高翠竹，詹宏磊，刘冰南，王际辉, ，刘玉佳*

1. 大连工业大学生物工程学院（大连 116034）；2. 东莞理工学院化能学院科技创新研究院（东莞 523808）

南极磷虾是一种生活在南极洲附近水域的节肢动物，其生物量巨大，营养成分丰富，是近年来备受国内外学者关注的海洋食品资源[1-2]。研究表明南极磷虾中油脂含量丰富，且营养价值极高。原因在于南极磷虾油含有大量的ω-3型多不饱和脂肪酸二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），且EPA和DHA能与虾油中的磷脂结合形成多不饱和脂肪酸型磷脂，被认为有更高的生物活性[3-4]。据报道，南极磷虾油在预防心脑血管疾病，促进大脑发育、抗氧化、缓解痛风和类风湿性关节炎等方面都有一定功效[5-6]。

自20世纪60年代以来，很多国家先后对南极磷虾资源进行商业开发与捕捞[7]，中国在2010年开始进行南极磷虾的商业开发与捕捞，与其他国家相比，起步较晚，且南极磷虾产品加工技艺尚不成熟[8]。中国主要的南极磷虾产品有冷冻南极磷虾肉、南极磷虾粉及南极磷虾油，高附加值产品种类较少。热处理是南极磷虾产品深加工的必要工序。周大勇等的发明专利（一种低氟南极磷虾去壳虾粉的制备方法）中南极磷虾肉需要经过60～90 ℃热处理[9]。除此之外，南极磷虾的虾糜、调味品、罐头、香肠等产品的加工工艺中都需要热处理的步骤。热处理的温度和时间都是影响最终虾粉或其他产品品质的关键因素。魏荣男等[10]研究发现热处理温度对南极磷虾脂肪含量、蛋白质组分含量、虾青素等品质指标有较大影响。马田田[11]对南极磷虾粉制备过程中的蒸煮条件进行优化，以蒸煮温度和时间条件进行优化，以获得高脂肪含量的南极磷虾粉。徐正等[12]研究不同加工方式对南极磷虾各组分的影响，结果显示油炸加工对南极磷虾营养成分的破坏程度最大，其次是水煮、水洗加工，烘烤加工对南极磷虾营养成分的破坏程度最小。

试验以南极磷虾肉为原料，选取热风干燥法对其进行处理，考察温度和时间两大条件对南极磷虾肉中脂质的过氧化值、酸值、硫代巴比妥酸值和脂肪酸组成的影响，为优化南极磷虾粉加工工艺提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

南极磷虾肉（辽渔集团有限公司，于-20 ℃冷冻保存）。

1.2 仪器与试剂

GFL-230型鼓风干燥箱（天津市莱玻特瑞仪器公司）；FD-1C-50冷冻干燥机（北京博医康实验仪器公司）；BSA223S型电子天平（赛多利斯科学仪器（北京）公司）；HYC-390医用冷藏箱，DW-25W388、DW-86L338J医用低温保存箱（青岛海尔特种电器公司）；V-1000型可见分光光度计（翱艺仪器（上海）公司）；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器（巩义市予华仪器公司）；DK-S24型电热恒温水浴锅（上海森信实验仪器公司）；RE-52A旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）；SB-5200DT超声波清洗机（宁波新芝生物科技公司）；碱蓝6B、酚酞、甲醇、硫代巴比妥酸、无水乙醇、正己烷等（均为分析纯，大连博诺生物化学试剂厂）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品处理

将南极磷虾肉置于4 ℃冰箱中解冻12 h。待解冻完成后，用滤纸吸干南极磷虾肉表层多余水分，将其捣碎并平铺于不锈钢盘中，分别放入45，65，85和105 ℃鼓风干燥箱中加热2 h，冷冻干燥36 h获得南极磷虾粉。或在65 ℃下分别加热1，2，3和4 h后冷冻干燥获得南极磷虾粉。

