提取条件对草鱼鱼油特性的影响及其脂肪酸组成分析

孙炳新，苏 阳，郝婷婷，祈 岩，冯叙桥，，*

(1.渤海大学食品科学研究院，渤海大学化学化工与食品安全学院，辽宁省食品安全重点实验室，“食品贮藏加工及质量安全控制工程技术研究中心”辽宁省高校重大科技平台，辽宁锦州121013; 2.沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳110866)

鱼油的提取工艺主要有蒸煮法、稀碱水解法、低温提油法、酶解法和超临界流体萃取法等。其中蒸煮法提取时间长、温度高，鱼油容易氧化变质，出油率低［1］;低温提油法需要制冷装置，分离效率低，鱼油酸价高［2］;酶解法虽然条件温和，不过酶一般不容易保存，易失活;超临界流体萃取法虽然具有化学性质稳定、临界温度不是很高等优点，但是超临界流体萃取是高压技术，对设备要求较高，故投资大，消耗资金较多［3］。而鱼油的稀碱水解提取法利用稀碱液水解脂肪组织中的蛋白质，破坏蛋白质与油脂的结合，更好地促进鱼油的释放。该法具有出油率高、产品色泽浅、游离脂肪酸含量少等优点［4-6］。草鱼(Ctenopharyngodon idellus)作为我国特有的温水性淡水养殖种类，是全国产量最大的养殖对象之一［7］。草鱼脂肪中含有大量的鱼油，鱼油的特征脂肪酸是富含ω-3系的多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids，PUFA)，如二十碳五烯酸(Eicosapentenoic acid，EPA)和二十二碳六烯酸(Docosahexenoic acid，DHA)［8］。草鱼的鱼油一般存在于腹部和内脏中，这些部分一般被作为下脚料，如果将它们排放到自然界中不仅会污染环境，还会造成资源浪费，而如果能充分利用这些物质，不仅可以提高鱼类生产加工的附加值，还能够有效减少环境污染，带来更大的经济效益。本实验以草鱼的肝脏和脂肪为原料，研究提取鱼油的条件对鱼油品质的影响及其脂肪酸的组成，为开发高价值鱼油产品奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

春季草鱼 市售，个体约1500g，每次鲜鱼购回后，24h内处理完毕;氢氧化钠、氢氧化钾、氯化钠、无水乙醇、硫酸、无水乙醚、石油醚、甲醇、苯、浓磷酸均为分析纯，沈阳化工实验厂;37种脂肪酸甲酯混标Sigma公司。

电子分析天平 FA224型，上海舜宇恒平科学仪器有限公司;绞肉机 KDR-183-1型，天津市达康电器公司;实验精密酸度计 PHS-3C型，上海精密仪器仪表有限公司;DK-S24型恒温水浴锅、DHG型电热鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司;台式高速离心机 TDL-5-A型，上海安亭科学仪器厂;气相色谱仪 CP-3800/3900型，瓦里安。

1.2 原料的预处理

将购回的新鲜草鱼用重物敲击其头部，取其肝脏和脂肪，用水清洗几次，除去血渍杂物等，将表面水沥干后，用绞肉机将其绞碎，置于冰箱内冷藏。每个单因素实验采用同一批次样品，分别称取同质量的肝脏和脂肪，不同因素可采用不同批次的样品，置于冰箱内冷藏的样品应在2d内用完，否则应弃之。

1.3 原料的基本理化指标

1.3.1 水分含量的测定 采用常压干燥法，在恒重的称量皿中精确称取试样5g，放入105℃烘箱中烘干1h，取出称量皿，立即放入干燥器内冷却至常温，称量烘干后重量。重复以上步骤进行复烘，复烘时间为30m in，直到前后两次质量差值小于0.002g为止。

式中:m1-烘干前称皿和试样重量(g);m2-烘干后称样皿和试样重量(g);m-称样皿重量(g)。

1.3.2 粗脂肪含量的测定 采用索氏抽提法，将处理好的样品装入滤纸筒放入索氏提取器内，连接已干燥至恒重的脂肪接收瓶，由冷凝管上端加入无水石油醚，加量为接受瓶体积的2/3，于水浴上加热使石油醚不断的回流提取，提取6h左右，并按式2计算脂肪含量。

式中:m1-接受瓶的质量(g);m2-接受瓶和脂肪的质量(g);m-样品的质量(g)。

1.4 鱼油的提取工艺

均匀称取20g肝脏和脂肪(1∶1)的混合样品→加入20g蒸馏水，搅拌均匀→水浴升温→NaOH(1∶1，W/V)调pH→继续升温→加入鱼糜质量分数10%浓度4%NaCl溶液保温盐析→3500r/min趁热离心10min→用移液枪收集上层油脂即为粗鱼油。

