CN108179053B - 一种高品质南极磷虾油的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种南极磷虾油的制备方法，该方法以南极磷虾粉为原料，通过在特定的体系条件下，采用多级研磨协同酶解的方法，将南极磷虾中富含脂质的粗组分进行富集，然后经分离、干燥工艺，得到粗提物；粗提取经乙醇和乙酸乙酯混合溶剂进行浸提，浸提液再经一级浓缩、冷却、分离、二级浓缩处理后，即可得到高品质南极磷虾油。本发明制备的南极磷虾油中磷脂、虾青素、DHA、EPA等功能伴随物的含量高，流动性好，且较好的实现了磷虾油的脱腥，同时浸提后副产的脱脂磷虾粉有机溶剂含量低且安全性好，为后续将其开发成食品级制品提供了较好的原料。

Description

一种高品质南极磷虾油的制备方法

技术领域

本发明属于天然产物的分离制备技术领域，具体涉及一种高品质南极磷虾油的制备方法。

技术背景

南极磷虾生物储量巨大，在不影响生物链平衡情况下，每年可捕捞约0.8亿吨，相当于目前全世界海洋水产品年捕获量的两倍。现下各国纷纷将其列为重要的战略储备资源，特别是在海上粮仓建设过程中，属于极重要的三大待开发海洋资源。如何对南极磷虾进行综合高值化开发利用是摆在行业面前的重大问题。近年来，南极磷虾油因其独特的成分组成与功能特性倍受关注。尤其是较高的磷脂型DHA/EPA和虾青素含量，使其表现出多种临床功效，极具开发价值。

目前南极磷油的制备方法主要有湿法和干法，其中湿法主要是利用鲜冻磷虾为原料，后期经溶剂分层得到南极磷虾油，该方法因产生杂质较多，且分离体系涉及溶剂量大，不适于工业化推广；干法主要是以南极磷虾粉为原料，经溶剂萃取得到南极磷虾油，目前工业化生产南极磷虾油多为此方法进行。但是现有方法制备南极磷虾油过程中还存在很多难题，诸如：(1)南极磷虾油中极性杂质较多，水分含量较高，导致南极磷虾油的流通性和透明度不佳，影响产品的加工属性和感官特性；(2)南极磷虾油腥味较重，其产品不易被消费者所接受；(3)磷虾油产品的多不饱和脂肪酸和虾青素等功效因子，因其分子的高度不饱和性，在自然条件下极易被氧化并降解，使其活性功能丧失，贮藏稳定性差，该性质亦限制了南极磷虾油的应用与消费；(4)提取虾油后的副产磷虾粉因含较高的溶剂残留，对加工和产品安全性带来很大隐患，致使资源系列化综合开发技术相对滞后。

而本发明提供的一种制备南极磷虾油的方法，对提高南极磷虾油的品质，以及提高南极磷虾资源的综合利用程度具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种高品质南极磷虾油的制备方法，能够有效的提高南极磷虾油中磷脂、虾青素、DHA、EPA等功能伴随物的含量；显著改善产品的流动性、透明度和产品的稳定性；制备过程实现了对磷虾油中腥味成分的脱除，降低磷虾油腥味，提高了产品的感官品质；另外，改制备方法产生的副产物磷虾粉中有机溶剂的含量较低，保证了后期加工过程和终产品的安全性，为后续对副产物的高值化综合利用奠定了原料基础，以弥补现有技术方法的不足。

本发明所提供带的高品质南极磷虾油的制备方法，包括有如下的步骤：

1)一级研磨

以南极磷虾粉为原料，加入质量比为1:0.5～10的复合研磨剂，充分搅拌混匀，然后在10～80℃环境下进行研磨处理，使其呈均匀体系，得到一级研磨体系；

所述的复合研磨剂包括助溶剂、乳化剂和保护剂，三者的质量比为：1:0.1～20：0.001～10；

其中所用的助溶剂为：乙醇、丙二醇、聚乙二醇和甘油中的一种或几种的混合物；

所用的乳化剂为：山梨酸醇脂肪酸酯类乳化剂、磷脂类乳化剂和糖脂类乳化剂中的一种或几种的混合物；

所用的保护剂为：抗坏血酸或其钠盐、乙二胺四乙酸或其钠盐、茶多酚、生育酚、生育酚乙酸酯、辅酶Q、没食子酸酯、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯和鼠尾草酸中的一种或几种的混合物；

