徐彤砚 楼乔明 高 娟 杨文鸽 徐大伦 张进杰

(宁波大学海洋学院，宁波 315211)

秘鲁鱿鱼肝脏油脂淡碱水解法提取及其脂肪酸分析

徐彤砚 楼乔明 高 娟 杨文鸽 徐大伦 张进杰

(宁波大学海洋学院，宁波 315211)

对秘鲁鱿鱼肝脏的基本营养成分和脂质组成进行分析，同时采用淡碱水解法对其油脂提取工艺进行优化，并采用气相色谱-质谱法(GC-MS)对油脂的脂肪酸组成进行分析。结果表明：秘鲁鱿鱼肝脏富含油脂，其质量分数高达干重的46.61%，且以三酰甘油(61.26%)和磷脂(26.45%)为主；淡碱水解法提取油脂的最佳条件为料液比1∶1.5、初始pH 9.0、水解温度70 ℃、水解时间80 min、加盐量4%，在此优化条件下，油脂提取率为82.87%；秘鲁鱿鱼肝脏油脂富含C20∶5n-3和C22∶6n-3，两者总质量分数高达31%以上，表明秘鲁鱿鱼肝脏具有较高的营养价值和脂质开发潜力，可开发成食品添加剂、保健品和药品以作为C20∶5n-3和C22∶6n-3功能性脂肪酸的重要食药来源。

秘鲁鱿鱼 肝脏 油脂 淡碱水解法 提取 脂肪酸

鱿鱼是软体动物门(Mollusca)、头足纲(Cephalopoda)、枪形目(Teuthoidea)、柔鱼科(Ommastrephidae)和枪乌贼科(Loliginidae)动物的俗称，亦称柔鱼，是我国重要的远洋渔获资源和水产加工品种[1]。鱿鱼资源丰富，且生长周期短、繁殖力强和资源恢复迅速，是一种可持续的海洋渔业资源。目前，国内市场上的鱿鱼主要为阿根廷滑柔鱼(Illex argentinus)、北太平洋褶柔鱼(Todarodes pacificus)和秘鲁鱿鱼(Dosidicus gigas)3个品种；随着捕捞技术和远洋渔业的发展，秘鲁鱿鱼的产量显著提高，2011年其产量超过25万t，已成为我国鱿鱼重要加工品种[2-3]。

目前，我国鱿鱼加工产业的产品层次较低，以鱿鱼干、鱿鱼片、鱿鱼丝、面包鱿鱼段和冷冻鱼糜等制品为主，而加工过程产生的鱿鱼肝脏等下脚料一般直接废弃掩埋或加工成低值饲料，这不仅浪费资源，还易造成环境污染，因此有效利用和开发鱿鱼肝脏，生产高附加值具有保健功能的鱿鱼肝脏油脂，将为鱿鱼加工下脚料综合利用提供新途径[4-5]。本研究以秘鲁鱿鱼肝脏为研究对象，对其基本营养成分、脂质和脂肪酸组成进行分析，并采用淡碱水解法对油脂提取工艺进行优化，以期为拓展鱿鱼肝脏利用途径，提高鱿鱼综合利用率和附加值提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜秘鲁鱿鱼：宁波丰群食品有限公司；37种脂肪酸甲酯混标：美国Sigma公司；三酰甘油试剂盒和胆固醇试剂盒：南京建成生物工程研究所；甲醇、正己烷、氢氧化钾等分析纯：国药集团化学试剂有限公司。

UV-4820紫外分光光度计：北京恒峰瑞创科技发展有限公司；IR35电子水分测定仪：丹佛仪器(北京)有限公司；7890A型气相色谱仪：美国Agilent公司；M7-80EI型质谱仪：北京普析通用仪器有限公司；RE-52C旋转蒸发仪：上海青浦沪西仪器厂；EX-124型精密电子分析天平：奥豪斯仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 原料预处理