1.5 鱼油的精制

脱胶:30℃以下加入一定体积(油重的1%～1.5%)的浓磷酸(浓度90%～94%)，再加入油重约2%～4%的热水，反应 2～10m in，2000r/min离心10m in去除胶质，得到脱胶鱼油。

脱酸:测定鱼油的酸价，计算用碱量，配制成15%的NaOH溶液，搅拌后加入，升温至60℃，停止搅拌，静置沉降，放出油脚。取油重20%的淡盐水(8%)洗涤1～2遍，加热至65℃真空脱水。

1.6 鱼油提取率及品质测定

1.6.1 鱼油提取率的计算方法

1.6.2 鱼油品质测定 碘价:采用硫代硫酸钠滴定法，参照GB/T5532-1995;酸价:采用氢氧化钠滴定法，参照GB/T5530-1998;过氧化值:采用硫代硫酸钠回滴法，参照GB/T538-1995;含皂量:采用盐酸回滴法，参照GB/T5533-1985。以上各指标均重复测定三次。

1.7 草鱼提取条件对提取率及鱼油品质的影响

1.7.1 水解温度对草鱼鱼油提取率及特性的影响 为了研究水解温度对草鱼鱼油提取率及特性的影响，按照1.4中所述的实验工艺，将水解温度设置为35、45、55、65℃，其他工艺参数分别为NaOH(1∶1，W/V)调 pH9，盐析温度为 60℃，NaCl保温盐析5min。

1.7.2 pH对草鱼鱼油提取率及性质的影响 为了研究pH对草鱼鱼油提取率及性质的影响，按照1.4中所述的实验工艺，将pH设为7、8、9和10，其他工艺参数为水解温度分别为45℃，NaOH(1∶1，W/V)调pH后，盐析温度为60℃，NaCl保温盐析5m in。

1.7.3 盐析温度对草鱼鱼油提取率及性质的影响 为了研究盐析温度对草鱼鱼油提取率及性质的影响，按照1.4中所述的实验工艺，将盐析温度设置为50、60、70、80℃，其他工艺参数分别为水解温度45℃，NaOH(1∶1，W/V)调pH9，NaCl保温盐析5min。

1.7.4 盐析时间对草鱼鱼油提取率及性质的影响 为了研究盐析时间对草鱼鱼油提取率及性质的影响，按照1.4中所述的实验工艺，将盐析时间设置为2、5、9、13m in，其他工艺参数分别为水解温度45℃，NaOH(1∶1，W/V)调pH9，盐析的温度为60℃。

1.8 脂肪酸组成

采用气相色谱法［9］(gas chromatography，GC)对样品进行脂肪酸组成分析。首先将样品进行甲酯化前处理，本实验按照寇秀颖等［10］的方法进行甲酯化，目的是为了通过改善样品的挥发性、热稳定性、分离度以及灵敏度来使样品更适于气相色谱的分析。其次将甲酯化后的鱼油用微量注射器移入气相分析仪中进行分析。具体的甲酯化方法和气相色谱的分析条件如下。

KOH-甲醇甲酯化:称取油脂或脂肪酸50mg置于10m L容量瓶内，加入2m L石油醚和苯的混合溶剂(1∶1)，轻轻摇动使之溶解。再加入2m L 0.4mol/L氢氧化钾-甲醇溶液，混匀。在室温静置不同时间，加蒸馏水使全部有机相甲酯溶液升至瓶颈上部，澄清后吸取上清液。

GC分析条件:色谱柱:cp-sil8CB毛细管柱(30m ×0.25mm×0.25μm);升温程序:40℃保持2m in，以3℃/m in升至 260℃，保持 1m in;载气(He)流速1.2m L/m in，压力2.4kPa，进样量1μL;分流比1∶35。

1.9 数据统计分析

显著性方差分析方法。

2 结果与分析

2.1 不同批次草鱼的基本理化指标

由表1可知，草鱼的肝脏和脂肪(1∶1)混合物含水率在45%左右，粗脂肪含量在25%左右，其他的物质可能是蛋白质等成分。

表1 草鱼不同批次的基本理化指标Table1 Basic physicochemical property of different batches of Ctenopharyngodon idellus