1.3.2 南极磷虾肉脂质的提取

根据田创[13]的方法，用正己烷和无水乙醇以2∶1配比提取南极磷虾肉油脂，按料液比1∶15（g/mL）向南极磷虾粉中加入正己烷和无水乙醇溶液，置于40 ℃恒温磁力搅拌器中搅拌浸提90 min，静置过夜。取上清液进行抽滤，在40 ℃下旋转蒸发得到南极磷虾脂质。

1.3.3 过氧化值的检测

参照GB/T 5009.37—2003《食用植物油卫生标准的分析方法》中第二法[14]。以Fe质量为横坐标，以500 nm下的吸光度为纵坐标，得到过氧化值测定所需标准曲线，标准曲线的回归方程为y=0.051 7x-0.021 5，R2=0.994 1。

1.3.4 酸值的检测

参照GB 5009.229—2016《食品安全国家标准 食品中酸价的测定》中第三法[15]。

1.3.5 硫代巴比妥酸值的检测

参照GB/T 35252—2017《动植物油脂 2-硫代巴比妥酸值的测定直接法》[16]。

1.3.6 脂肪酸的检测

1.3.6.1 脂肪酸甲酯化

称取400 mg南极磷虾脂质于厌氧管中，加入1 mL 2 mol/L KOH-CH3OH溶液，密封后于85 ℃加热2 h（每15 min轻轻摇动1次），待皂化至澄清透明油滴消失为止；趁热加入1.5 mL BF3-CH3OH，85 ℃水浴30 min；冷却后加入1 mL色谱级正庚烷，超声振荡5 min，再加入1 mL饱和NaCl溶液洗涤，振荡30 s，置于4 ℃冰箱静置分层。

1.3.6.2 GC-MS分析脂肪酸组成

参考阴法文[17]的方法并作修改。使用安捷伦6890N GC-5973 MSD气质联用仪对样品进行分析，选用HP-5-MS毛细管柱（30 m×0.25 m×0.25 μm）作为色谱柱。初始温度50 ℃，保持1 min，以50 ℃/min升高至170 ℃，以4 ℃/min升高至290 ℃，保持10 min。进样体积为5 μL，分流比50∶1，使用氦气为载气。质谱分析采用EI源（70 eV），选取Scan模式，扫描范围50～550 m/z，溶剂延迟4 min。根据GC-MS中各组分保留时间及质谱图，在NIST02库检索鉴定，通过峰面积归一法计算各脂肪酸的百分比。

1.4 数据处理

试验数据均以平均值表示，并采用SPSS 22.0统计学软件对试验所得各组数据进行单因素方差分析，在p＜0.05时认为有统计学差异。

2 结果与分析

2.1 热加工温度对南极磷虾肉脂质品质的影响

试验采用单因素试验的方法探究南极磷虾肉热加工的最适温度，将南极磷虾肉分别在45，65，85和105 ℃下加热2 h，冷冻干燥后提取南极磷虾肉中的油脂，通过测定南极磷虾肉油脂的氧化程度和脂肪酸组成反映加工温度对南极磷虾肉品质的影响。

2.1.1 热加工温度对南极磷虾肉脂质过氧化值的影响

油脂在初级氧化后的产物为氢过氧化物，通常用过氧化值评价油脂的初级氧化程度[18]。

由图1所示，分别在45，65，85和105 ℃温度下，加热南极磷虾肉2 h，对南极磷虾肉脂质过氧化值进行检测。发现45，85和105 ℃均能显著提高南极磷虾肉中脂质的过氧化值（p＜0.05），而65 ℃条件下与空白组相比过氧化值无明显变化。随着加工温度升高，过氧化值总体呈上升趋势。

2.1.2 热加工温度对南极磷虾肉脂质酸值的影响

酸值是油脂中游离脂肪酸含量的标志，游离脂肪酸增多导致酸值升高[19]，因此，一般常用酸值作为衡量油脂品质的氧化程度的标准。将南极磷虾肉在不同温度下热加工2 h，测定南极磷虾肉中所含油脂的酸值变化，结果如图2所示。

结果表明，在45，85和105 ℃条件下加热南极磷虾肉，油脂的酸值有显著性升高（p＜0.05），而在65 ℃条件下加热的酸值与空白对照组相比无显著变化。相同加热条件下南极磷虾肉脂质的酸值变化趋势与过氧化值趋势相同。

