CN102899163B - 一种从南极磷虾中提取无氟虾油的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从南极磷虾中提取无氟虾油的工艺，其特征在于：步骤如下：（1）取干南极磷虾，加入丙酮，提取3次，合并提取液，旋转蒸发得虾油；（2）步骤（1）最后一次提取后过滤得虾渣，向虾渣中加入乙醇，提取3次，合并提取液，旋转蒸发得浓缩物；（3）向浓缩物中加丙酮，搅拌提取0.5～1h，提取两次，过滤，合并两次的滤液，旋转蒸发得虾油；（4）将步骤（1）所得虾油和步骤（3）所得虾油合并，加入乙醇，冷放，弃去沉淀得上清液，冻放，弃去沉淀得上清液，旋转蒸发即得无氟虾油。本发明优化了提取南极磷虾虾油的工艺，虾油产量高，所得到的虾油中不含氟，提高了虾油的质量，为开发相关的南极磷虾虾油产品做出了贡献。
Description
技术领域
本发明涉及一种从南极磷虾中提取无氟虾油的工艺。
背景技术
氟作为数不多的具有双阈值性质的微量元素之一，在适当范围内，对生物硬组织的建造及促进生物机体生长发育等方面起着其他元素所不可替代的作用。反之，过高或过低，均对生物的生长不利。在世界海洋中氟的平均浓度为1.30mg/kg。海洋动物中氟含量要比陆地动物高，然而，尽管如此，绝大多数海洋生物体内的氟含量仍不高，平均为n×10-4％。但南极磷虾的含氟量却很高，达到n×10-1％。
虽然海洋中具有富氟能力的生物并不止南极磷虾，但南极磷虾作为南大洋乃至全球最大的海洋生物资源，其贮量估计高达10×108～20×108t，仅活的南极磷虾就可富集0.4×106～1×106t氟。
按美国药品、食品管理局规定，人体摄入的氟含量不能超过100mg/kg，氟化物毒性实验表明，含有100mg/kg的NaF食品喂食小鼠，可影响体内的酶活性，改变正常代谢。含1500mg/kgNaF的食品喂食，减缓生长，并有17％的死亡率发生。当食品中NaF增加到2000mg/kg喂食三周，死亡率达100％。为保证人体最适生长，氟应允许的摄入量定为2.5mg/kgF。以此标准计算，一个成年人每天吃1.5g左右的冰冻贮存的干重磷虾，最多不能超过14克，分析结果表明，冰冻贮存整体磷虾氟含量超出了人体允许摄入量的20倍，显然冰冻贮存的磷虾不能用于正常食用。
人体所摄取的氟主要被肠胃吸收后进入血液，其中75％与白蛋白的结合，部分以氟化物形式参与血液循环，并进入组织、唾液和肾脏。由肾脏排出体外，其余主要是粪便排除。
缺氟对牙齿有影响，牙釉质本质的氟浓度可高达11mg/100g。氟有助牙齿的坚硬，防止龋齿。缺氟使骨髂发生病变，骨质疏松，关节增粗，肌肉萎缩等一系列大骨节病体征。缺氟引起造血功能障碍。
高氟除对牙齿、骨髂、造血功能有影响外，高氟对神经系统有影响。长期过量摄入氟可引起动物大脑皮质和皮质下区脱髓鞘和小脑蒲肯野氏细胞数目减少，这些损伤可能导致神经元的联系减少及突触功能异常，继而影响到大脑的功能。孙增荣等（饮高氟水小鼠脑海马回组织超微结构观察，2000年）通过对长期饮高氟水的小鼠海马回神经细胞、神经纤维、神经突触及血脑屏障受到显著损伤。其中，突触前活跃区增大，有些突触前膜、突触间隙及突触后膜均融为一体，血脑屏障损伤主要表现为星状胶质细胞足突水肿，线粒体变性。血脑屏障的损伤可能会进一步增加，脑组织中氟的蓄积，更加重氟对脑的损伤作用。
氟对脑组织代谢的影响，研究发现，氟在脑中的积累阻碍了抗氧化机能，从而导致中枢神经的氧化损伤，同时脑组织中能量生成和转化受阻，进而影响到脑细胞膜的离子转运及神经传导。此外氟中毒还会对脑细胞膜脂质代谢、蛋白质代谢及NO合成造成影响。
