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水酶法与热熔法提取大鲵油的精制工艺和品质比较研究

发布日期:2019-09-09 作者: 点击:

水酶法与热熔法提取大鲵油的精制工艺
和品质比较研究


辛 茜1,陈德经2,陈小华2,贾少杰1
(1.陕西理工大学 生物科学与工程学院,陕西 汉中 723001;
2.陕西理工大学 陕西省资源生物重点实验室,陕西 汉中 723001)


摘要:研究水酶法和热熔法提取大鲵油的精制工艺及品质差异。采用风味蛋白酶酶解和热熔提取的大鲵油经0.2%质量分数80%的磷酸脱胶,1.5%质量分数为6.67%氢氧化钠溶液脱酸,4%复合脱色剂脱色,料液比1∶ 3质量分数2%的茶多酚-酵母复合液脱腥,再经115 ℃、真空度0.08 MPa减压脱臭1 h,测定两种大鲵油的理化性质和脂肪酸组成。结果表明:水酶油和热熔油的提取率分别为75.85%、75.54%,脱色率分别为42.83%、33.61%,经茶多酚-酵母复合液脱腥后的水酶油腥味低于热熔油,精制水酶油符合我国水产行业精制鱼油的一级标准,精制热熔油符合水产行业精制鱼油的二级标准;水酶油中不饱和脂肪酸含量为76.8%,EPA、DHA含量分别为3.5%、4.2%,高于热熔油的。水酶法提取大鲵油的品质优于热熔法制备的大鲵油。
关键词:大鲵油;水酶法;热熔法;精制;品质;脂肪酸
中图分类号:TS225;TS254    文献标识码:A      文章编号:1003-7969(2018)12-0026-05


Refining process and quality comparison of Chinese giant salamander 
oils extracted by aqueous enzymatic method and hot melt method 
XIN Xi1, CHEN Dejing2,CHEN Xiaohua2,JIA Shaojie1
(1. School of Biological Science & Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723001, 
Shaanxi, China; 2. Shaanxi Provincial Bio-Resource Key Laboratory, Shaanxi University of 
Technology, Hanzhong 723001, Shaanxi,China)


Abstract:The refining process and quality differences of Chinese giant salamander oils extracted by aqueous enzymatic method and hot melt method were studied. Chinese giant salamander oil was prepared respectively by flavor protease enzymatic method and hot melt method, then degummed by 0.2% of phosphate with mass fraction 80%, deacidified by 1.5% of NaOH with mass fraction 6.67%, bleached by 4% of compound decolorant, deodorized by volume ratio of material to tea polyphenol-yeast complex solution (mass fraction 2%) 1∶ 3, and deodorized for 1 h at 115 ℃ under vacum degree 0.08 MPa,and the refined oils were obtained. The physicochemical properties and fatty acid compositions of the two refined Chinese giant salamander oils were determined. The results showed that the extraction rates of aqueous enzyme oil and hot melt oil were 75.85% and 75.54% respectively, and the bleaching rates were 4283% and 33.61% respectively,and the fishy smell of aqueous enzyme oil deodorized by tea polyphenol-yeast complex solution was lower than that of hot melt oil. The refined aqueous enzyme oil met the first grade standard of refined fish oil in Chinese aquatic industry, and the hot melt oil met the secondary standard of refined fish oil in the aquatic industry. The contents of unsaturated fatty acid, EPA and DHA in the aqueous enzyme oil was 76.8%, 3.5% and 4.2%, respectively,which were higher than those of hot melt oil. The quality of Chinese giant salamander oil extracted by aqueous enzymatic method was better than that by hot melt method.
Key words:Chinese giant salamander oil; aqueous enzymatic method; hot melt method; refining; quality; fatty acid