新鲜秘鲁鱿鱼经解剖，取其肝脏，去除粘膜组织，经匀浆后，密封包装，贮藏于-40 ℃冰箱中备用。

1.2.2 营养成分分析

含水量：参照GB 5009.3—2010 直接干燥法测定；蛋白质含量：参照GB 5009.5—2010凯氏定氮法测定；总脂含量：参照Folch法进行提取测定[6-7]；灰分含量：参照GB 5009.4—2010测定。

1.2.3 脂质组成分析

三酰甘油和总胆固醇含量：按试剂盒的使用说明测定；磷脂含量：总脂经湿法消化后，钼蓝比色法测定[8]；游离脂肪酸含量：参考铜皂比色法测定[9]。

1.2.4 单因素和正交优化试验

取50 g新鲜鱿鱼肝脏匀浆，按一定料液比加入水和抗氧化剂(0.02%TBHQ)，在45 ℃保温条件下，用2 mol/L KOH溶液调节初始pH，保温20 min；再经水浴保温水解，氯化钠盐析10 min后，5 000 r/min离心15 min，收集上清液即为鱿鱼肝脏油脂。同时以料液比、初始pH、水解温度、水解时间、加盐量为因素，进行单因素试验；并在单因素试验基础上，采用极差法对初始pH、水解温度、水解时间和加盐量进行正交优化试验。

1.2.5 脂肪酸分析

甲酯化衍生：取10 mg鱿鱼肝脏油脂，加入1 mL正己烷充分溶解，再加入1 mL 0.5 mol/L KOH-甲醇溶液，旋涡混合1 min，静置分层后，上清液用无水Na2SO4干燥，供GC-MS分析。

色谱条件：DB-WAX毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，高纯氦气为载气，采用恒压模式，压力0.4 MPa；进样量1 μL，分流比30∶1，进样口温度220 ℃，检测器温度250 ℃；升温程序为100 ℃保持4 min，以10 ℃/min升温至200 ℃，保持6 min，并以4 ℃/min升温至250 ℃，整个分析过程40 min。

质谱条件：GC-MS接口温度280 ℃，EI离子源，电离能量70 eV，离子源温度230 ℃，全扫描模式检测。

1.3 数据处理

每个样品平行测定3次，采用SPSS 18.0软件对数据进行统计分析，单因素方差分析法(ANOVE，Tukey检验)进行显著性检验，并采用Duncan’s法进行单因素多重比较分析，P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 鱿鱼肝脏基本成分

鱿鱼肝脏基本成分列于表1。由表1可知，鱿鱼肝脏水分质量分数为66.21%，蛋白质为14.26%(占干重的42.20%)，灰分为2.24%(占干重的6.63%)；而总脂的质量分数高达15.75%(占干重的46.61%)，远高于鱿鱼胴体、鱿鱼皮中的总脂含量[10-11]，表明鱿鱼肝脏富含油脂，可作为提取油脂的良好原料。

表1 鱿鱼肝脏基本成分

2.2 鱿鱼肝脏总脂组成

鱿鱼肝脏总脂组成较为复杂，本研究仅对总脂中的三酰甘油、磷脂、游离脂肪酸和总胆固醇含量进行测定，结果列于表2。从表2可知，鱿鱼肝脏总脂以三酰甘油和磷脂为主，分别占总脂的61.26%和26.45%，两者总量占总脂的80%以上，是鱿鱼肝脏总脂的主要组成成分。鱿鱼肝脏油脂中游离脂肪酸和总胆固醇含量相对较低，分别仅占总脂的1.82%和1.13%，其中总胆固醇含量经换算占鱿鱼肝脏干重为5.27 mg/g，远低于鸡蛋[12]、鲈鱼卵[13]、大黄鱼鱼卵[14]等。鱿鱼肝脏富含油脂，且磷脂含量较高，总胆固醇含量相对较低，表明其具有较高的脂质开发潜力。

表2 鱿鱼肝脏总脂脂质组成

2.3 鱿鱼肝脏油脂提取单因素试验

2.3.1 料液比对提取率的影响

在料液比(1∶1、1∶1.3、1∶1.5、1∶2)、初始pH 9.0、水解温度70 ℃、水解时间80 min和加盐量4%的条件下，不同料液比对鱿鱼肝脏油脂提取率的影响如图1所示。