氟中毒对行为的影响，人与动物的行为主要受高级神经中枢的支配，氟中毒引起中枢神经系统形态损伤及代谢改变，必将在一定程度上对行为造成影响。研究指出人对氟的敏感性远高于鼠，近年来以鼠为实验对象也发现氟对鼠的脑功能有影响。马龙等（氟对小鼠子代神经行为发育的影响，1993年）在给孕鼠染氟后，所生仔鼠平面翻正反射和负趋性试验达标率显著低于对照组。吴南屏等给孕鼠饮用含不同浓度氟的水，结果仔鼠的一般体格发育指标未见异常改变，但高剂量组仔鼠行为发育呈现轻微的延迟效应，尤其对运动和协调功能影响较明显。孙增荣等（高氟饮水对小鼠脑功能的影响，2000年）用不同浓度的含氟水（100、50、10mg/L）喂饮小鼠6个月，经穿梭箱实验表明，高氟饮水可显著影响小鼠的学习和记忆能力。
高氟对机体内分泌激素水平的影响：研究发现，成年白鼠给氟组血睾酮水平较对照组降低40％；调查发现，氟中毒病区儿童血液中T4含量明显下降，而TSH则显著升高，在体外静态培养条件下氟中毒大鼠垂体LH释放总量和释放速度都明显低于对照组，提示慢性氟中毒对垂体LH细胞分泌功能具有潜在的损伤作用。陈培忠等（高氟对机体内分泌激素水平的影响，2004年）研究发现，高氟状态可造成垂体、甲状腺、性腺等内分泌腺体的损伤，影响内分泌功能，进而导致机体功能异常，而且高氟对机体内分泌的影响可通过生殖过程传给子代，进而引起子代的损伤。
高氟对生殖系统的影响，早在1925年人们就注意到了氟对雄性生殖系统的毒性作用，认为氟与不育之间有确切的联系。近年来的一些研究表明，氟通过促进自由基产生，抑制抗氧化酶类活力，导致脂质过氧化作用增强是氟引起雄性生殖系统损害的主要机制。NO作为内源性自由基可与超氧阴离子反应，生成一种强氧化剂过氧化亚硝酸（ONOOH），诱导脂质过氧化。一氧化碳（NO）作为体内的一种重要的信使分子，既能通过ONOOH诱导脂质过氧化，又能对脂质过氧化发生阻断作用。已有研究表明，氟中毒大鼠睾丸细胞中一氧化氮合酶（NOS）活力明显增加。人们观察了氟化钠对射精后清洗人体精子的作用，20min后，由于氟化钠的积聚逐渐增加，导致精子膜损伤，溶酶体活性降低，精子头部拉长，顶体缺失，尾部成圈状。这些变化表明，氟化钠可通过睾丸屏障，干扰精子正常的发育过程。
南极磷虾作为南极最大的海洋生物资源，人们一直寄望于该生物资源能作为人类可利用的蛋白质资源。但由于南极磷虾的高氟含量对人体健康有害，从而给该生物资源的直接利用带来一定的困难。有的研究试图在捕捞后在船上立即进行鲜虾的脱壳加工，但蛋白质收率低、资源浪费大，现在有的国家将其捕捞后运回加工成油脂，而虾壳和蛋白的混合物作为饲料等。而油脂中仍含有一定量的氟，探讨南极磷虾油脂低氟工艺，降低油脂的氟含量，提高其油脂质量，是南极磷虾利用的关键技术。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供了一种从南极磷虾中提取无氟虾油的工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种从南极磷虾中提取无氟虾油的工艺，步骤如下：
（1）取干南极磷虾（含水量约为8%～10%）100g，加入丙酮500～650ml，20～35℃下提取3次，每次提取1h,每提取一次，过滤将干南极磷虾滤出；合并提取液（约1400～1750ml），在45～55℃，-0.07～-0.09Mpa下旋转蒸发除去丙酮，得虾油（约6.2～6.57g），虾油按国家标准GB/T2005.18-2003检测，其中氟含量约为114.332～119.452ug；
（2）步骤（1）最后一次提取后过滤得虾渣，向虾渣中加入500～650ml的95％～100％乙醇（体积分数），20～35℃下提取3次，每次提取1h，每提取一次，过滤将干南极磷虾滤出；合并提取液（约1400～1750ml），在55～65℃，-0.07～-0.09Mpa下旋转蒸发除去乙醇，得浓缩物（约39.5～45.10g），测其中氟含量约为644.278～662.333ug；