2)二级研磨协同酶解处理

向步骤1)得到的一级研磨体系中加入1～10倍体积事先预热到30～60℃的，pH为pH5.0～pH 8.0的含酶水溶液；然后在30～60℃条件下进行研磨处理0.5～10h，得到二级研磨体系；

所述的酶为蛋白酶和脂肪酶组成的复合酶，蛋白酶的添加量为2000～5000U/g，脂肪酶的添加量为500～3000U/g；

其中蛋白酶为：胃蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶中的一种或几种的混合物；

脂肪酶为假丝酵母酯酶、曲霉酯酶、假单胞菌酯酶和根霉酯酶中的一种或几种的混合物；

3)分离和干燥

步骤2)得到二级研磨体系经过滤或离心的方式将残渣与酶解液进行分离；分离后的酶解液经喷雾干燥或冷冻干燥或减压干燥，使其中的水分含量低于10％，得到粗提取物；

所述的过滤条件为：采用50～80目的绢布将残渣与酶解液进行分离；

所述的离心条件为：转速为1000～3000r/min，时间为5～20min；

4)粗提物的浸提

向步骤3)粗提物中加入质量体积比为1:1～20的提取剂，在10～60℃条件下进行提取，提取时间为0.1～10h，得浸提液；

所述提取剂为乙醇和乙酸乙酯的混合液，其中乙酸乙酯的体积分数为0.1～50％。

为了获得更好的产品效果，在提取剂中还选择性的加入油溶性稳定剂；所述的油溶性稳定剂包括生育酚、生育酚乙酸酯、辅酶Q、没食子酸酯、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯和鼠尾草酸中的一种或几种，稳定剂在提取剂中的质量体积分数为0.0001％～5％；

5)一级浓缩、冷却、分离和二级浓缩

将步骤4)得到的浸提液经减压浓缩至其中含油量大于30％，得到一级浓缩液；将一级浓缩液于2℃～16℃条件下静止0.1h～6h，经过滤或离心进行分离，收集液体，将收集的液体再经二级减压浓缩至无溶剂残留，即得高品质南极磷虾油。

本发明一种高品质南极磷虾油的制备方法，具有以下优点：

1、本发明所制备的南极磷虾油，由于采用了特定的体系条件，联合采用多级研磨协同酶解和再提取工艺，使制备得到的南极磷虾油具有较高的磷脂和虾青素含量。

2、本发明所制备的南极磷虾油，由于制备过程通过构建稳定剂协同保护体系，使最终制备得到的南极磷虾油具良好的稳定性，显著抑制了功能因子的降解，可长期储存，延长了产品货架期。

3、本发明所制备的南极磷虾油，由于采用了多级研磨协同酶解后干燥、再提取、分级浓缩和冷冻分离工艺路线，有效降低了南极磷虾油中的水分含量、腥味物质和相对较高极性的杂质，使制备得到的南极磷虾油具有卓越的稳定性、流动性和透明度，并现实了对南极磷虾油的脱腥。制得的南极磷虾油可按需要量添加到食品、药品和化妆品等产品当中，提高了磷虾油的附加值。

4、本发明所的一种南极磷虾油制备方法，过程中先采用多级研磨协同酶解、分离、干燥、再提取、再分离工艺，使提取完南极磷虾油后剩余的磷虾粉，其中含有较低的有机溶剂，防止磷虾粉后期因溶剂残留导致的燃烧、爆炸等问题，降低了后期加工成本，保障了生产安全；同时低溶剂残留的磷虾粉，具有较好的食用安全性，为后期充分开发其中的蛋白质等营养物质奠定了良好的原料基础。

5、本发明方法，生产工艺简单，制备过程不发生化学变化，不改变DHA、EPA和虾青素化学结构，使整个反应过程绿色环保、耗能低，并提高了南极磷虾资源的综合利用度，利于工业化推广。

附图说明

图1：本发明的工艺流程图；

图2：实施例1、实施例2、实施例3和对照实施例所制备南极磷虾油的氧化稳定性比较图。

具体实施方式

申请人在长期的研究中发现，通过在特定的研磨体系中对南极磷虾粉进行多级研磨协同酶解处理，然后再经干燥、二次浸提、多级浓缩和冷却分离，可显著提高南极磷虾油的品质特性，同时制备过程充分发挥所构建体系中稳定剂对南极磷虾油的保护作用，显著改善磷虾油稳定性，具有重要的行业应用价值。

