CN115109642A - 一种水酶法粗提取油脂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业生物技术领域，尤其涉及一种简便型水酶法提取水产品油脂的方法。本发明使用小苏打和碱性蛋白酶一起进行水酶法提取水产品或水产品副产物中的油脂，意外的发现使用小苏打可简化油脂提取步骤压缩提取时间，提取率高，提高蛋白质的持水性，同时达到除臭除杂，改善油脂风味。小苏打的性质温和，还可以免除碱性蛋白酶使用中的调节pH的过程，同时，本发明所使用小苏打为市售食品用小苏打，安全性高。本发明的方法简单、实用，具有推广价值。

Description

一种水酶法粗提取油脂的方法

技术领域

本发明涉及农业生物技术领域，尤其涉及一种简便型水酶法提取水产品油脂的方法。

背景技术

我国是水产品的养殖和消费大国，每年有大量的水产品加工废弃物有待处理。但是我国长期以来除了对鱼头、鱼尾和鱼骨等利用较多外，水产品中蛋白质和脂肪含量较高的内脏往往没有得到合理有效的处理，这不仅造成了资源的浪费‚而且污染环境。如果能充分利用这些包括鱼类在内的水产品加工下脚料从中提取油脂‚这样不仅可提高水产品加工的附加值同 时可减少环境污染‚获得良好的经济效益和社会效益。

当前油脂提取的方法主要包括：压榨法、热提法（熬制或蒸煮）、溶剂提取法、超临界或亚临界流体萃取法、酶法等几大类，辅助方法包含超声波、微波、高压、短波红外等技术，为了提高油脂提取率，有时会2-3种方法同时使用。以上几种方法各有其明显特点和优势，压榨法（物理）有效成分流失较多、提取效率低、设备投入大；热提法提取率较低、能耗大、温度一般需达到90℃以上；溶剂提取法操作简单、成油品质较好，但可能存在溶剂残留及对环境不太友好的问题；超临界和亚临界流体萃取法提取率高，所得成品油品质较高，能有效保留不饱和脂肪酸等有效成分，且无溶剂残留，但设备要求较高、投入大、成本高，因此工业化难度较高。水酶法是一种理想的油脂提取技术，近年来研究较多，具有提取率高、安全绿色、反应条件温和、成油品质高等优点，易于规模化生产，可同时提取脂肪、蛋白质和多糖等，成本主要为酶制剂所产生。提取油脂所用的酶制剂按作用原理可分为：细胞壁降解酶类（纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶等）、蛋白质水解酶类（碱性蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶等）和复合酶类（2种以上酶的复合）等。

目前在水产品的油脂提取中，主要提取方法有热水提取法、利用NaOH或KOH提取的的强碱提油法，水酶法提取法。但是因为原料多为水产品加工副产物，腥味重脱臭难、杂质较多，预处理及常规处理工艺繁杂，各种方法的效率都不是太高，而且需要进一步的精制和除腥臭。

发明内容

如何进一步提高水产品中油脂提取效率同时减少腥臭味，降低后续处理成本和工艺复杂度，成为了本领域亟待解决的技术问题。基于此，本发明提供了一种一种简便型水酶法提取水产品油脂的方法。具体的：

本发明的一个方面，本发明提供了一种水酶法粗提取油脂的方法，所述方法包括使用小苏打对样品进行处理的步骤。小苏打的用量为0-3%（重量比），优选为0.2-3%，更优选为1-2%。

本发明的一个方面，本发明提供了一种水酶法粗提取油脂的方法，所述方法包括同时使用小苏打和酶对样品进行处理的步骤。小苏打的用量为0-3%（重量比），优选为0.2-3%，更优选为1-2%。以原料计，酶的用量为2000-5000U/g，优选为4000U/g。所述酶为碱性蛋白酶。