（3）向步骤（2）得到的浓缩物中加200～225ml的丙酮，20～35℃下搅拌提取0.5～1h，过滤，向滤渣中加200～225ml的丙酮，20～35℃下搅拌提取0.5～1h，过滤；合并两次的滤液（约390～414ml），在45～55℃，-0.07～-0.09Mpa下旋转蒸发除去丙酮，得虾油（约3.23～3.51g），测得其中氟含量约为10.127～11.05ug；
（4）将步骤（1）所得虾油和步骤（3）所得虾油合并，得低氟含量的虾油（约9.43～10.08g），其中氟含量约为125.382～129.579ug；向虾油中加入10～15倍（指质量体积倍数，即1g物料加入10～15ml液体，下同）的85～95％乙醇（体积分数），使其溶解，4～8℃下冷放2～4h，弃去沉淀得上清液，上清液置-20℃～-26℃下冻放2～4h，弃去沉淀得上清液，在55～65℃，-0.07～-0.09Mpa下旋转蒸发除去乙醇，即得无氟虾油，按国家标准GB/T2005.18-2003检测，虾油中氟未检出。
本发明是在研究了许多提取方法后得到的最佳提取工艺，如干南极磷虾先用乙醇提取，可得浓缩物46.58g，含氟量为2433.805ug。如此浓缩物用丙酮提取得虾油3.5g，氟含量10～15ug之间，氟含量低，油产率也低。如用正已烷和乙醇1：1比例混合液提取，得浓缩物26.05g，氟含量2350.7ug，浓缩物中的杂质多。若浓缩物再经丙酮提取，得虾油4.5g左右，油的产量也不高。另外乙醇提取干虾后的渣再用丙酮提取等方法从油产率和氟的含量来考虑，其效果均不如本发明的工艺理想。用乙醇提取南极磷虾，其浓缩物中杂质含量极高，须用丙酮再提取才可得低氟虾油。
本发明优化了提取南极磷虾虾油的工艺，虾油产量高，所得到的虾油中不含氟，提高了虾油的质量，为开发相关的南极磷虾虾油产品做出了贡献。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1从南极磷虾中提取无氟虾油
步骤为：
（1）干南极磷虾100g，加丙酮550ml，25℃下提取3次，每次提取1h，每提取一次，过滤将干南极磷虾滤出；合并三次的提取液（1400ml），在45℃，-0.09Mpa下旋转蒸发除去丙酮，得虾油6.20g，按国家标准GB/T5009.18-2003检测其中氟含量为114.332ug。
（2）上述最后一次提取后过滤得虾渣（85g），向虾渣中加入95％乙醇550ml，25℃下提取3次，每次1h，每提取一次，过滤将干南极磷虾滤出；合并三次的提取液（1400ml），在55℃，-0.09Mpa下旋转蒸发除去乙醇，得浓缩物43.75g，测其中氟含量为658.45ug。
（3）向步骤（2）得到的浓缩物中加220ml的丙酮，25℃下搅拌提取0.5h，过滤，向滤渣中加220ml的丙酮，25℃下搅拌提取0.5，过滤；合并两次的滤液（410ml），在45℃，-0.09Mpa下旋转蒸发除去丙酮，得虾油3.23g，测其中氟含量为11.05ug。
（4）将步骤（1）所得虾油和步骤（3）所得虾油合并，即得低氟含量的虾油（9.43g），其中氟含量为125.382ug；向虾油中加150ml 95％乙醇（体积分数），使其溶解，4℃下冷放2h，弃去沉淀，得上清液，再将上清液在-20℃下冻放2h，弃去沉淀得上清液，上清液在55℃，-0.09Mpa下旋转蒸发除去乙醇，得虾油9.2g，经检测，虾油中氟未检出。
实施例2从南极磷虾中提取无氟虾油
步骤为：
（1）干南极磷虾100g，加丙酮600ml，35℃下提取3次，每次提取1h，每提取一次，过滤将干南极磷虾滤出；合并三次的提取液（1500ml），在50℃，-0.08Mpa下旋转蒸发除去丙酮，得虾油6.41g，按国家标准GB/T5009.18-2003测得其中氟含量为118.110ug。