以下采用实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明中南极磷虾油氧化稳定性的测定方法如下：

采用Schaal烘箱加速法，在避光条件下，将装有100g南极磷虾油的碘量瓶置于(62±1)℃恒温干燥箱中，每隔2d取样测定其过氧化值(POV)，以评价南极磷虾油的氧化稳定性。POV值的测定参照国家标准GB/T5538规定进行。

实施例1

取100kg南极磷虾粉，加入100L复合研磨剂(其中乙醇：吐温80：抗坏血酸钠质量比为1:2:0.05)，充分搅拌混匀，然后在60℃条件下进行研磨处理，使其呈均匀体系，得到一级研磨体系。向一级研磨体系中加入200L温度为60℃的含酶水溶液(其中含3000U/g的中性蛋白酶和1000U/g的假丝酵母酯酶)。用0.1mol/L的盐酸溶液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节体系pH至7.0，然后在60℃条件下进行研磨处理1h，得到二级研磨体系。采用60目的绢布对二级研磨体系过滤处理，过滤后将滤液进行喷雾干燥，使其中的水分含量为8％，得到粗提取。向粗提物中加入3倍质量体积的提取剂(20％乙酸乙酯的乙醇溶液)，在室温条件下进行提取1h，得浸提液。将浸提液经减压浓缩至其中含油量为40％，然后将其置于6℃条件下静止4h，经过滤进行分离，收集滤体，将滤液再进一步减压浓缩至无溶剂残留，得到高品质南极磷虾油。

实施例1制备南极磷虾油的得率、主要功能因子组成及含量、感官及外观品质评价如表1所示。结果表明：该方法制备的南极磷虾油得率为21.2％，其中磷脂含量为46.5g/100g虾油，DHA含量为14.6g/100g虾油，EPA含量为11.2g/100g虾油，总虾青素含量为1098mg/kg虾油。经感官鉴定，表明该磷虾油腥味较淡，具有良好的流动性和透明度，与对照实施例相比，该方法制备的南极磷虾油各评价指标均表现出显著优势。

同时将实施例1制备的南极磷虾油进行贮藏期氧化稳定性试验，结果表明：贮藏20天以后，其过氧化值为67.4meq/kg，而对照实施例的过氧化值为172.6meq/kg，说明本实施例制备的南极磷虾油的氧化稳定性明显优于对照实施例，具有较好的贮藏稳定性，其过氧化值随贮藏时间的具体变化曲线如图2所示。

实施例2

取200g南极磷虾粉，加入200mL复合研磨剂(其中甘油：吐温85：茶多酚的质量比为1:1.5:0.02)，充分搅拌混匀，然后在50℃条件下进行研磨处理，使其呈均匀体系，得到一级研磨体系。向一级研磨体系中加入300mL温度为50℃的含酶水溶液(其中含4000U/g的木瓜蛋白酶和800U/g的曲霉酯酶)。用0.1mol/L的柠檬酸溶液和0.1mol/L的氢氧化钾溶液调节体系pH至7.0，然后在45℃条件下进行研磨处理1.5h，得到二级研磨体系。然后在2000r/min条件下离心15min，取上清液，进行喷雾干燥，使其中的水分含量为10％，得到粗提取。向粗提物中加入5倍质量体积的提取剂(10％乙酸乙酯的乙醇溶液，其中含有质量体积分数为0.001％的没食子酸酯)，在室温条件下进行提取1.5h，得浸提液。将浸提液经减压浓缩至其中含油量为45％，然后将其置于4℃条件下静止6h，经过滤进行分离，收集滤体，将滤液再进一步减压浓缩至无溶剂残留，得到高品质南极磷虾油。

实施例2制备南极磷虾油的得率、主要功能因子组成及含量、感官及外观品质评价如表1所示。结果表明：该方法制备的南极磷虾油得率为19.8％，其中磷脂含量为45.8g/100g虾油，DHA含量为13.7g/100g虾油，EPA含量为10.5g/100g虾油，总虾青素含量为1103mg/kg虾油。经感官鉴定，表明该磷虾油腥味较淡，具有良好的流动性和透明度，与对照实施例相比，该方法制备的南极磷虾油各评价指标均表现出显著优势。

