《Applied Food Research》：Comprehensive study on green extraction and microencapsulation of omega-3 fatty acids from tilapia visceral biomass: Fatty acid profiles, volatile compounds, and
in vitro digestion behavior
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天然低共熔溶剂（Natural Deep Eutectic Solvents, NADES）辅助超声处理协同最大化鱼油回收率（77.58%）及Omega-3脂肪酸含量（9.35 ± 0.10%）。绿色提取技术所得油脂中挥发性化合物含量降低，包括醛类、醇类、酮类
天然低共熔溶剂（Natural Deep Eutectic Solvents, NADES）辅助超声处理协同最大化鱼油回收率（77.58%）及Omega-3脂肪酸含量（9.35 ± 0.10%）。绿色提取技术所得油脂中挥发性化合物含量降低，包括醛类、醇类、酮类及烃类。鱼明胶/海藻酸钠@单宁酸（FG/SA@TA）复合凝聚实现94.32%的包封效率。多酚交联通过分子间键合形成致密的凝聚网络。微胶囊在消化条件下实现控释行为。
论文解读文章
一、研究背景与意义
罗非鱼（Oreochromis niloticus）是全球养殖范围最广的淡水鱼类之一，因其价格低廉、感官特性优良、肌间骨含量低且全年供应稳定而广受欢迎。2024年全球罗非鱼产量约达700万吨，预计2030年将超过900万吨，主要增长动力来自南亚和东南亚水产养殖业的快速扩张。然而，罗非鱼工业加工产生大量副产物，鱼片得率通常仅占整鱼的30%–33%，最高可达70%的生物量被丢弃，其中仅内脏就约占总体重的15%。这些副产物往往未被充分利用或以低价值废弃物处置，尽管它们是营养脂质的丰富来源。
鱼类来源脂质，特别是多不饱和脂肪酸（Polyunsaturated Fatty Acids, PUFAs），因其公认的健康益处而受到广泛关注。Omega-3脂肪酸，如二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic Acid, EPA）和二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic Acid, DHA），与心血管保护、抗炎活性和神经健康密切相关。然而，传统海洋鱼油面临生产成本高、供应波动和环境可持续性等日益严峻的挑战。罗非鱼内脏作为替代脂质来源具有广阔前景。作为淡水鱼类，罗非鱼所含EPA和DHA相对比例通常低于海鱼，但其脂质以单不饱和脂肪酸（Monounsaturated Fatty Acids, MUFAs）特别是油酸，以及Omega-6多不饱和脂肪酸包括亚油酸、花生四烯酸和适量长链Omega-3脂肪酸为特征。将罗非鱼内脏废弃物增值转化为高品质鱼油，为在循环生物经济框架内减少废弃物、回收资源和增加价值提供了可持续策略。
传统鱼油回收方法包括常规溶剂提取、酶解、湿法熬制和压榨、超临界流体萃取及高压提取等，但传统方法可能涉及有机溶剂、高能耗、长时间加工或导致脂质水解和氧化的热条件，从而降低油脂品质。天然低共熔溶剂（Natural Deep Eutectic Solvents, NADES）作为传统有机溶剂的绿色替代品崭露头角。NADES通常由氢键供体和受体组成，具有低毒性、可生物降解、低蒸气压和制备相对简单等特点。其提取性能可通过高剪切均质和超声处理进一步增强，超声诱导的空化效应促进细胞破裂和脂质释放，与NADES结合时表现出协同效应。然而，NADES辅助均质和超声处理对罗非鱼内脏油（Tilapia Visceral Oil, TVO）回收率和理化品质的比较效应尚未得到充分表征。