（2）上述最后一次提取后过滤得虾渣（85g），向虾渣中加入95％乙醇600ml，35℃下提取3次，每次1h，每提取一次，过滤将干南极磷虾滤出；合并三次的提取液（1500ml），在60℃，-0.08Mpa下旋转蒸发除去乙醇，得45.10g浓缩物，测其中氟含量为662.333ug。
（3）向步骤（2）所得浓缩物中加入丙酮225ml，35℃下搅拌提取2次，每次45分钟，过滤，合并两次的滤液（414ml），在50℃，-0.08Mpa下旋转蒸发除去丙酮，得虾油3.31g，测其中氟含量为10.89ug。
（4）将二步骤（1）所得虾油和步骤（3）所得虾油合并，得虾油9.72g，其中氟含量为129ug；向虾油中加入100ml 85％乙醇（体积分数），使其溶解，8℃下冷放4h，弃去沉淀得上清液，再将上清液在-26℃下冻放4h，弃去沉淀得上清液，上清液在65℃，-0.07Mpa下旋转蒸发浓缩得虾油9.4g，经检测，虾油中氟未检出。
实施例3从南极磷虾中提取无氟虾油
步骤为：
（1）干南极磷虾100g,加入丙酮650ml，20℃下提取3次，每次提取1h，每提取一次，过滤将干南极磷虾滤出；合并三次的提取液（1750ml）在55℃，-0.07Mpa下旋转蒸发除去丙酮，得虾油6.57g，测其中氟含量为119.452ug。
（2）上述最后一次提取后过滤得虾渣（83g），向虾渣中加入无水乙醇650ml，20℃下提取3次，每次提取1h，每提取一次，过滤将干南极磷虾滤出；合并三次的提取液（1750ml），在65℃，-0.07Mpa下旋转蒸发除去乙醇，得浓缩物39.5g，测其中氟含量为644.278ug。
（3）向步骤（2）所得浓缩物中加入丙酮200ml，20℃下搅拌提取2次，每次提取1h，过滤，合并两次的滤液（390ml），在55℃，-0.07Mpa下旋转蒸发除去丙酮，得虾油3.51g，测其中氟含量为10.127ug。
（4）将二步骤（1）所得虾油和步骤（3）所得虾油合并，得虾油10.08g，其中氟含量为129.579ug；向虾油中加入125ml 95％乙醇，使其溶解，6℃冷放3h，弃去沉淀得上清液，再将上清液在-23℃下冻放3h，弃去沉淀得上清液，上清液在60℃，-0.08Mpa下旋转蒸发浓缩得虾油9.5g，经检测，虾油中氟未检出。
Claims (1)
1.一种从南极磷虾中提取无氟虾油的工艺，其特征在于：步骤如下：
(1)取含水量为8％～10％的干南极磷虾100g，加入丙酮500～650ml，20～35℃下提取3次，每次提取1h,每提取一次，过滤将干南极磷虾滤出；合并提取液，在45～55℃，-0.07～-0.09Mpa下旋转蒸发除去丙酮，得虾油；
(2)步骤(1)最后一次提取后过滤得虾渣，向虾渣中加入500～650ml的95％～100％乙醇，20～35℃下提取3次，每次提取1h，每提取一次，过滤将干南极磷虾滤出；合并提取液，在55～65℃，-0.07～-0.09Mpa下旋转蒸发除去乙醇，得浓缩物；
(3)向步骤(2)得到的浓缩物中加200～225ml的丙酮，20～35℃下搅拌提取0.5～1h，过滤，向滤渣中加200～225ml的丙酮，20～35℃下搅拌提取0.5～1h，过滤；合并两次的滤液，在45～55℃，-0.07～-0.09Mpa下旋转蒸发除去丙酮，得虾油；
(4)将步骤(1)所得虾油和步骤(3)所得虾油合并，加入10～15倍的85～95％乙醇，4～8℃下冷放，弃去沉淀得上清液，上清液置-20℃～-26℃下冻放2～4h，弃去沉淀得上清液，在55～55℃，-0.07～-0.09Mpa下旋转蒸发除去乙醇，即得无氟虾油。
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