同时将实施例2制备的南极磷虾油进行贮藏期氧化稳定性试验，结果表明：贮藏20天以后，其过氧化值仅为19.8meq/kg，而对照实施例的过氧化值为172.6meq/kg，说明本实施例制备的南极磷虾油的氧化稳定性明显优于对照实施例，具有较好的贮藏稳定性，其过氧化值随贮藏时间的具体变化曲线如图2所示。

实施例3

取250g南极磷虾粉，加入500mL复合研磨剂(其中乙醇：蔗糖硬脂酸酯：辅酶Q10：的质量比为1:2:0.01)，充分搅拌混匀，然后在55℃条件下进行研磨处理，使其呈均匀体系，得到一级研磨体系。向一级研磨体系中加入1500mL温度为45℃的含酶水溶液(其中含3500U/g的菠萝蛋白酶和1200U/g的假单胞菌酯酶)。用0.1mol/L的醋酸溶液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节体系pH至6.5，然后在40℃条件下进行研磨处理2h，得到二级研磨体系。然后用70目绢布过滤，滤液进行喷雾干燥，使其中的水分含量为70％，得到粗提取。向粗提物中加入4倍质量体积的提取剂(5％乙酸乙酯的乙醇溶液，其中含有质量体积分数为0.002％的鼠尾草酸)，在室温条件下进行提取0.5h，得浸提液。将浸提液经减压浓缩至其中含油量为50％，然后将其置于8℃条件下静止5h，经过滤进行分离，收集滤体，将滤液再进一步减压浓缩至无溶剂残留，得到高品质南极磷虾油。

实施例3制备南极磷虾油的得率、主要功能因子组成及含量、感官及外观品质评价如表1所示。结果表明：该方法制备的南极磷虾油得率为20.4％，其中磷脂含量为47.1g/100g虾油，DHA含量为14.9g/100g虾油，EPA含量为10.2g/100g虾油，总虾青素含量为1087mg/kg虾油。经感官鉴定，表明该磷虾油腥味较淡，具有良好的流动性和透明度，与对照实施例相比，该方法制备的南极磷虾油各评价指标均表现出显著优势。

同时将实施例2制备的南极磷虾油进行贮藏期氧化稳定性试验，结果表明：贮藏20天以后，其过氧化值为23.2meq/kg，而对照实施例的过氧化值为172.6meq/kg，说明本实施例制备的南极磷虾油的氧化稳定性明显优于对照实施例，具有较好的贮藏稳定性，其过氧化值随贮藏时间的具体变化曲线如图2所示。

对比实施例1

取100kg南极磷虾粉，加入1000L乙醇溶液，在室温下充分搅拌浸提6h，浸提结束后经板框过滤分离，收集滤液，滤液经减压浓缩至无溶剂挥出，得到浓缩液即为南极磷虾油。

对比实施例1制备南极磷虾油的得率、主要功能因子组成及含量、感官及外观品质评价如表1所示。结果表明：该方法制备的南极磷虾油得率为18.6％，其中磷脂含量为34.5g/100g虾油，DHA含量为10.5g/100g虾油，EPA含量为7.6g/100g虾油，总虾青素含量为384mg/kg虾油。经感官鉴定，表明该磷虾油虾腥味较重，特别是贮藏一段时间后，腥味尤为加重，虾油在低温条件下流动性差，呈半固体状，放置一段时间外观变浊，透明度不佳。

同时将对比实施例制备的南极磷虾油进行贮藏期氧化稳定性试验，结果表明：贮藏20天以后，其过氧化值为172.6meq/kg，显著高于实施例1、实施例2、实施例3，其过氧化值随贮藏时间的具体变化曲线如图2所示。

对比实施例2

一种南极磷虾油的提取方法：

(1)将南极磷虾四次采肉，得到的加工副产物作为原料。

(2)将原料于100℃下蒸煮10min，加入蒸馏水(质量比＝1∶4)，调节温度为50℃，保持10min后，调节pH8.5，加入碱性蛋白酶3000U/g蛋白，酶解2h后，之后煮沸10min灭酶，冷却后，用80目绢纱过滤后，收集滤液。

(3)将上述步骤得到的滤液调至pH4.5后，静置30min，8000r/min离心得到膏状沉淀，进行冷冻干燥处理。

(4)以乙醇为提取溶剂，采用多级逆流连续浸提的方法提取冻干脂蛋白中的虾油，提取级数为3级，每级提取的料液比(w/v)为1∶9，料液比1∶9(m∶V)，提取时间30min。提取结束后，离心去除滤渣，滤液真空蒸发回收溶剂后得到虾油。