由图1可知，随料液比增加，鱿鱼肝脏油脂提取率呈先增加后降低趋势，在料液比为1∶1.5时，油脂提取率达到最大值(82.87%)。这是由于随着料液比的增加，油脂提取体系的黏度降低，流动性增加，增加了体系的传质速率，使KOH能与脂蛋白、脂质复合物等物质进行充分接触，促进水解反应进行，释放油脂，从而提高油脂提取率。当料液比过高，致使油脂提取体系中KOH总量增加，易于发生皂化反应；且料液比过高，易使油脂发生乳化现象，增加后续油脂分离难度和强度。因此，鱿鱼肝脏油脂提取最佳料液比为1∶1.5。

图1 料液比对鱿鱼肝脏油脂提取率的影响

2.3.2 初始pH对提取率的影响

在料液比1∶1.5、初始pH(8.0、8.5、9.0、9.5、10.0)、水解温度70 ℃、水解时间80 min和加盐量4%的条件下，不同初始pH对鱿鱼肝脏油脂提取率的影响如图2所示。

由图2可知，随初始pH升高，鱿鱼肝脏油脂提取率呈逐渐增加趋势；这是因为在弱碱性条件下，pH升高能有效提高脂蛋白的水合能力，增加溶解度，促进水解反应进行，同时pH升高可有效降低水解体系的乳化稳定性，释放油脂，进而提高油脂提取率。当初始pH为9.0时，油脂提取率达到最大(82.26%)；继续提高初始pH至10.0时，加剧了鱿鱼肝脏油脂的皂化反应进行，油脂皂化产物析出，致使油脂提取率急剧下降。因此，鱿鱼肝脏油脂提取最佳初始pH为9.0。

图2 初始pH对鱿鱼肝脏油脂提取率的影响

2.3.3 水解温度对提取率的影响

在料液比1∶1.5、初始pH 9.0、水解温度(50、60、70、80、90 ℃)、水解时间80 min和加盐量4%的条件下，不同水解温度对鱿鱼肝脏油脂提取率的影响如图3所示。

图3 水解温度对鱿鱼肝脏油脂提取率的影响

由图3可知，在50～80 ℃范围内，随着温度升高，油脂的提取率逐渐增大；温度升高加速破坏蛋白质与油脂间的结合，释放油脂，进而提高油脂提取率。当温度为70 ℃和80 ℃时，油脂提取率都较高，分别为81.85%和81.92%，且两者温度对油脂提取率无显著影响(P>0.05)；当温度为90 ℃时，过高的温度加速油脂皂化和氧化分解等副反应进行，致使油脂提取率下降[15]。综合考虑油脂提取率和氧化程度，鱿鱼肝脏油脂提取最佳水解温度为70 ℃。

2.3.4 水解时间对提取率的影响

在料液比1∶1.5、初始pH 9.0、水解温度70 ℃、水解时间(60、70、80、90、100 min)和加盐量4%的条件下，不同水解时间对鱿鱼肝脏油脂提取率的影响如图4所示。

由图4可知，随着水解时间延长，鱿鱼肝脏油脂提取率逐渐增加；当水解时间为80 min时，油脂提取率达到最大值(82.27%)；之后，随着水解时间增加，油脂提取率缓慢降低。水解时间短，油脂提取过程中水解不充分，致使油脂提取率低；水解时间过长，易造成油脂皂化、氧化分解等副反应发生，皂化物析出和氧化分解损失，导致油脂提取率降低；故鱿鱼肝脏油脂提取最佳水解时间为80 min。

图4 水解时间对鱿鱼肝脏油脂提取率的影响

2.3.5 加盐量对提取率的影响

在料液比1∶1.5、初始pH 9.0、水解温度70 ℃、水解时间80 min和加盐量(2%、3%、4%、5%、6%)的条件下，不同加盐量对鱿鱼肝脏油脂提取率的影响如图5所示。

