鱼肝油食品的生产工艺优化及其对品质的影响

鱼肝油作为富含omega-3多不饱和脂肪酸等多种营养成分的天然产品，在食品和医药领域有着广阔的应用前景。然而，传统的鱼肝油生产工艺存在一些不足，如原料破坏严重、萃取和精制效率低下、产品氧化稳定性差等，这些都在一定程度上制约了鱼肝油产品的质量提升和开发利用。近年来，随着绿色化学和可持续发展理念的不断发展，鱼肝油生产工艺也取得了长足进步。一系列新型温和高效的预处理、萃取、精制和包装技术不断得到开发和优化应用，提升了鱼肝油生产过程的环境友好性，降低了生产过程的能耗，提高了生产效率，最重要的是能够最大限度地保留和富集鱼肝油中的有效营养成分，延长其保质期，全面提升产品品质。

1.鱼肝油生产工艺概述

鱼肝油生产工艺首先需要对新鲜鱼肝进行预处理，包括筛选、清洗和切割等，去除杂质和不需要的部分。然后对预处理后的鱼肝进行搅拌加热，使其发生部分水解，提高后续萃取效率。接下来是关键的萃取环节，采用正己烷等有机溶剂对水解后的鱼肝进行反复浸取，将其中所含的油脂类物质溶解并分离出来。由于鱼肝油易受热和氧化破坏，整个萃取过程需在惰性气体保护和低温条件下操作。最后对粗提液进行浓缩、精制等工序，除去残留杂质和溶剂，添加稳定剂调节理化性质和氧化稳定性，从而获得优质、富含omega-3脂肪酸的鱼肝油产品。

2.生产工艺优化研究进展

2.1 原料预处理优化

2.1.1 酶解工艺

酶解工艺通常采用蛋白酶或碳水化合物酶对鱼肝进行酶解处理。蛋白酶如蛋白酶、木瓜蛋白酶等可水解肝脏中的蛋白质成分，而α-淀粉酶、纤维素酶等碳水化合物酶则能降解细胞壁成分，使细胞内油脂更易渗出。合理选择和匹配不同类型的酶制剂，控制好酶解温度、pH值、时间等参数，可最大限度地破坏肝脏细胞结构，释放出游离油脂。

与传统的物理或化学预处理方法相比，酶解工艺操作温和、环境友好，可有效避免热或酸碱处理造成的油脂损失和营养成分流失。同时，酶解预处理还能提高萃取液的流动性，减少过滤和离心所需能量，降低后续精制难度。

2.1.2 物理辅助预处理

超声波预处理是利用超声波产生的空化效应，使鱼肝细胞受到剧烈的压力冲击和剪切作用，从而使细胞破碎，释放出细胞内油脂。超声波处理时间、功率、温度等参数的优化对预处理效果的影响较大。

微波辅助预处理则是利用微波能量使鱼肝内部快速加热至一定温度，破坏细胞膜和细胞壁的结构，使油脂快速外渗。合理控制微波功率、时间等参数可避免过度加热造成的油脂氧化。

2.2 提取工艺优化

2.2.1 超临界流体提取

在超临界条件下，二氧化碳呈现出介于气体和液体之间的性质，具有较低的黏度和较强的扩散能力，可以很好地渗透到固体基质内部。同时，它具有液体的溶解能力，对非极性物质如油脂有很好的溶解性能。

超临界二氧化碳提取的关键是合理控制提取压力、温度等工艺参数。在适宜的压力和温度条件下，二氧化碳能高效地溶解和携带鱼肝内的油脂成分，从而实现精准分离提取。与传统的热压榨或溶剂萃取法相比，这种方法无需加热或使用有机溶剂，因而可最大限度地避免营养损失和产品残留。此外，超临界提取所得产品基本无杂质，无需进一步进行精制净化，可直接用于制药和食品领域。综合考虑提取效率、产品质量和环境影响，超临界流体技术被认为是鱼肝油生产中潜力巨大的绿色优选工艺。

2.2.2 微波辅助提取

微波辅助提取是利用微波能量对溶剂和被提取物料进行选择性加热，从而加速溶剂扩散渗透和溶质溶解的过程，提高鱼肝油的提取效率。在微波辅助提取过程中，溶剂分子和鱼肝中的极性基团能很好地吸收微波能量，发生快速的定向运动和振动，导致局部温度和压力急剧升高。这种微波热效应加速了细胞结构破坏和溶质向溶剂的传质扩散，从而大大缩短了传统溶剂萃取所需的时间。另外，微波能量使溶剂分子运动加快，提高了溶剂对鱼肝油脂的溶解和扩散能力，进一步促进了萃取效率的提升。

2.2.3 其他新型提取技术

离子液体作为一种新型绿色溶剂，具备良好的热稳定性、电化学稳定性和可设计性，在鱼肝油提取中展现出优异的性能。离子液体不仅能有选择性地溶解鱼肝油脂，而且可回收重复利用，符合绿色化学理念的要求。

