黄苹，魏晓倩，袁美兰，赵利，江勇，白春清

国家淡水鱼加工技术研发分中心（南昌），江西科技师范大学生命科学学院（南昌 330013）

我国水产品资源十分丰富，年产量高达6 445.33万t[1]，淡水鱼产量为3 123.59万 t，各种水产品加工产生的副产物占水产品总量的40%～60%，而副产物中内脏的质量又占了一大半[2]。若将这些下脚料弃之不用，会造成资源的浪费，同时又对环境造成污染。近年来，人们逐渐意识到必须综合利用现有资源，提高水产品的利用价值；同时低值水产品及其副产物的开发利用不断吸引着食品、生物、医药等各个领域学者的探究[3]。众所周知，四大家鱼是鲢鱼、青鱼、草鱼和鳙鱼，其中青鱼和草鱼个头比较大，其内脏粗鱼油含量高达30%～55%，非常适合用于鱼油的提取。

虽然人体中能够通过α-亚麻酸合成DHA，但是合成速度缓慢，因此需要从食物中额外补充。鱼油是EPA和DHA等n-3多不饱和脂肪酸最丰富的天然来源，具有很高的营养价值，具有公认的抗炎特性[4-5]。Di Nunzio等[6]还提出EPA和DHA都具有抗氧化作用，尤其是DHA。研究表明，鱼油中的营养物质具有帮助人体调节血脂，提高免疫力，预防老年痴呆，提高记忆力等多种功能[7-9]。适当补充鱼油，还可以预防一些心血管疾病[10]。此外，Burcu等[11]通过鱼油（FO）治疗改善了由顺铂（CP）引起的生化和组织学改变，表明鱼油（FO）可预防CP的负面眼病。同时，已有研究证实这些添加了鱼油的食品具有鱼油同样的生理功能，所以添加了鱼油的食品成为了欧美市场上需求增长速度最快的食品之一[12]。

目前国内有关鱼油提取方法的研究报道较多，比较成熟的鱼油提取工艺有稀碱水解法、蒸煮法，酶解法和溶剂萃取法等，而近30年发展起来的超临界流体萃取则主要是用来分离EPA和DHA，一般粗提取比较常见的还是钾法和酶解法[13]。作为鱼内脏粗鱼油的提取，我国最常用的还是稍加改进过的淡碱水法——钾法，即用氢氧化钾和硝酸钾代替传统水解工艺中的氢氧化钠和氯化钠，由于钾盐是传统农业肥料，再加上内脏鱼油提取过程中会产生废渣、废液，里面含有大量的氨基酸、蛋白质等有机物，是一种很不错绿色肥料。涂宗财等[14]采用钾法提取草鱼鱼油并分析了其脂肪酸组成，结果发现得到的鱼油具有良好的品质。蔡彬新等[15]用钾法提取大黄鱼内脏鱼油的工艺研究中，考虑了鱼油易酸败变质的特点，优化了提取工艺，结果发现影响鱼油提取的因素主次顺序为pH、水解时间、KCl用量和水解温度，最佳工艺为料液比1∶1、pH 8.0、水解温度60 ℃、水解时间30 min、KCl用量6%、盐析时间15 min，在最佳条件下鱼油提取率为83.03%。

采用钾法提取淡水鱼内脏中的鱼油，利用单因素试验和正交试验优化提取条件，以期为淡水鱼内脏的再利用提供研究基础。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

1.1.1 试验材料

新鲜淡水鱼混合内脏，购于南昌经开区乐买佳超市，除去胆囊、鱼鳔及肠内消化物，清洗干净并沥干，绞碎并混合均匀后放入冰箱冷冻以备用。

1.1.2 试验试剂

氢氧化钾（分析纯），上海山浦化工有限公司；硝酸钾（分析纯），天津市大茂化学试剂厂；蒸馏水。

1.1.3 试验仪器

JJ-2型组织捣碎匀浆机，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；HR2168飞利浦搅拌机，珠海经济特区飞利浦家庭电器有限公司；HZF-A1000电子分天平，福州华志科学仪器有限公司；FA1004电子天平，上海舜宇恒平仪器有限公司；HH-601恒温水浴锅，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；PHS-3C型精密pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；TDL-5A离心机，上海菲恰尔分析仪器有限公司；FCD-217SE海尔卧式冷藏冰柜，青岛海尔特种冰柜有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 鱼油得率的计算