本发明的一个方面，本发明提供了一种水酶法粗提取油脂的方法，所述方法包括同时使用小苏和酶打对样品进行处理的步骤，还包括采用超声辅助提取。

本发明的一个方面，本发明水酶法粗提取油脂的方法的原料为水产品，更优选的所述原料为水产品的边角料、下脚料。当然，本领域技术人员可以合理的预期，由于小苏打较为温和的特性，使之可以与多种试剂复配，即本发明的相关原理和方法也可以用于其他动物制品或植物产品、微生物藻类产品中的油脂提取；相关的酶不仅仅可以用碱性蛋白酶、还可以是其他酶类，例如纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、淀粉酶、胃蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶中的一种或多种。

本发明的一个方面，本发明提供了一种水酶法粗提取油脂的方法，包括如下步骤：

（1）取水产品或副产物作为原料，清水冲洗3遍，并去除大的骨头块及肉眼可见杂物，加入适量白醋和粗盐，浸泡20-30min后再次清水冲洗干净后沥干待用。

（2）将步骤（1）中预处理后的原料打浆，使用普通料理机/打浆机按照30-50s/次的频率搅打，3-6次后，打至原料成为质地均匀的糊状，无明显可见大颗粒即可；称取一定量原料糊按照一定的料液比以纯净水混匀，目的在于降低原料糊粘度，使之在提取油脂的过程中更利于油水分离。

（3）以原料糊计，按一定料液比在混匀的原料液加入小苏打和碱性蛋白酶，在温度50℃条件下保温1.5-4小时，保温期间搅拌几次，每次5min，或保温期间超声几次，每次超声2-4min，之后可看到明显的油水分层，90-95 ℃水浴灭酶15-20min后静置。温度达到100℃提取液易沸腾飞液。

（4）将步骤（3）中混合溶液静置3h以上，冷却沉淀后，用分液漏斗分离上层油脂和下层酶解液及杂质，取上层油脂，3000-10000r/min低温离心5-10min后即得粗提油脂。

本发明的一个方面，本发明步骤（2）中所述料液比为1:3~1:0.5，优选料液比为1:1。

本发明的一个方面，本发明步骤（3）中所述小苏打为食用小苏打，添加量按原料糊计算为0-3%，优选0.2-2%；碱性蛋白酶为20万U/g的碱性蛋白酶；以原料糊计，碱性蛋白酶的添加量为2000-5000U/g；保温时间优选3h左右；超声辅助提取时间分2-3次不同提取阶段进行，每次超声时间≦3min，总超声时间≦10min；高温灭酶时间≦20min。

本发明的一个方面，本发明步骤（4）中所述离心参数为5000r/min，离心7min即可达到要求。

本发明的一个方面，本发明步骤（1）中所述原料为中华草龟加工边角料或鳜鱼内脏。

本发明的提取方法中还可以对取步骤（4）粗提油脂进行油脂提取率、原料脂肪含量，油脂酸值、过氧化值、茴香胺值、不溶性杂质、不皂化物、皂化值、脂肪酸成分等指标的检测，其目的在于确定粗提油脂所达到品质的层级。

本发明的一个方面，本发明还公开了小苏打在改善水酶法提取动物油脂中的风味中的应用，所述应用为将小苏打与蛋白酶同时加入待处理的原料中进行动物油脂的提取。小苏打的用量为0-3%（重量比），优选为0.2-3%，更优选为1-2%。

有益效果

本发明意外的发现小苏打作为碱性蛋白酶水酶法提取油脂的辅料，可简化油脂提取步骤压缩提取时间，提取率高，提高蛋白质的持水性，同时达到除臭除杂，降低从水产品提取获得的油脂的腥臭味，改善油脂风味，并提供给碱性蛋白酶反应的适宜pH值（8-9），性质温和（传统方法碱性蛋白酶反应pH调节要靠强碱氢氧化钠），免除精密度要求较高的调节PH过程，同时，本发明所使用小苏打为市售食品用小苏打，安全性高。

由于水酶法所使用酶制剂是主要成本，本发明选择酶活较高的碱性蛋白酶（20万U/g）作为原料，可减少酶用量，节约成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

