脂酰膽堿，磷脂酰乙醇胺，磷脂酰絲氨酸和磷脂酰肌醇。對(duì)其含量采用高效液相色譜(HPLC)進(jìn)行分析。磷脂酰膽堿(PC)(63.87%±1.67%)和磷脂酰乙醇胺(PE)(32.30%±1.72%)是粗卵磷脂中主要的磷脂。魚油、粗卵磷脂、PC和PE的脂肪酸組成通過氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)進(jìn)行分析。對(duì)于魚油而言，棕櫚酸(C16

10、:0)是最主要的飽和脂肪酸，含量為9.47±0.38%。芥酸(C22:1)是最主要的單不飽和脂肪酸，含量為20.62±0.27%。在n-6多不飽和脂肪酸組分中，花生四烯酸(C20:4：2.36%)是主要的n-6多不飽和脂肪酸；亞麻酸(C18:3)和二十碳三烯酸(C20:3)在多不飽和脂肪酸組分中的含量都較低；EPA(C20:5)和DHA(C22:6)在n-3多不飽和脂肪酸組分中的含量分別為第一和第二，為13.82%和7.00%。我們的研

11、究揭示了秋刀魚油由于n-3/n-6的比例（5.03）較高，因此對(duì)人類具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。卵磷脂中多不飽和脂肪酸在總脂肪酸含量中比例很高，尤其是DHA(27.44%)。對(duì)于PC和PE，SFA的含量在總脂肪酸含量中是最高的。單不飽和脂肪酸的含量分別為34.49%和32.99%。重要的多不飽和脂肪酸是EPA（6.51%和6.41%）和DHA（21.99%和22.08%），在脂質(zhì)組分中的含量都十分高。另外我們還研究了粗卵磷脂的氧化穩(wěn)定性，研究證