鱼油得率=鱼油质量/原料内脏质量×100% （1）

1.2.2 钾法提取鱼油工艺单因素试验

不过这种节奏让我注意到晚上在城市的街头发生的事情。有一天晚上,我看到一个女人一边奔跑一边哭泣,她有着什么样的故事呢?到了明天,她这段伤心的奔跑会像我微信中的步数一样消失吗?我在马路边看到一个男子弯腰呕吐,两个朋友扶着他。这让我想起一个人租房子住的那段时光,从来不敢喝太多酒,怕一个人寂寞死在出租房而无人知晓。

称取20 g内脏于250 mL锥形瓶，按一定液固比（mL/g）向锥形瓶中加蒸馏水，再用20%的氢氧化钾调节pH，搅拌均匀后置于一定温度（T）下水浴加热，保温水解一段时间（t1），加入一定量的硝酸钾盐析保温一段时间（t2），然后在4 500 r/min下趁热离心15 min，分离出上层油脂，计算粗鱼油得率。

以鱼油的得率作为评价指标，分别研究液固比、pH、水解温度、水解时间、硝酸钾用量以及盐析时间对鱼油得率的影响。

1.2.2.1 pH对鱼油得率的影响

试验条件：液固比1.5∶1（mL/g），水解温度70℃，水解时间40 min，硝酸钾用量为内脏质量的5%（1.0 g），盐析时间15 min，pH分别为6，7，8，9和10。

1.2.2.2 液固比对鱼油得率的影响

初始pH 7，水解温度70 ℃，水解时间40 min，硝酸钾用量为内脏质量的5%（1.0 g），盐析时间15 min，液固比分别为1∶1，1.5∶1，2∶1，2.5∶1和3∶1（mL/g）。

1.2.2.3 水解温度对鱼油得率的影响

液固比1.5∶1（mL/g），初始pH 7，水解温度分别为50，60，70，80和90 ℃，水解时间40 min，硝酸钾用量1 g，盐析时间15 min。

液固比1.5∶1（mL/g），初始pH 7，水解温度70℃，水解时间分别为30，40，50，60和70 min，加1 g硝酸钾，盐析时间15 min。

1.2.2.5 盐用量对鱼油得率的影响

液固比1.5∶1（mL/g），初始pH 7，水解温度70℃，水解时间30 min，硝酸钾加入量分别为0.4，0.6，0.8，1.0和1.2 g，盐析时间15 min。

1.2.2.6 盐析时间对鱼油得率的影响

液固比1.5∶1（mL/g），初始pH 7，水解温度70℃，水解时间30 min，硝酸钾用量1 g，盐析时间分别为10，20，30，40和50 min。

1.2.3 正交试验

为了能进一步缩小最佳工艺的条件范围，根据单因素试验的结果，排除了水解时间因素后，选择pH、液固比、水解温度、盐用量以及盐析时间这5个因素作为正交试验因子。以鱼油得率为评价指标，采用L16(45)正交试验设计，因素水平见表 1。

表1 因素水平

2 试验结果与分析

2.1 pH对鱼油得率的影响结果

pH对鱼油得率的影响结果见图1。由图1可知，随着pH的升高，鱼油得率先增大后减小。当pH为7时，鱼油得率最高，为29.76%，说明pH中性时，有利于鱼油从脂肪组织中释放出来。随着碱性的增加，鱼油会发生皂化反应从而被水解，导致鱼油得率降低。因此，提取鱼油的最适pH初步确定为7。这一结果与刘峰等[16]从大麻哈鱼脂肪线中提取鱼油的研究中得到的最适pH 8有一定的差异，这可能是由于原料不同所导致的。

图1 pH对鱼内脏鱼油得率的影响

2.2 液固比对鱼油得率的影响结果

液固比对鱼油得率的影响结果见图2。由图2可知，随着液固比的增加，鱼油得率先呈现一定的上升趋势，但当液固比达到3∶1（mL/g）时，鱼油得率开始显著下降。物料中添加一定量的水，有利于脂肪分子的释放，当达到某一平衡，脂肪提取完全。液固比增大，减少了盐与物料的接触，同时由于水分对油脂氧化作用有影响，水分含量累积到一定的量时，则水中的溶氧量及表面积增加，从而促进油脂的氧化作用，油脂发生氧化分解，则鱼油的得率就会下降[17-18]。在液固比为1.5∶1（mL/g）时鱼油得率与2∶1（mL/g）和2.5∶1（mL/g）相比并没有显著性差异，因此，鱼油提取最佳液固比初步定为1.5∶1（mL/g）。