  大鲵(Andrias davidianus),俗称“娃娃鱼”,属有尾目,隐鳃鲵科,国家二级重点野生保护动物[1],从2017年起大鲵列入人工繁育国家重点保护水生野生动物名录(第一批),人工繁殖的子二代大鲵允许加工和利用。大鲵脂肪富含多种不饱和脂肪酸,无胆固醇,具有极高的营养价值[2-3]。胡代花[4]和张佳婵等[5]利用碱性蛋白酶制备大鲵油,经测定,肝脏油脂中有12种脂肪酸,不饱和脂肪酸占66.70%;尾脂油中有16种脂肪酸,不饱和脂肪酸占62.5%,含量相当丰富。
     动物油的提取方法有热熔法[6]、水酶法[7-8]、超临界萃取法[9]、超声辅助提取法[10]和微波辅助提取法[11]等。超临界萃取法由于设备投资大,生产成本高,难以普及应用;微波、超声波等辅助方法主要应用于实验室,工业化生产还具一定难度;热熔法是传统的提取方法,操作工艺简单、耗时短、成本低;水酶法反应条件温和,与传统方法相比,不仅提高了油脂的出油率,而且绿色、环保、无污染,酶解后的溶液还能利用。王苗苗等[12]采用酶解法在最佳工艺条件下提取大鲵尾部脂肪,提取率高达98.53%,所提的大鲵尾部油达到了我国水产行业粗鱼油的一级标准。
     大鲵油腥味较重,腥味的存在大大降低了油脂的营养价值和消费者的感官接受度[13],使得大鲵油的开发利用陷入瓶颈。改进大鲵油的精制工艺是其开发和利用的关键。目前对大鲵油的脱腥工艺研究较少,罗秦等[14]通过添加1%磷酸脱胶,15%氢氧化钠溶液脱酸,减压蒸馏脱臭对大鲵油进行精制,得到的大鲵油腥味较轻。在其他水产脱腥方面,李前山等[15]通过比较活性炭吸附、β-CD包埋、乙醚萃取、微生物发酵4种脱腥方法对贻贝酶解液的脱腥效果,结果表明酵母发酵脱腥效果最佳;徐永霞等[16]采用茶多酚溶液对带鱼浸泡脱腥,得到了较好的脱腥效果。本试验对水酶法和热熔法提取的大鲵油粗品的精制工艺参数,如脱酸加碱量、复合脱色剂添加量、脱腥剂(茶多酚液、酵母液、茶多酚-酵母复合液)进行了优化,并对水酶油和热熔油的品质进行了比较,旨在促进大鲵深加工产业的快速发展。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 原料与试剂
     大鲵脂肪组织,由陕西省资源生物重点实验室提供。
     37种脂肪酸甲酯混标、异辛烷,为色谱纯;磷酸、石油醚(沸点30~60 ℃)、无水乙醇、硫代硫酸钠、氢氧化钠、酚酞、冰乙酸、碘化钾、正己烷、可溶性淀粉、韦氏试剂、环己烷等,均为分析纯;茶多酚(纯度99.8%)、安琪酵母、复合脱色剂(活性炭与活性白土质量比为1∶ 5)、茶多酚-酵母复合液(质量比1∶ 1)、风味蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、复合蛋白酶,均为食品级。
1.1.2 仪器与设备
     DFY-1000型小型粉碎机,JA5003型电子天平,电热恒温水浴锅,LC-800型低速离心机,RE52-05型旋转蒸发仪,SHB-III循环水式多用真空泵,GC-2010型气相色谱仪等。
1.2 试验方法
1.2.1 水酶法提取大鲵油
     大鲵脂肪组织与水1∶ 1研浆后,分别加入05%风味蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶和复合蛋白酶酶解,在各种酶的适宜pH、温度下酶解1 h,沸水浴灭酶30 min,4 000 r/min离心10 min后取上层油脂挥干水分,测定大鲵油得率。