图1 热加工温度对南极磷虾肉脂质过氧化值的影响

图2 热加工温度对南极磷虾肉脂质酸值的影响

2.1.3 热加工温度对南极磷虾肉脂质TBA值的影响

油脂初级氧化生成氢过氧化物后，氢过氧化物会继续分解生成醛、酮等类物质。TBA值能够反映油脂中的丙二醛含量，所以通常用TBA值评价油脂的次级氧化程度[20]。

由图3结果所示，南极磷虾肉经过热加工后，TBA值均有所上升，且在45，85和105 ℃条件下显著升高。这说明热加工促使氢过氧化物不断分解产生丙二醛等氧化产物，而65 ℃时南极磷虾肉脂质中丙二醛含量较低，为0.146，适宜加工南极磷虾肉。

图3 热加工温度对南极磷虾肉脂质TBA值的影响

2.1.4 热加工温度对南极磷虾肉脂质脂肪酸组成的影响

对南极磷虾肉进行热加工，分析其脂肪酸组成的变化，由表1结果所示，南极磷虾肉的脂质中饱和脂肪脂肪酸占比28.745%±1.852%，单不饱和脂肪酸占比24.069%±2.587%，多不饱和脂肪酸含量占比47.186%±2.125%。南极磷虾肉脂质所含的脂肪酸中棕榈酸（C16∶0）、油酸（C18∶1）、EPA（C20∶5）和DHA（C22∶6）含量较高，其中棕榈酸占比24.739%± 2.372%，油酸占比20.408%±1.898%，DHA和EPA分别占比22.286%±1.565%和24.757%±0.688%。经加热处理后南极磷虾肉中油脂的饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸组成均无显著变化（p＞0.05），说明温度对南极磷虾肉中的脂肪酸组成影响不大。

综合不同温度对南极磷虾肉脂质的过氧化值、酸值、TBA值及脂肪酸组成指标的影响，确定南极磷虾肉的最适加工温度65 ℃，并在后续时间优化试验均设定加工温度65 ℃。

表1 热加工温度对南极磷虾肉脂质脂肪酸组成的影响

转下页

接表1

脂肪酸组成 百分比/%空白 45 ℃ 65 ℃ 85 ℃ 105 ℃C18∶2 0.052±0.029 0.040±0.002 0.045±0.009 0.054±0.023 0.052±0.014 C20∶1 0.514±0.161 0.570±0.027 0.649±0.045 0.509±0.109 0.533±0.038 C20∶2 0.091±0.069 0.074±0.005 0.148±0.039 0.070±0.033 0.077±0.003 C23∶0 0.099±0.041 0.144±0.061 0.173±0.021 0.126±0.07 0.134±0.010 C20∶5 24.757±0.688 24.307±0.529 24.335±0.525 23.613±3.056 23.554±1.062 C22∶1 0.410±0.091 0.503±0.066 0.566±0.079 0.427±0.079 0.457±0.021 C20∶0 0.133±0.026 0.165±0.016 0.195±0.018 0.159±0.056 0.145±0.017 C24∶1 0.145±0.043 0.207±0.008 0.190±0.009 0.164±0.053 0.198±0.015 C22∶6 22.286±1.565 22.044±0.585 21.922±0.164 20.796±1.546 20.966±0.561 SFA 28.745±1.852 30.102±1.346 29.232±0.068 31.900±2.343 30.764±1.233 MUFA 24.069±2.587 23.432±0.337 24.318±0.640 23.568±2.348 24.588±0.722 PUFA 47.186±2.125 46.466±1.025 46.451±0.611 44.532±4.573 44.648±1.606

2.2 热加工时间对南极磷虾肉品质的影响

将南极磷虾肉在最适加热条件65 ℃下分别加热1，2，3和4 h，冷冻干燥后提取南极磷虾肉中的油脂，测定其氧化程度和脂肪酸组成的变化情况，探究南极磷虾肉最合适的加工时间。