对比实施例2制备南极磷虾油的得率、主要功能因子组成及含量、感官及外观品质评价如表1所示。结果表明：该方法制备的南极磷虾油得率为16.5％，其中磷脂含量为25.8g/100g虾油，DHA含量为9.5g/100g虾油，EPA含量为7.8g/100g虾油，总虾青素含量为895mg/kg虾油。经感官鉴定，表明该磷虾油虾具有明显腥味，特别是贮藏一段时间后，腥味尤为加重，新制备虾油具有流动性，但是放置一段时间，流动性变差，且有沉淀物质析出，透明度不佳。

同时将对比实施例制备的南极磷虾油进行贮藏期氧化稳定性试验，结果表明：贮藏20天以后，其过氧化值为158.4meq/kg，显著高于实施例1、实施例2、实施例3，但是低于对比实施例1，其过氧化值随贮藏时间的具体变化曲线如图2所示。

因此，试验证明本发明方法制备的南极磷虾油具有卓越的品质，且提取后的残渣安全性较高，极具推广应用前景。

表1：不同试验组南极磷虾油指标评价表

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种高品质南极磷虾油的制备方法，其特征在于，所述的方法包括有如下的步骤：

1)一级研磨：

以南极磷虾粉为原料，加入质量比为1:0.5～10的复合研磨剂，充分搅拌混匀，然后在10～80℃环境下进行研磨处理，使其呈均匀体系，得到一级研磨体系；所述的复合研磨剂包含有助溶剂、乳化剂和保护剂，三者的质量比为1:0.1～20：0.001～10；

所述的助溶剂为乙醇、丙二醇、聚乙二醇和甘油中的一种或几种的混合物；

所述的乳化剂为山梨酸醇脂肪酸酯类乳化剂、磷脂类乳化剂和糖脂类乳化剂中的一种或几种的混合物；

所述的保护剂为抗坏血酸或其钠盐、乙二胺四乙酸或其钠盐、茶多酚、生育酚、生育酚乙酸酯、辅酶Q、没食子酸酯、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯和鼠尾草酸中的一种或几种的混合物；

2)二级研磨协同酶解处理

向步骤1)得到的一级研磨体系中加入1～10倍体积事先预热到30～60℃的，pH为pH5.0～pH 8.0的含酶水溶液；然后在30～60℃条件下进行研磨处理0.5～10h，得到二级研磨体系；所述的酶为蛋白酶和脂肪酶组成的复合酶，蛋白酶的添加量为2000～5000U/g，脂肪酶的添加量为500～3000U/g；

3)分离和干燥

步骤2)得到二级研磨体系经过滤或离心的方式将残渣与酶解液进行分离；分离后的酶解液经喷雾干燥或冷冻干燥或减压干燥，使其中的水分含量低于10％，得到粗提取物；

4)粗提物的浸提

向步骤3)粗提物中加入质量体积比为1:1～20的提取剂，在10～60℃条件下进行提取，提取时间为0.1～10h，得浸提液；

所述提取剂为乙醇和乙酸乙酯的混合液，其中乙酸乙酯的体积分数为0.1～50％；

所述的提取剂中还加入油溶性稳定剂；稳定剂在提取剂中的质量体积分数为0.0001％～5％；所述的油溶性稳定剂包含生育酚、生育酚乙酸酯、辅酶Q、没食子酸酯、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯和鼠尾草酸中的一种或几种；

5)一级浓缩、冷却、分离和二级浓缩

将步骤4)得到的浸提液经减压浓缩至其中含油量大于30％，得到一级浓缩液；将一级浓缩液于2℃～16℃条件下静止0.1h～6h，经过滤或离心进行分离，收集液体，将收集的液体再经二级减压浓缩至无溶剂残留，即得到高品质南极磷虾油。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤2)其中蛋白酶为胃蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶中的一种或几种的混合物。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤2)中的脂肪酶为假丝酵母酯酶、曲霉酯酶、假单胞菌酯酶和根霉酯酶中的一种或几种的混合物。

4.一种高品质南极磷虾油，其特征在于，所述的南极磷虾油是用权利要求1所述的方法制备的。

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