由图5可知，鱿鱼肝脏油脂提取率随加盐量呈先增加后小幅降低，当加盐量为4%时，油脂提取率最大(81.42%)。当加盐量≤4%时，油脂提取率随加盐量增加而增加；这是因为鱿鱼肝脏富含蛋白质，易于吸水而呈胶体状态，当加入适量电解质，电解质的阴、阳离子电荷能中和胶体分散相质点的表面电荷，降低(或消除)胶体表面电位和水合度，使胶体微粒絮凝聚集，同时破坏蛋白质与油脂间的乳化作用，促使油脂析出，降低胶体絮凝团的油脂含量，进而提高油脂提取率；同时加盐量的增加，增大了油脂提取体系整体密度，有利于油脂破乳，对提高油脂提取率具有一定的辅助作用[15-16]。当加盐量>5%时，油脂提取率呈小幅降低，这是因为鱿鱼肝脏富含磷脂(占鱿鱼肝脏干重的12%以上)，加盐量的增加，降低了磷脂胶体水合度，促使磷脂胶体絮凝，并从油脂中析出，从而在一定程度上降低了油脂的提取率[17]。因此，鱿鱼肝脏油脂提取的最佳加盐量为4%。

图5 加盐量对鱿鱼肝脏油脂提取率的影响

2.4 正交优化试验

根据单因素试验，选取初始pH、水解温度、水解时间、加盐量为试验因素，以提取率为试验指标，采用正交试验方法考察各因素对鱿鱼肝脏油脂提取率的影响，试验设计与结果列于表3，方差分析列于表4。

表3 正交优化试验结果与分析

由表3可知，淡碱水解法提取鱿鱼肝脏油脂过程中，各因素对油脂提取率影响依次为：初始pH>水解温度>水解时间>加盐量，即初始pH对油脂提取率的影响最大，水解温度和水解时间次之，加盐量最小。表4方差分析表明：初始pH和水解温度对油脂提取率具有显著影响(P<0.05)，而水解时间和加盐量对提取率影响不显著；优化试验条件为初始pH 9.0、水解温度70 ℃、水解时间80 min、加盐量4%，在此优化条件下，油脂提取率达到(82.87±0.43)%，略低于超声波辅助有机溶剂法(91.26%)[18]和水酶法(90.67%)[19]；但淡碱水解法具有操作简单、对设备试剂依存度低、生产量大、成本低等优势，因此淡碱水解法在鱿鱼肝脏油脂工业化提取上具有广阔的应用前景。

表4 正交优化试验方差分析

注：F0.05(2, 2)=19.000，F0.01(2, 2)=99.000；*表示P<0.05，差异显著。

2.5 脂肪酸组成分析

将Folch法和优化后淡碱水解法提取的鱿鱼肝脏油脂经甲酯化处理，采用气相色谱-质谱法对油脂脂肪酸组成进行分析，其总离子流色谱图见图6；通过标准品对照和数据库检索对其脂肪酸组成进行定性分析，并按峰面积归一法进行定量，分析结果列于表5。

图6 鱿鱼肝脏总脂脂肪酸GC-MS总离子流色谱图

鱿鱼肝脏油脂脂肪酸组成丰富，主要为C14～C22脂肪酸，其中从Folch法提取的鱿鱼肝脏总脂中共分析鉴定出20种脂肪酸，优化淡碱水解法提取的油脂中共分析鉴定出18种脂肪酸，2种油脂脂肪酸组成没有明显差别，均以C16∶0、C18∶0、C18∶1n-9、C20∶1n-9、C20∶5n-3(EPA)、C22∶6n-3(DHA)为主；鱿鱼肝脏油脂中多不饱和脂肪酸主要为C20∶5n-3和C22∶6n-3等n-3型多不饱和脂肪酸，n-6型多不饱和脂肪酸含量较低；C22∶6n-3含量远高于C20∶5n-3，且C20∶5n-3和C22∶6n-3两者总质量分数高达31.16%，高于南美白对虾(11.84%～23.36%)[20]、虾蛄(25.2%～30.2%)[21]、三疣梭子蟹(18.94%～20.91%)[22]、大黄鱼(16.0%～25.8%)[23]等常见海水经济养殖品种以及黑印真鲨(27.5%～29.5%)、沙拉真鲨(24.6%～25.2%)、白边真鲨(29.9%)、瓦氏斜齿鲨(27.2%)和中国团扇鳐(27.1%)等鲨鳐肝脏[24]。C20∶5n-3和C22∶6n-3具有降血脂、抗血栓、预防动脉硬化等预防心血管疾病以及抗炎、提高免疫力、促进婴幼儿大脑发育、增强记忆力等多种生理调节功能，是人和动物生长发育所必需的脂肪酸[25-27]。鱿鱼肝脏油脂含量高，且油脂富含C20∶5n-3和C22∶6n-3，表明鱿鱼肝脏具有较高营养价值和脂质开发潜力，可开发成食品添加剂、保健品和药品以作为C20∶5n-3和C22∶6n-3功能性脂肪酸的重要食药来源。