低频超声波辅助提取是利用低频大功率超声波产生的空化效应，破坏鱼肝细胞结构，释放出油脂，同时增大溶剂与被提取物接触面积，从而提高传质效率。该技术操作简单、效率高，无需加热，是鱼肝油提取的理想新工艺。

酶促萃取则是在传统溶剂萃取基础上，引入酶催化水解过程，使鱼肝中的复杂脂类分子降解为简单脂肪酸酯类，进而提高其在溶剂中的溶解度和渗透率，有利于提高萃取收率。

2.3 精制工艺优化

2.3.1 短程分子蒸馏技术

短程分子蒸馏技术是鱼肝油生产中一种高效的精制工艺，可以很好地去除油品中的杂质和不需要的组分，提高鱼肝油的质量和纯度。

该环节是在真空条件下进行，利用不同组分的蒸气压力差异实现分离。粗鱼肝油被加热到一定温度后，首先会发生轻组分（如溶剂残留物等）的蒸发，然后是目标产物（油脂）的蒸发，最后是较重组分（如蜡质等杂质）残留。

通过控制合适的真空度、加热温度梯度及冷凝温度，使轻组分和重组分分别凝析在不同的接收器中，从而更好地将纯化的鱼肝油和其他杂质分离开来。整个过程在短距离内即可完成，因此称为短程分子蒸馏。

与传统的精制方法如吸附、萃取等相比，短程分子蒸馏技术具有以下独特优势：无需任何添加剂，避免了二次污染；操作温度低，可最大限度地保护鱼肝油中的活性成分；效率高，减少了能量消耗。

2.3.2 膜分离技术

膜分离技术是利用具有微观级孔径结构的半透膜，根据不同物质分子的大小和形状差异，在一定驱动力（压力、浓度、电位差等）作用下，实现混合物中各组分的分离和富集。

在鱼肝油精制中，常用的膜分离工艺包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。微滤和超滤主要用于除去粗鱼肝油中的悬浮颗粒和部分大分子杂质；纳滤则可进一步去除残留的小分子杂质和重金属离子；反渗透可以最终除去油品中的水分和离子盐。

与传统的精制方法相比，膜分离技术无需加热或使用有机溶剂，可在温和条件下高效分离，避免了热损失和溶剂残留。同时，膜分离具有连续操作、自动化程度高、节能环保等优点。

2.3.3 包装材料和方式优化

包装材料和方式的优化对于保证鱼肝油产品质量、延长保质期至关重要。传统的包装材料和方式难以很好地阻隔氧气、光照等因素对鱼肝油的氧化损害。因此，研究新型包装材料和优化包装方式十分有必要。

无机纳米复合材料是一种新兴的包装材料，如纳米氧化硅/聚乙烯醇复合膜。这种膜材料具有优异的气体阻隔性和机械性能，可以很好地隔绝氧气，防止鱼肝油氧化。同时，其透光性差，也能阻隔光照对鱼肝油的光氧化损害。

3.工艺优化对鱼肝油品质的影响

3.1 对脂肪酸组成的影响

3.1.1 ω-3脂肪酸含量

工艺优化对鱼肝油中ω-3多不饱和脂肪酸的含量影响重大。这些脂肪酸是鱼肝油中最主要的营养价值所在，因此确保其获得最大程度的保留是生产的关键目标。

在原料预处理环节，合理采用酶解、物理辅助等温和方式，可避免热或化学药剂对ω-3脂肪酸的破坏，使其最大限度地从鱼肝组织中释放出来，为后续萃取做好准备。

在萃取过程中，超临界流体萃取、微波辅助萃取等新技术能够在温和条件下高效地溶解和富集ω-3脂肪酸，明显优于传统的热压榨或有机溶剂萃取。这些新工艺不仅可以保护脂肪酸不被氧化或异构化，还能最大限度地提升萃取收率。

精制环节也直接影响着ω-3脂肪酸的保留。膜分离、短程分子蒸馏等新型精制技术在温和条件下的操作，避免了热损失；同时可高效去除杂质而保留目标物质，从而获得纯度较高、ω-3含量丰富的鱼肝油产品。

3.1.2 其他重要脂肪酸

除了ω-3多不饱和脂肪酸，鱼肝油中还含有其他重要的脂肪酸成分，工艺优化也会对它们的含量产生影响。

单不饱和脂肪酸如油酸等在鱼肝油中的含量较高。这些脂肪酸具有调节血脂、预防心血管疾病的作用。采用温和的预处理和萃取工艺，可避免单不饱和脂肪酸发生氧化或异构化，保持其活性。另外，鱼肝油还富含少量但同样重要的其他多不饱和脂肪酸，如花生四烯酸和二十碳五烯酸等。它们在调节炎症、增强免疫力方面有独特作用。通过工艺优化，可富集这些稀有脂肪酸，提高其在产品中的浓度。例如，超临界流体萃取的优化可有选择性地提取某些特定脂肪酸，显著提高它们的浓缩比；膜分离工艺也可通过选择合适的分离膜，保留目标脂肪酸而去除其他杂质。此外，包装材料和方式的优化还能最大限度地避免各类脂肪酸在存储过程中发生降解和氧化。