1.2.2 热熔法提取大鲵油
     称取大鲵脂肪组织,按质量比1∶ 1加水匀浆,加热并挤压至脂肪全部熔解,并进一步挥发水分,过滤油渣后,称重,计算大鲵油得率。
     得率=提取大鲵油的质量/大鲵脂肪组织质量×100%
1.2.3 大鲵油的精制工艺
     (1)脱胶:将提取的两种粗大鲵油分别装入500 mL锥形瓶中,按大鲵油质量的0.2%缓慢加入质量分数80%的磷酸,按油质量的1%加入质量分数10%的盐水,60 ℃下搅拌加热60 min,去离子水洗涤,静置分层分离油样。
     (2)脱酸:在脱胶大鲵油中加入一定量质量分数为6.67%的氢氧化钠溶液,90 ℃水浴加热,搅拌1 h,分离上层油样后用100 ℃的去离子水洗去残留皂脚至中性,重复4次,分离上层油样。
     (3)脱色:在脱酸大鲵油中加入一定量的复合脱色剂,水浴80 ℃搅拌1 h进行脱色,放置至40~50 ℃,真空抽滤。取添加不同比例脱色剂的水酶油、热熔油各2 mL,加入8 mL石油醚混合均匀,以石油醚作背景,在350 nm波长处测定吸光值,按下式计算脱色率:
     脱色率=(A0-A1)/A0×100%
     式中:A0为脱酸大鲵油的吸光值;A1为脱色大鲵油的吸光值。
     (4)脱腥:往脱色水酶油和热熔油中分别按油液体积比1∶ 3加入质量分数均为2%的茶多酚液、酵母液、茶多酚-酵母复合液,充分振荡后静置2 h,过滤后用去离子水清洗3遍。在100 ℃的条件下,利用旋转蒸发仪对脱色大鲵油旋蒸30 min,然后放入115 ℃、0.08 MPa的真空干燥箱中,1 h后取出。采用人工感官评定的方法,由5名经过系统培训的感官员组成评价小组,对脱腥的水酶油和热熔油进行打分,采用0~5分制评定气味强度,0分为无,5分为最强。
1.2.4 大鲵油的理化指标测定
     酸值:GB 5009.229—2016;过氧化值:GB 5009.227—2016;碘值:GB/T 5532—2008;水分及挥发物含量:GB 5009.236—2016;不溶性杂质:GB/T 15688—2008;不皂化物:GB/T 5535.1—2008。
1.2.5 大鲵油的脂肪酸分析 
     甲酯化:参考陈德经等[3]油脂甲酯化方法。采用GC-2010型气相色谱仪XA-Ⅲ-09-33。仪器条件:PEG毛细管柱(0.53 mm×30 m,1 μm),进样量1 μL,汽化室温度220 ℃;柱起始温度100 ℃,保持10 min,以40 ℃/min升至250 ℃,保持10 min;检测器温度230 ℃,载气流量3 mL/min,氢气流量45 mL/min,空气流量500 mL/min,分流比9∶ 1。利用面积归一化法对所得数据进行分析。
2 结果与分析
2.1 水酶法提取用酶选择及油脂得率
     大鲵脂肪组织经风味蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶和复合蛋白酶分别酶解后,测得风味蛋白酶的油得率最高。因此,选用风味蛋白酶进行大鲵油的酶解。在pH 7.0、酶解温度53 ℃条件下,经1.2.2方法以0.5%风味蛋白酶酶解,大鲵油得率为75.85%。
2.2 热熔法提取大鲵油
     经测定,热熔法大鲵油得率为75.54%,与水酶法的相似。
2.3 大鲵油的精制
2.3.1 加碱量对大鲵油脱酸效果的影响
     分别加入油质量0%、0.5%、1%、1.5%、2%的氢氧化钠溶液,对脱胶大鲵油进行脱酸处理。不同加碱量对大鲵油品质的影响见表1。

