《Food Chemistry》：A dual-phase continuous process for lipid extraction from
Litopenaeus vannamei by-products: process performance, lipid quality, and flavor
编辑推荐：
•研发了一种新型设备，将低压过热蒸汽干燥与低温连续相变萃取（LPSSD-LCPE）集成于一体。•LPSSD-LCPE工艺显著提高了虾脂肪的萃取率，所得脂质中含有更高水平的磷脂、虾青素和ω?3多不饱和脂肪酸（PUFAs）。•LPSSD-LCPE有效抑制了三甲胺等鱼腥味化合物的形
- •
研发了一种新型设备，将低压过热蒸汽干燥与低温连续相变萃取（LPSSD-LCPE）集成于一体。
- •
LPSSD-LCPE工艺显著提高了虾脂肪的萃取率，所得脂质中含有更高水平的磷脂、虾青素和ω?3多不饱和脂肪酸（PUFAs）。
- •
LPSSD-LCPE有效抑制了三甲胺等鱼腥味化合物的形成，并通过提高酯类含量成功保留了虾油的原始风味。
- •
对比研究证实，LPSSD-LCPE克服了传统干燥和萃取工艺造成的脂质降解和不良异味问题。
引言
对虾（Litopenaeus vannamei）是全球经济价值最高的虾类之一（Yu等，2020）。加工过程中，虾壳等副产物占总体重的45%至60%。这些副产物含有大量的脂质成分，包括磷脂、甘油三酯、游离脂肪酸和ω-3多不饱和脂肪酸（PUFAs），在食品、营养补充剂和化妆品行业具有相当大的应用潜力（Kim等，2022）。
然而，虾壳等副产物的加工给传统油脂萃取工艺带来了严峻挑战。热泵干燥（HPD）利用逆向卡诺循环（Song等，2025）在干燥阶段节约能源，但需要昂贵的设备投资，且在干燥过程中持续暴露于氧气中容易导致热敏性营养物质的损失（Wang等，2024）。传统的日晒干燥（SD）操作简单，但高度依赖气候条件，存在加工时间长、过程控制不足和易受环境污染等问题（Ntsowe等，2025）。尽管红外辐射干燥和真空冷冻干燥改善了产品质量，但由于设备昂贵、加工周期长和能耗高，其工业化应用受到限制（Uwineza & Zhang，2026）。传统溶剂萃取技术通常包含多个步骤，并在脂质萃取阶段使用大量有机溶剂。除了萃取效率低之外（Asl等，2020），溶剂残留也是一个令人关注的问题（Zhang等，2024）。然而，脱溶过程的高温处理会迅速导致脂质氧化和热敏性成分的分解（Teng等，2023）。综上所述，这些局限性表明，高温处理和三氧化二铁仍然会导致脂质氧化、热敏性成分降解和不良风味形成的主要因素。因此，一种低温低氧的加工策略对于高效回收高质量虾脂质而言是非常可取的。
为了创建一种在低温和低氧条件下运行的双相变萃取技术，本研究创造性地采用了一种集成干燥-萃取技术，将低压过热蒸汽干燥（LPSSD）与低温连续相变萃取（LCPE）设备相结合。低压过热蒸汽干燥（LPSSD）在干燥全程使用无氧过热蒸汽作为干燥介质，具有低温高效、节能环保和环保等优势（Sobulska等，2022）。其基本过程是蒸汽与物料接触时发生的冷凝相变和潜热释放。这能够实现有效的传热传质、脱水以及蒸发水的回收（Liu等，2023; Zhang等，2024）。除了大幅提高干燥能效之外（Fang等，2023），该方法还具有杀菌和酶灭活特性（Liu等，2023），能够最大程度地保留生物活性成分和抗氧化活性（Fu等，2025）。在干燥积雪草（Niamnuy等，2013）、芒果干（Sehrawat等，2018）和洋葱片（Sehrawat & Nema，2018）时，该方法表现出了优于传统方法的质量性能。