图2 液固比对鱼油得率的影响

2.3 水解温度对鱼油得率的影响结果

水解温度对鱼油得率的影响结果见图3。由图3可知，鱼油得率随着水解温度升高先增大后减小，在80℃时鱼油得率最高。这说明温度的升高有利于鱼油成分的释放，从而提高鱼油得率；但当温度升高到某一程度时，鱼油则发生氧化水解，使得率下降。有研究表明温度每升高10 ℃，氧化速率加快将近一倍，而且温度过高，不饱和脂肪酸的稳定性会大大降低，脂肪酸的氧化加速，不仅会影响脂肪的色泽和品质，从能量的角度考虑，也会增加能耗[19-20]。而且单因素方差分析结果表明，70 ℃下鱼油得率与80 ℃之间并无显著性差异，因此确定最佳温度为70 ℃。这与刘峰等[16]和吝少伟[21]的研究结果基本一致。

图3 水解温度对鱼油得率的影响

2.4 水解时间对鱼油得率的影响结果

水解时间对鱼油得率的影响结果见图4。由图4可知，水解60 min时，鱼油得率达到最大值，水解时间低于或高于60 min，鱼油得率均降低。这是由于水解时间较短时，水解不够充分，不能使鱼油充分释放，导致鱼油得率较低；而水解时间过长又会造成鱼油的氧化分解，因此得率反而下降，品质也会降低[22]。虽然水解时间对鱼油得率有一定影响，但经过单因素方差分析，发现水解时间对鱼油得率影响较小，各水解时间下鱼油得率的差异不显著，因此从实际生产成本考虑，选择最佳水解时间30 min。

图4 水解时间对鱼油得率的影响

2.5 盐用量对鱼油得率的影响结果

盐用量对鱼油得率的影响结果见图5。由图5可知，鱼油的得率随着硝酸钾用量的增加先增大后缓慢减小。这是因为采用钾法提取的粗鱼油中含有水、蛋白残渣、皂化物等杂质，加入硝酸钾后，有利于皂化物的盐析，破坏乳化油，水溶液比重增大，粗鱼油含水量减少，从而改善粗鱼油的质量，增大提油率；而盐浓度过高时，皂化物形成的胶体发生解析，乳化现象加重，从而使提油率下降[23]。硝酸钾用量为1 g时，鱼油得率最高。因此，确定硝酸钾用量最佳值1 g即5%。这与王海磊等[24]在提取鲢鱼内脏油时，KNO3用量为5%时得率最大的研究结果一致。

图5 盐用量对鱼油得率的影响

2.6 盐析时间对鱼油得率的影响结果

盐析时间对鱼油得率的影响见图6。由图6可知，随着盐析时间的延长，得率先增大后下降。这可能是由于一定的盐析时间有助于鱼油从乳状液中分离出来，从而使得率增大；而盐析时间延长，会加重油脂乳化，并促进其氧化分解，使鱼油得率下降，且品质降低[25]。综合分析后选择盐析时间30 min。

图6 盐析时间对鱼油得率的影响

2.7 正交试验结果

正交试验结果及极差分析表见图表2。由图2极差可知，影响提油率的主要因素分别是水解温度、pH、液固比，而盐析时间对结果的影响处于中等水平，次要因素是盐用量，即各因素的影响大小顺序为水解温度＞pH＞液固比＞盐析时间＞盐用量，提油最佳工艺组合为A2B1C1D3E4，即pH 7，液固比1.25∶1（mL/g），水解温度60 ℃，盐用量5%（1 g），盐析时间40 min。在此条件下进行验证试验，鱼油得率为39.5%。

表2 正交试验结果与极差分析表

3 结论

以常见淡水鱼类内脏为原料，采用钾法提取鱼内脏中的鱼油，以得率为评价指标，对鱼内脏提取鱼油的影响因素进行了研究。通过单因素试验和正交试验得到鱼油提取的最佳工艺条件：pH 7，液固比1.25∶1（mL/g），水解温度60 ℃，水解时间30 min，盐析时间40 min，盐用量为内脏质量的5%（1 g）。在此条件下鱼油得率为39.5%。