表5 鱿鱼肝脏油脂脂肪酸组成

3 结论

3.1 鱿鱼肝脏富含蛋白质和脂质，两者分别占干重的42.20%和46.61%；其中总脂以三酰甘油(61.26%)和磷脂(26.45%)为主，游离脂肪酸和总胆固醇含量相对较低。

3.2 经单因素和正交优化试验得到淡碱水解法提取鱿鱼肝脏油脂的最佳工艺条件：料液比1∶1.5、初始pH9.0、水解温度70 ℃、水解时间80 min、加盐量4%、盐析10 min，并5 000 r/min离心15 min；在此优化条件下，鱿鱼肝脏油脂提取率为82.87%。

3.3 Folch法和优化后淡碱水解法所提鱿鱼肝脏油脂在脂肪酸组成上没有明显差别；鱿鱼肝脏油脂富含C20∶5n-3和C22∶6n-3，两者总质量分数高达31%以上，表明鱿鱼肝脏具有较高营养价值和脂质开发潜力，可开发成食品添加剂、保健品和药品以作为C20∶5n-3和C22∶6n-3功能性脂肪酸的重要食药来源。

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Hepatic Oil Extraction of Dosidicus gigas by Weak Alkaline Hydrolysis and Analysis of the Fatty Acid Compositions

Xu Tongyan Lou Qiaoming Gao Juan Yang Wenge Xu Dalun Zhang Jinjie

(School of Marine Sciences, Ningbo University, Ningbo 315211)

Abstract The basic nutrient components and lipid compositions ofDosidicusgigaslivers were analyzed, and meanwhile the weak alkaline hydrolysis to optimize the oil extraction process was applied and the fatty acid compositions were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) in this paper. The results indicate thatDosidicusgigaslivers are rich in oil, and the oil mass fraction is as high as 46.61% of dry weight, which is mainly composed of triglycerides (61.26%) and phospholipids (26.45%). The best extraction conditions of weak alkaline hydrolysis were as follows: 1∶1.5 of material-liquid ratio, initial pH 9.0, 70 ℃ for hydrolysis temperature, 80 min for hydrolysis time and 4% sodiumchloride, and the oil extraction yield was up to 82.87% under the optimal condition. The liver oil ofDosidicusgigaswas a rich source of C20∶5n-3 and C22∶6n-3, and the total mass fraction of C20∶5n-3 and C22∶6n-3 reached as high as above 31%.Dosidicusgigaslivers had high nutritional value and considerable potential for lipid exploitation, showed that the oil could be developed into food additives, health care products and drugs as important sources of C20∶5n-3 and C22∶6n-3 functional fatty acids.

dosidicusgigas, liver, oil, weak alkaline hydrolysis, extraction, fatty acids

TS251.9

A

1003-0174(2016)02-0058-06

国家自然科学基金(31201283)，浙江省教育厅科研资助项目(Y201223991)，宁波市自然科学基金(2012 A610136)

2014-07-02

徐彤砚，女，1993年出生，硕士，食品科学

楼乔明，男，1981年出生，博士，讲师，食品科学