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由表1可知,不同的加碱量对大鲵油的酸值和过氧化值有明显影响,但对碘值无明显影响。在加碱量为1.5%时,水酶油的酸值(KOH)和过氧化值分别为0.73 mg/g和4.33 mmol/kg,热熔油的酸值(KOH)和过氧化值分别为1.05 mg/g和5.38 mmol/kg。当加碱量增至2.0%时,过氧化值增大,而酸值降低,但差异不大。因此,大鲵油脱酸过程中适宜加碱量为1.5%。
2.3.2 复合脱色剂添加量对大鲵油脱色效果的影响
     分别加入油质量0%、1%、2%、3%和4%的复合脱色剂,对脱酸大鲵油进行脱色。不同复合脱色剂添加量对大鲵油脱色的影响见表2。
     由表2可知,随着复合脱色剂添加量增大,脱色率增大,在复合脱色剂添加量为4%时,脱色效果最好,此时水酶油的脱色率为42.83%,外观浅黄色、透明;热熔油的脱色率为33.61%,外观橙红色、透明。因此,大鲵油脱色时加4%的复合脱色剂比较合适,复合脱色剂对水酶油的脱色程度高于热熔油。

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2.3.3 不同脱腥剂对大鲵油脱腥效果的影响
     编号为A、B、C、D、E的5位感官人员采取嗅闻的方式,对加入不同脱腥剂的脱色水酶油和热熔油进行打分,所得结果见表3。
     由表3可知,茶多酚液、酵母液、茶多酚-酵母复合液3种脱腥剂对脱色水酶油和热熔油的腥味均有不同程度的去除作用。茶多酚-酵母复合液对大鲵油的脱腥效果最好,其次是酵母液、茶多酚液组。因此,选择2%的茶多酚-酵母复合液进行脱腥。

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2.4 大鲵油的理化性质
     水酶法和热熔法所制的大鲵毛油经精制后与水产行业精制鱼油标准(SC/T 3502—2016)各项理化指标的比较结果见表4。

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由表4可知,水酶油水分及挥发物为0.07%,不溶性杂质为0.03%,酸值(KOH)为0.72 mg/g,不皂化物为0.88 g/kg,过氧化值为4.30 mmol/kg,均符合水产行业精制鱼油一级标准。热熔油水分及挥发物为0.18%,不溶性杂质为0.06%,酸值(KOH)为1.01 mg/g,不皂化物为1.62 g/kg,过氧化值为553 mmol/kg,均符合水产行业精制鱼油二级标准。
2.5 大鲵油的脂肪酸组成(见表5)
     由表5可知,两种方法提取的大鲵油均检测出10种已知脂肪酸,4种未知脂肪酸类。水酶油的10种已知脂肪酸中饱和脂肪酸占19.4%,其中,棕榈酸含量最高,为15.2%;不饱和脂肪酸占76.8%,其中单不饱和脂肪酸占47.6%,主要为油酸(32.6%),多不饱和脂肪酸占29.2%,主要为亚油酸(147%);EPA、DHA含量分别为3.5%、4.2%。热熔油的10种已知脂肪酸中饱和脂肪酸占248%,其中,棕榈酸含量最高为17.5%;不饱和脂肪酸占70.9%,其中单不饱和脂肪酸占45.1%,主要为油酸(34.8%);多不饱和脂肪酸占25.8%,主要为亚油酸(15.3%);EPA、DHA含量分别为2.4%、3.2%。综上可看出,水酶法对大鲵油中不饱和脂肪酸的保留率高于热熔法。

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3 结 论
     (1)采用风味蛋白酶酶解大鲵油和热熔法提取大鲵油的精制工艺为:0.2%磷酸脱胶,加入1.5%质量分数为6.67%氢氧化钠溶液脱酸,4%复合脱色剂脱色,2%茶多酚-酵母复合液脱腥。水酶油浅黄色、腥味淡;热熔油橙红色、微腥。
     (2)水酶法提取大鲵油的品质优于热熔法制备的大鲵油。水酶油的水分及挥发物(0.07%)、不溶性杂质(0.03%)、酸值(KOH)(0.72 mg/g)、不皂化物(0.88 g/kg)、过氧化值(4.30 mmol/kg)符合我国水产行业精制鱼油的一级标准;热熔油的水分及挥发物(0.18%)、不溶性杂质(0.06%)、酸值(KOH)(1.01 mg/g)、不皂化物(1.62 g/kg)、过氧化值(553 mmol/kg)符合我国水产行业精制鱼油的二级标准。水酶法对不饱和脂肪酸保留高于热熔法。水酶油中不饱和脂肪酸含量76.8%,EPA、DHA总量为7.7%;热熔油中不饱和脂肪酸含量709%,EPA、DHA总量为5.6%。
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