2.2.1 热加工时间对南极磷虾肉脂质过氧化值的影响

图4为不同加工时间对南极磷虾肉脂质过氧化值的影响。分析数据结果可知，65 ℃下处理南极磷虾肉不同时长，与空白组相比，加工时间在1～3 h时油脂的过氧化值无显著变化，4 h时过氧化值显著降低，为0.896 meq/kg。

图4 热加工时间对南极磷虾肉脂质过氧化值的影响

2.2.2 热加工时间对南极磷虾肉脂质酸值的影响

不同加工时间对南极磷虾肉脂质酸值影响如图5所示。分析结果可知，热加工时间对南极磷虾肉脂质的酸值有显著性影响（p＜0.05），南极磷虾肉加热1 h时，其磷虾肉脂质的酸值略微降低，为30.950 mg/g。

2.2.3 热加工时间对南极磷虾肉脂质TBA值的影响

不同加工时间对南极磷虾肉脂质TBA值影响如图6所示。结果表明，延长热加工时间显著提高南极磷虾肉脂质TBA值（p＜0.05）。且随着热加工时间延长，南极磷虾肉脂质的TBA值呈现先上升后下降趋势。与空白组相比，在65 ℃加热1 h时磷虾肉油脂的TBA值无显著性变化，此时油脂的TBA值为0.440。

图5 热加工时间对南极磷虾肉脂质酸值的影响

图6 热加工时间对南极磷虾肉脂质TBA值的影响

2.2.4 热加工时间对南极磷虾肉脂质脂肪酸组成的影响

由表2所示，随着热加工时间延长，南极磷虾肉脂质中饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸组成均无明显变化（p＞0.05）。

综合考虑南极磷虾肉脂质的过氧化值、酸值、TBA值和脂肪酸组成及生产加工成本，最终确定南极磷虾肉的加工工艺为65 ℃、1 h。南极磷虾肉热加工条件为65 ℃、1 h时其过氧化值、酸值、TBA值和脂肪酸组成与空白组相比均未发生显著变化，此时南极磷虾肉脂质的过氧化值1.02 meq/kg，酸值30.950 mg/g，TBA值0.440，多不饱和脂肪酸占比47.766%。

表2 热加工时间对南极磷虾肉脂质脂肪酸组成的影响

3 讨论

采用单因素试验的方法探究热风干燥加工对南极磷虾肉脂质品质的影响，并确定最佳热风干燥加工工艺为65 ℃热加工1 h，这与魏荣南等[10]研究热处理对南极磷虾品质的结果有一致性。

分析结果可知，热加工温度和时间对南极磷虾肉中的油脂的过氧化值、酸值及TBA值有一定影响。随着热加工温度上升，南极磷虾肉中脂质的过氧化值、酸值及TBA值整体均呈现上升趋势，65 ℃时有所下降。推测可能是65 ℃时，南极磷虾肉表层水分蒸发速度适宜，使脂质的水解反应及氧化速度减缓，导致生成的游离脂肪酸、氢过氧化物及丙二醛等小分子物质减少。

在65 ℃条件下改变加工时间，各理化指标出现不同程度波动，热加工南极磷虾肉2 h时，南极磷虾肉脂质的过氧化值、酸值及TBA值均有不同程度升高，4 h时各理化指标出现下降趋势，推测过氧化值出现下降可能是氢过氧化物迅速氧化分解成小分子物质导致；TBA值出现下降，可能是因为丙二醛降解，生成脂肪的三级代谢产物如有机酸或醇类，也可能是热空气干燥过程中醛的挥发和损失造成[21]。

以南极磷虾肉脂质品质为评价指标，衡量热加工过程中2个重要条件温度和时间对油脂品质的影响。发现6 ℃、1 h加工南极磷虾肉，其脂质品质不受影响，表明在此条件下获得的南极磷虾肉产品具有良好品质和贮藏稳定性，并为丰富南极磷虾深加工工艺提供数据支撑。

4 结论

南极磷虾肉最佳热风干燥加工条件为65 ℃、1 h，在此条件下，南极磷虾肉所含脂质的过氧化值为1.02 meq/kg，酸值为30.950 mg/g，TBA值为0.440，多不饱和脂肪酸占比47.766%。