尽管鱼油回收效率较高，富含不饱和脂肪酸的鱼油在加工和储存过程中仍极易发生氧化劣变。氧化可产生不良挥发性化合物、损害感官品质并降低营养价值。微胶囊化提供了一种有效策略，可保护脂质免受氧化，同时改善其稳定性、分散性和功能性食品生产中的控释性能。在现有包封技术中，使用明胶和阴离子多糖的复合凝聚法可在相对温和的加工条件下提供高包封效率。鱼明胶（Fish Gelatin, FG）可与海藻酸钠（Sodium Alginate, SA）和羧甲基纤维素（Carboxymethyl Cellulose, CMC）等多糖发生静电相互作用，而单宁酸（Tannic Acid, TA）等多酚交联剂可进一步增强凝聚基质内的分子间相互作用，并可能改善氧化保护和脂质释放行为。
因此，本研究旨在开发一种整合绿色策略，将NADES辅助均质或超声处理用于TVO回收，随后通过鱼明胶–多糖复合凝聚结合TA交联来稳定油脂。所得微胶囊进一步评估了包封性能、氧化稳定性、结构特征和模拟胃肠消化过程中的脂质释放行为。
二、主要关键技术方法
研究人员采用了多种关键技术方法开展研究。原料为取自泰国曼谷拉甲邦华达克鱼市场的新鲜尼罗罗非鱼内脏，总重约25公斤，经绞肉机绞碎后用于实验。研究中合成了氯化胆碱与尿素摩尔比1:2的天然低共熔溶剂（NADES），并添加蒸馏水配制成含水NADES。油脂提取采用多种方法对比，包括湿法熬制（Wet Rendering, WR）、氯仿:甲醇（2:1, v/v）常规溶剂提取（Bligh & Dyer法）、正己烷溶剂提取，以及NADES辅助高剪切均质（13,000 rpm，5/15/25分钟）和NADES辅助高频超声处理（20 kHz，750 W，80%振幅，5/15/25分钟）。油脂品质评价采用酸价、游离脂肪酸（FFA）、碘值、过氧化值（PV）和硫代巴比妥酸反应物（TBARS）等指标。脂肪酸组成分析采用气相色谱法。挥发性化合物分析采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）。微胶囊化采用鱼明胶与海藻酸钠或羧甲基纤维素复合凝聚结合单宁酸交联技术。包封效率和氧化稳定性通过标准方法评估。体外消化模拟采用模拟胃液和肠液条件进行。
三、研究结果
油脂提取效率与品质参数
研究发现，NADES辅助超声处理25分钟（DESs-U25）获得最高油脂得率28.53 g/100 g生物量，回收率达77.58%，显著高于湿法熬制（12.74 g/100 g，34.66%）、氯仿:甲醇提取（16.31 g/100 g，44.37%）和正己烷提取（14.40 g/100 g，39.17%）。DESs-U25的酸价（0.46 mg KOH/g）和FFA含量（0.24%油酸）显著低于湿法熬制（2.30 mg KOH/g，1.14%），表明绿色提取方法能更好地保持油脂品质。DESs-U25的碘值最高（187.14 g/100g碘），反映其不饱和度高。过氧化值方面，DESs-U25为9.71 mEq/kg，低于传统溶剂提取和湿法熬制，但略高于短时间处理的样品。TBARS值在各处理组间差异较小，DESs-U5最低（0.35 mg MDA/kg）。
脂肪酸组成与营养品质
NADES辅助提取的油脂中Omega-3脂肪酸含量达9.35 ± 0.10%，显著高于其他提取方法。脂肪酸谱分析显示，绿色提取技术有效保留了多不饱和脂肪酸，同时降低了氧化降解产物的生成。
挥发性化合物分析
绿色提取技术所得油脂中挥发性化合物含量显著降低，包括醛类、醇类、酮类和烃类。这表明NADES辅助提取过程温和，减少了脂质氧化产生的异味化合物，改善了油脂的感官品质。
微胶囊化性能
采用鱼明胶/海藻酸钠@单宁酸（FG/SA@TA）复合凝聚体系实现了94.32%的包封效率。多酚交联通过分子间键合形成致密的凝聚网络结构，显著增强了微胶囊的结构完整性和屏障性能。
体外消化行为
微胶囊在模拟胃肠消化条件下表现出控释行为。在胃相中脂质释放受到抑制，而在肠相中实现持续释放，表明复合凝聚微胶囊能够保护Omega-3脂肪酸免受胃部酸性环境影响，并在肠道中实现靶向递送。
四、讨论与结论
本研究表明，NADES辅助超声处理与复合凝聚微胶囊化的整合策略为罗非鱼内脏副产物的高值化利用提供了有效途径。该绿色提取技术不仅实现了更高的油脂回收率和Omega-3脂肪酸含量，还减少了挥发性氧化产物的生成，改善了油脂品质。FG/SA@TA复合凝聚微胶囊通过多酚交联形成的致密网络结构，有效保护了油脂免受氧化，并在模拟消化条件下实现了控释。这一整合的提取–稳定化方法阐明了NADES辅助物理处理的协同贡献，改善了从罗非鱼加工副产物中回收的增值脂质的稳定性和可控递送，为循环生物经济框架下鱼类加工废弃物的可持续利用提供了科学依据和技术支撑。