先前开发的低温连续相变萃取（LCPE）技术基于亚临界萃取原理，在萃取过程中具有以下优势：低温低压、溶剂可回收和无污染系统（Liu等，2023; Zhao等，2014）。该设备通过动态连续萃取模式大大提高了油脂萃取效率，并已成功用于萃取花生油和桂皮籽油（Chen等，2025; Ma等，2024）。尽管LPSSD和LCPE已分别作为独立加工技术进行了研究，但将两者协同集成用于虾副产物脂质回收的研究却鲜有报道。这两种工艺的结合有望提供互补优势：无氧的LPSSD阶段可以最大限度地减少干燥过程中的氧化劣变，并改变物料结构以促进后续溶剂渗透；而LCPE的低温和连续萃取特性可以在减少热降解和溶剂残留的同时促进脂质高效传质。因此，LPSSD-LCPE可能建立一条连续的低氧低温加工途径，在干燥和萃取过程中保护脂质质量。
因此，本研究旨在开发并系统评估一种集成LPSSD-LCPE工艺，用于高效回收Litopenaeus vannamei副产物中的高质量脂质。系统对比了LPSSD-LCPE工艺与传统加工方法在脂质萃取率、脂肪酸组成、脂质氧化状态和挥发性风味物质谱方面的差异。进一步研究了低氧干燥和低温萃取阶段对脂质回收、营养质量和风味保持的协同效应。研究结果有望为虾加工副产物的高值化利用提供一种绿色高效的加工策略。
节段摘要
材料与化学品
凡纳对虾（Litopenaeus vannamei）副产物（去除头部和可食部分后产生的虾壳）由山东渤海海产品有限公司提供。37种脂肪酸甲酯（FAMEs）、甲醇、二氯甲烷和乙腈购自Sigma-Aldrich化学公司。虾青素标准品购自上海源叶生物技术有限公司（中国上海）。其他试剂和溶剂购自国药化工
基于LCPE技术的虾脂质萃取工艺优化：单因素与响应面分析
温度对萃取剂正丁烷的物理化学性质具有显著调控作用；具体而言，溶剂密度与分子运动性之间的协同相互作用直接影响脂质物质的溶解效率。如图2a所示，实验结果表明，脂质萃取率随温度升高呈现先升后降的趋势：在30–50°C范围内，萃取率从
讨论
白对虾（Litopenaeus vannamei）副产物中富含的ω-3多不饱和脂肪酸（PUFAs）具有显著的商业价值；然而，其热敏感性和易氧化特性对加工方法提出了严格要求。本研究通过对比发现，传统干燥方法（SD、HPD）和溶剂萃取（SE）无法同时维持低温低氧环境，极易导致脂质氧化、酸败以及热敏
结论
综上所述，LPSSD-LCPE联用工艺在虾脂质萃取方面提供了优于传统SD-SE和HPD-SE工艺的整体性能。脂质萃取率达到了95.54 ± 1.39%，而酸值和过氧化值仅为2.80 ± 0.49 mg KOH/g和2.96 ± 0.61 mmol/kg，分别比两种传统工艺降低了91.91–95.45%和80.11–87.98%。该工艺还实现了良好的保留率
CRediT作者贡献声明
龙梅：撰写初稿、方法论。唐雷：撰写初稿、数据整理。徐晓莉：软件、资源。梁子茵：方法论、数据整理。蔡带英：数据整理、概念设计。孔伟婷：方法论、形式分析。耿文光：监督指导、资源。石磊：可视化、监督指导。赵利超：撰写——审阅与编辑。
基金资助
本研究得到了2023年山东省重点研发计划（乡村振兴科技创新提升行动方案）（2023TZXD055）和河北省全职引进国家高层次创新人才专项计划（2025HBQZYCXY005）的资助。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
龙梅|唐雷|徐晓莉|梁子茵|蔡带英|孔伟婷|耿文光|石磊|赵利超