3.2 对抗氧化性的影响

3.2.1 总抗氧化能力

工艺优化对鱼肝油的总抗氧化能力影响显著，因为氧化是鱼肝油营养价值降低和品质变差的主要原因。

在原料预处理和萃取环节，采用酶解、超临界流体萃取、微波辅助萃取等温和工艺，可最大限度地避免热或化学试剂对天然抗氧化物质的破坏，保留鱼肝油本身的抗氧化活性。

精制过程中，短程分子蒸馏和膜分离技术借助温和操作条件和分子筛选效应，能够高效富集和提纯鱼肝油中的抗氧化成分，如维生素A、维生素E、类胡萝卜素等，显著提升产品的抗氧化潜能。

此外，包装材料和方式的优化对鱼肝油抗氧化性能影响重大。真空或充氮气包装可有效阻隔氧气；遮光包装则能防止出现光照诱导的光氧化；使用具有优异气体阻隔性的新型高分子材料包装，可从根本上延缓氧化过程。

3.2.2 特定抗氧化物质

鱼肝油中天然存在多种特定的抗氧化物质，对其整体抗氧化能力的提升意义重大。工艺优化对这些物质的含量和活性也产生了显著影响。

维生素A（视黄醇）是鱼肝油的主要抗氧化物质之一。温和的预处理和萃取工艺可以更好地保护其不被热或氧化而降解。而短程分子蒸馏和膜分离技术则能够高效富集和纯化视黄醇，使其在产品中的含量显著提高。维生素E是另一种重要的脂溶性抗氧化剂。通过优化包装材料和方式，改善气体和光照的阻隔性，可大幅降低维生素E在贮存过程中的损失，使其保持较高的活性水平。除此之外，鱼肝油还富含多酚类化合物、类黄酮、类胡萝卜素等天然抗氧化成分。采用酶解或特定溶剂体系，可以提高这些极性抗氧化物质的释放和萃取效率。膜分离工艺可根据它们不同的分子量和性质富集或除去某些特定成分。

3.3 对其他品质指标的影响

3.3.1 色泽、口感

工艺优化不仅影响鱼肝油的主要营养成分和抗氧化性，还会对其色泽、口感等感官品质产生显著影响。

色泽是评判鱼肝油质量的重要指标之一。采用温和的预处理和萃取工艺，如酶解、超临界流体萃取等，可有效避免热损伤和化学试剂的使用，最大限度地保持鱼肝油本身独特的金黄色泽。同时，精制环节的优化也能去除一些可能导致鱼肝油颜色变深的杂质，保证产品呈现良好的浅色调。口感则与鱼肝油的粘度和其他理化性质密切相关。膜分离技术可去除部分蜡状物质，降低粘度，改善油品的流动性。短程分子蒸馏则可精确控制过程温度，避免鱼肝油产品发生高温热解而产生异味。包装工艺的优化对色泽和口感的保持至关重要。选用优异的气体和光照阻隔性包装材料，可防止氧化造成的颜色变深和味道的变化。真空或惰性气体包装也有助于延缓变质过程。

3.3.2 官能品质

官能品质是指通过视觉、嗅觉、味觉等人体官能去评价鱼肝油的各种感官属性，是判断其品质的重要依据。工艺优化对提升鱼肝油的官能品质具有显著作用。

优化的预处理和萃取工艺可避免过度加热或化学试剂的使用，最大限度地保留鱼肝油的原有色泽、香味和风味，防止出现异味、变色等不利因素。例如，酶解预处理、超临界流体萃取等温和方法可保持鱼肝油特有的金黄色泽和鲜美味道。同时，精制工艺的优化能够高效去除可能影响官能品质的杂质。膜分离技术可除去一些导致鱼肝油颜色变深的大分子杂质；短程分子蒸馏则可去除部分引起异味的挥发性小分子。这些均有利于提升鱼肝油的色泽评分和优化风味特征。

结语

鱼肝油作为富含多种天然营养成分的宝贵资源，其生产工艺的不断优化和创新对于充分发挥其在食品和医药领域的潜在应用价值至关重要。一系列新兴的温和高效预处理、萃取、精制和包装技术的开发和应用，极大地提升了鱼肝油产品的整体质量水平。未来，鱼肝油生产工艺的持续优化和创新，将为开发高品质、高附加值的鱼肝油产品提供有力支撑，推动其在食品、医药等领域的广泛应用，造福更多消费者。

基金项目

河北省海洋生物资源与环境重点实验室项目支持、中央引导地方科技发展资金项目（206Z3201G）

作者简介

黄海枫（1972.07-），女，汉族，福建福州人，本科，高级工程师；研究方向：海洋生物活性物质制备。

*通讯作者

范奕辉（2001.01-），男，汉族，广西博白人，本科；研究方向：食品工业科技。