2.2 萃取条件对稀碱水法提取鱼油及品质的影响

2.2.1 水解温度对草鱼鱼油提取率及性质的影响 由表2可知，水解温度对鱼油的提取率有显著的影响(p＜0.05)。鱼油的提取率随温度的升高而升高，鱼油在45℃时的提取率明显高于35℃时的提取率，而当温度高于45℃时，鱼油提取率随温度的升高呈现下降的趋势。分析原因是水解温度过高时，由于脂肪组织中的蛋白质凝固变性，将油脂包裹其中，阻碍了油脂的析出，因此鱼油的提取率随温度的升高而下降。同时由表2可以看出，随着水解温度的升高，过氧化值和含皂量也逐渐升高，其中过氧化值可反映氧化程度，皂化价可反映稳定程度，而表2中显示过氧化值和含皂量都升高，这是因为在高温下鱼油与碱液接触，加快了鱼油的氧化速度，产生了大量的皂化物，降低了鱼油的品质。综上分析，为保证鱼油的品质，水解温度不宜过高，鱼油适宜的水解温度为45℃。

2.2.2 pH对草鱼鱼油提取率及性质的影响 由表3可知，鱼油的提取率随着pH的升高而增大，当pH由7.0增加到8.0时，提取率明显增高，表明提高pH可促进脂肪组织的水解，将更多的鱼油释放出来。pH过高也会影响油脂的不饱和程度，当pH为9.0时，油脂的碘价最高，说明不饱和程度最高。而酸价是检验脂肪中游离脂肪酸含量的标志，植物油中的游离脂肪酸用氢氧化钾标准溶液滴定，每克油消耗氢氧化钾的毫克数，称为酸价。酸价越小，说明油脂质量越高，油脂越稳定，新鲜度和精炼程度越好［11］。所以当pH为10.0时油脂最稳定。当pH为10.0时，过氧化值最低，表明氧化程度最小。综合考虑，草鱼鱼油提取过程中最宜采用的pH为10.0。

2.2.3 盐析时间对草鱼鱼油提取率及性质的影响 随着盐析时间的延长，草鱼鱼油的提取率逐渐增大，但是过氧化值逐渐升高，说明随着盐析时间的延长，鱼油逐渐氧化，过氧化值逐渐升高(表4)，并且盐析的温度也会导致鱼油脂肪酸的分解，所以综合考虑，草鱼鱼油提取过程中最宜采用的盐析时间为5min。

表2 水解温度对草鱼鱼油提取率及性质的影响Table2 Effect of hydrolysis temperature on extraction ratio and property of Ctenopharyngodon idellus oil

表3 pH对草鱼鱼油提取率及性质的影响Table3 Effect of pH on extraction ratio and properties of Ctenopharyngodon idellus oil

2.2.4 盐析温度对草鱼鱼油提取率及性质的影响由表5可知，当盐析温度为60℃时，提取率最高，与50℃相比增高较明显，之后随着温度的升高，提取率逐渐下降，同时随着温度的升高，过氧化值逐渐增加，碘价逐渐降低，分析原因是由于随着盐析温度的增加，鱼油脂肪酸链的不稳定，被氧化程度较高，从而使油脂的不饱和度降低，而碘价的分析主要反映了油脂的不饱和程度［12］，油脂的碘价越高则说明不饱和程度越高，所以综上分析，草鱼鱼油提取过程中最适宜的盐析温度为60℃。

表4 盐析时间对草鱼鱼油提取率及性质的影响Table4 Effect of salting-out time on extraction ratio and property of Ctenopharyngodon idellus oil

表5 盐析温度对草鱼鱼油提取率及性质的影响Table5 Effect of salting-out temperature on extraction ratio and property of Ctenopharyngodon idellus oil

表6 精制草鱼鱼油脂肪酸含量Table6 Fatty acids in refined Ctenopharyngodon idellus oil

2.2.5 验证实验 由上述实验得到的最适提取参数，根据鱼油的提取工艺及精制工艺重新从鱼糜中提取鱼油，最终得到鱼油的提取率为 84.81% ± 0.56%，碘价(100.35±0.45)gI2/100g，酸价(0.68± 0.17)mg KOH/g，过氧化值(0.79±0.04)meq/kg，含皂量0.30%±0.03%。验证实验与原实验数据没有显著差异，说明所选实验条件较好，是最优实验结果。适用于工业生产。

2.3 草鱼鱼油脂肪酸组成分析

精制后的草鱼鱼油脂肪酸的气相色谱图见图1。分析结果表明，草鱼鱼油的脂肪酸中饱和脂肪酸占30%左右，其中以硬脂酸和花生酸为主，还含有少量的月桂酸、十五烷酸、棕榈酸和十七烷酸;不饱和脂肪酸占60%左右，其中单不饱和脂肪酸主要是由棕榈油酸、十七碳一烯酸、反式油酸、二十碳一烯酸、油酸及芥酸构成，占脂肪酸含量的37%左右，油酸和十七碳一烯酸占绝大多数;多不饱和脂肪酸主要是由n3及n6系列构成，含量在23%左右，主要由γ-亚麻酸、α-亚麻酸、二十碳二烯酸、二十碳三烯酸、EPA及DHA构成(表6)。

