鱼油的绿色高效提取:基于低共熔溶剂法的品质优化

《Grain & Oil Science and Technology》:Green and efficient extraction of fish oil: Quality optimization based on a deep eutectic solvent method

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月06日 来源:Grain & Oil Science and Technology 8.2

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  由于索氏提取(SEM)与酶水解(EH)等传统技术在获取具备理想感官特性的高品质鱼油方面存在局限,研究人员开发了一种超声辅助低共熔溶剂法(DESM)用于提取蓝鳍金枪鱼油,并将其品质与风味同传统索氏提取(SEM)及酶水解(EH)所得油脂进行比较。经工艺优化,最佳提

  
由于索氏提取(SEM)与酶水解(EH)等传统技术在获取具备理想感官特性的高品质鱼油方面存在局限,研究人员开发了一种超声辅助低共熔溶剂法(DESM)用于提取蓝鳍金枪鱼油,并将其品质与风味同传统索氏提取(SEM)及酶水解(EH)所得油脂进行比较。经工艺优化,最佳提取条件为:超声温度60?°C、时长60?min、功率200?W、固液比1∶10(W/W)。电子鼻、电子舌及挥发性化合物谱图分析表明,DESM提取鱼油的风味轮廓较SEM提取油更为多样;其含有石竹烯(caryophyllene)与2-甲基-1-十一醇(2-methyl-1-undecanol)等可赋予轻油脂味与独特香气的物质,而油腻己醛(hexanal)、强油腻2-己烯醛(2-hexenal)及苦杏仁味苯甲醛(benzaldehyde)等不良气味显著减少。但上述结果反映仪器测定的风味差异,而非直接感官偏好。该发现提示DESM作为绿色鱼油提取策略具进一步开发潜力,尽管其在溶剂残留控制、贮藏稳定性及感官可接受性方面仍需补充验证。
研究背景与立项依据
太平洋蓝鳍金枪鱼(Thunnus orientalis)腹肉富含长链多不饱和脂肪酸(PUFAs),尤以二十碳五烯酸(EPA)与二十二碳六烯酸(DHA)为代表,具有心血管保护、抗炎及神经发育支持等生理益处。然而传统石油醚索氏提取(SEM)与中性蛋白酶酶水解(EH)面临有机溶剂毒害、易致高度不饱和脂质氧化、风味劣变与货架期缩短等问题。低共熔溶剂(DES)由氢键受体氯化胆碱(ChCl)与供体甘油(Gly)按3∶1摩尔比配成,复配15%(W/W)去离子水以降低黏度,具备低挥发、可调极性及较低细胞毒性(EC50 > 0.01 mol/L),为绿色替代溶剂;超声辅助(US)则通过空化效应强化传质。将超声辅助低共熔溶剂法(DESM)引入高不饱和海洋动物脂基质提取尚缺乏系统研究,因此研究人员以蓝鳍金枪鱼腹肉为原料开展工艺优化与品质评价。
主要技术方法概述
研究样本为浙江舟山海产企业提供的?40?°C冷链转运蓝鳍金枪鱼腹块。关键方法包括:单因素结合Box-Behnken响应面法(RSM)优化DESM四因素(固液比、超声功率、时间、温度);以SEM与EH为对照提取原油;采用AOCS标准测定酸价(AV)、过氧化值(POV)、共轭二烯值(CDV)与共轭三烯值(CTV)等氧化指标;GC-MS分析脂肪酸组成与植物甾醇、角鲨烯、生育酚等脂溶性活性物;电子舌(iTongue20)与电子鼻(PEN3)获取滋味/气味指纹;顶空GC-IMS与GC-O-MS联用十人训练小组嗅闻评分计算气味活度值(OAV)表征挥发性风味。所有实验三次重复,SPSS 26.0作单因素方差与Duncan多重比较(α=0.05)。
研究结果
3.1 基于单因素实验的响应面分析
单因素显示超声功率100→200 W时得率增1.53%,超200 W因乳化下降;时间20→60 min得率18.73%→27.20%,60 min后吸附回溶致降;温度60?°C峰值38.14%,80?°C降至34.37%系杂质胶体包裹;固液比1∶10(W/W)得率32.34%为优。RSM二阶模型F=73.69、P<0.0001、R2=0.9885、调整R2=0.9751,显著因子为固液比(A)与温度(D),A-D交互极显著;预测最优1∶9.6、178.78 W、61.93 min、61.68?°C,预测值44.25%,实操取1∶10、200 W、60 min、60?°C,实测43.80%±1.49%,失拟不显著,模型可靠。
3.2 鱼油基本指标分析
DESM原油提取率43.80%显著高于EH的31.64%(P<0.05),且氧化指标(AV、POV、CDV、CTV)低于SEM与EH,表明DES温和极性环境抑制酸催化甘油三酯水解与PUFA氧化。
3.3 脂肪酸与脂溶性活性组分
DESM油EPA+DHA占比与SEM无显著差异,但角鲨烯、α-生育酚保留量高于EH;植物甾醇谱中β-谷甾醇为主,DESM未引发甾醇异构化。
3.4 电子舌与电子鼻差异
电子舌显示DESM油“鲜味”“醇厚感”传感器响应介于SEM与EH之间,苦味值最低;电子鼻PCA中DESM单独成簇,W1W(硫类)、W2W(芳香)传感器响应增强,SEM聚集于W5S(氮氧化物)轴,印证DESM不良腥味挥发物少。
3.5 GC-IMS与GC-O-MS挥发性指纹
GC-IMS检出DESM特有石竹烯、2-甲基-1-十一醇信号点;GC-O-MS结合OAV确认己醛(油腻)、2-己烯醛(强油腻)、苯甲醛(苦杏仁)在DESM中OAV<1,而(E)-2-壬烯醛、1-辛烯-3-醇贡献正向风味,DESM风味多样性指数高于SEM。
讨论与结论翻译
讨论指出,DESM得率与氧化控制平衡源于适度空化破壁与DES低极性洗脱,但过量超声致液滴细化促乳化吸氧;ChCl-Gly-水体系未作为独立变量优化,残留胆碱/甘油未定量,溶剂回收与食品级纯化路线待补;仪器风味差≠消费者偏好,需人体感官与贮藏加速实验验证。结论:超声辅助ChCl-Gly-水低共熔溶剂法在60?°C、200 W、60 min、固液比1∶10(W/W)下可绿色高效提取蓝鳍金枪鱼油,得率约43.8%,氧化程度低,挥发性不良气味减少且保留特征香气物,为高度不饱和鱼油绿色提取提供工艺与品质评价基础,但溶剂残留控制、贮藏稳定性及感官可接受性仍需进一步验证。该文发表于《Grain》。
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