图1 精制草鱼鱼油脂肪酸组成气相色谱图Fig.1 GC chromatogram of fatty acids in refined Ctenopharyngodon idellus oil

3 讨论与结论

本实验与谭汝成等［13］的实验有相似性，但是最后的实验结果在pH对提取率的影响的趋势上和经过气相色谱分析后的脂肪酸的组成和含量都有所不同。本实验的脂肪酸组成要比谭汝成所做的鲢鱼的脂肪酸组成多一些硬脂酸，如月桂酸和十七烷酸，分析原因是:虽然都是提取，但是提取的材料不同;同时所处的实验环境及实验条件也不尽相同，采用的脂肪酸的混标也不一样。

以草鱼腹内脂肪和肝脏为原料，采用稀碱水解提取法制备草鱼鱼油时，水解液pH、水解温度、盐析时间与盐析温度等提取条件对鱼油的提取率、碘价、酸价、过氧化值和含皂量具有重要影响。通过实验得到的影响草鱼鱼油提取工艺的最佳条件为脂肪和肝脏(1∶1)的混合样品，加入与鱼糜同比例的蒸馏水，搅拌均匀于45℃ pH10.0氢氧化钠溶液(1∶1，W/V)中水解5m in，加入鱼糜质量分数10%的4% NaCl溶液后在60℃下盐析5min。在该条件下提取的鱼油的提取率为84.81%±0.56%，碘价为(100.35 ±0.45)g I2/100g，酸价为(0.68±0.17)mg KOH/g，过氧化值为(0.79±0.04)meq/kg，含皂量为0.30% ± 0.03%，表明在这种条件下提取出来的鱼油的品质是最好的。同时经过脂肪酸成分分析得到:鱼油中含有16∶0、18∶1n-9、C18∶2n6c等22种脂肪酸，饱和脂肪酸占30%左右，不饱和脂肪酸含量较多，占60%左右，其中单不饱和脂肪酸占脂肪酸含量的37%左右，多不饱和脂肪酸主要是由n3及n6系列构成，含量在23%左右。本实验以提取率、酸价、碘值、过氧化值、含皂量为指标，研究了提取因素对鱼油品质的影响，实验可为进一步研究影响鱼油的氧化条件提供理论基础，对如何保持鱼油的品质、更全面的了解鱼油的营养价值及药用价值，提供一定的参考作用。

［1］王琴，成坚，司徒海欣.淡水鱼鱼油的加工及其异味去除［J］.仲恺农业技术学院学报，2004，17(4):39-43.

［2］郝记名，刘书成，张静，等.利用罗非鱼下脚料提取鱼油的工艺研究［J］.食品工业科技，2009，30(7):207-211.

［3］刑立民.CO2超临界萃取技术在油脂生产中的应用［J］.内蒙古科技与经济，2009(12):80-83.

［4］杨琦，赵建滨，刘至贞.传统淡碱水解法提取鱼油工艺的改进研究［J］.山西医科大学学报，2000，31(6):560-561.

［5］杨官娥，杨琦，赵建滨，等.钾法提取鱼油工艺的研究［J］.山西医科大学学报，2001，32(1):31-32.

［6］杨官娥，杨琦，赵建滨，等.氨法提取鱼油工艺的研究［J］.中国海洋药物，2002，87(3):25-27.

［7］刘茜，吉红，苏尚顺，等.草鱼脂肪细胞提取与保存的研究［J］.水利渔业，2007，27(2):7-8.

［8］陶宁萍，鲍丹.鱼油的营养和药用价值极其提取工艺的研究进展［J］.上海水产大学学报，2005(6):197-201.

［9］韩菊，董建芳，李芳.油脂中脂肪的分析测定［J］.河北科技大学学报，2007，28(3):209-212.

［10］寇秀颖，于国萍.脂肪和脂肪酸甲酯化方法的研究［J］.食品研究与开发，2005，26(2):46-47.

［11］陈丹萍，陈彩彦，杨富春.食用植物油中酸价测量结果的不确定度评估［J］.广州化工，2011，39(9):126-128.

［12］奚奇辉，金鑫，赖丽萍，等.傅立叶自解卷积红外光谱法快速测定油脂的碘价［J］.食品科技，2010，31(10):319-322.

［13］谭汝成，熊善柏，刘敬科，等.提取条件对白鲢鱼油性质的影响及鱼油脂肪酸组成分析［J］.食品科学，2008，29(2): 72-75.