（1）取龟加工边角料，清水冲洗3遍，去除明显杂质，加入3%白醋和3%粗盐，浸泡30min后再次冲洗干净后沥干待用。

（2）将步骤（1）中原料打浆，打浆机40s/次的频率搅打4次，打至原料成为质地均匀的糊状；称取80g原料糊加入80mL纯净水混匀，加入1.6g食用小苏打和1.6g碱性蛋白酶（20万U/g），超声3min，50℃条件下保温3小时，超声5min，之后可看到明显的油水分层，95℃水浴灭酶15min后静置。

（3）步骤（2）中混合溶液静置3h以上，冷却沉淀后分液漏斗分离上层油脂和下层酶解液及杂质。取上层油脂，5000r/min低温离心7min后即得粗提中华草龟油脂。

实施例2

（1）取鳜鱼内脏，清水冲洗3遍，去除血水，加入2%白醋和3%粗盐，浸泡30min后再次冲洗干净后沥干待用。

（2）将步骤（1）中原料打浆，打浆机30s/次的频率搅打4次，打至原料质地均匀；称取200g原料糊加入200mL纯净水混匀，加入2g食用小苏打和4g碱性蛋白酶（20万U/g），超声4min，50℃条件下保温2.5小时，超声5min，之后可看到明显的油水分层，90℃水浴灭酶20min后静置。

（3）步骤（2）中混合溶液静置3h以上，冷却沉淀后分液漏斗分离上层油脂和下层酶解液及杂质。取上层油脂，6000r/min低温离心5min后即得粗提鳜鱼油脂。

实施例3

（1）取草鱼内脏，清水冲洗3遍，去除血水及杂质，加入3%白醋和3%粗盐，浸泡25min后再次冲洗干净后沥干待用。

（2）将步骤（1）中原料打浆，打浆机30s/次的频率搅打4次，打至原料质地均匀的糊状；称取100g原料糊加入100mL纯净水混匀，加入1.5g食用小苏打和2g碱性蛋白酶（20万U/g），超声3min，50℃条件下保温3.5小时，超声4min，之后可看到明显的油水分层，95℃水浴灭酶10min后静置。

（3）步骤（2）中混合溶液静置5h，冷却沉淀后分液漏斗分离上层油脂和下层酶解液及杂质。取上层油脂，6000r/min低温离心6min后即得粗提草鱼油脂。

实施例4

本发明提取方法与传统方法的提取效率比较

实验原料选取中华草龟加工边角料和鳜鱼（翘嘴鳜）内脏，龟边角料油脂含量高（油脂占75%左右，以边角料重计），实验确定小苏打（0，0.2%，0.5%，1%，2%，3%）和碱性蛋白酶用量（4000U/g，原料糊计），并与热提法（H）相比较（其他条件一致，不添加碱性蛋白酶和小苏打，另外90℃-100℃多加热1-2h）；鳜鱼内脏油脂含量低（油脂占25%左右，以内脏计），实验选择1%小苏打含量和4000U/g碱性蛋白酶含量，与同样4000U/g木瓜蛋白酶提取效果相比。

表1不同条件提取中华草龟加工边角料和鳜鱼内脏油脂的情况

注：提取率以原料总重计，因是粗提油脂，实验无法完全收集所提取油脂，因此实际提取率应大于测量值，此处取大约数，保留1位小数）

由上表1可知，同时添加小苏打和碱性蛋白酶的提取方法可达到最高的提取率，本发明相比传统热提法和木瓜蛋白酶法，油脂提取率有了显著的提高。

实施例5

5.1 鳜鱼油与龟油理化指标测试

（1）根据上述实施例4实验结果，取表1中1、2、3、4、6号提取率较高的样品，按照“SC/T 3502-2016 鱼油”所规定的指标进行检测，见下表2：

表2 较优条件提取鳜鱼油与龟油理化指标

由表2知：龟油3、4号样品能够达到较好的理化性质，即小苏打添加量为1-2%；对照鳜鱼油提取条件，可知1%（以料重计）的小苏打添加量是较为理想数值。

（2）对照“SC/T 3502-2016 鱼油”标准，分析本发明提取的鳜鱼油质量等级，详见下表3：

表3 最优条件提取鳜鱼油（6号）各项理化指标

注：试验结果三次平行，数值取平均值±标准差

由表3可知：所提取鳜鱼油水分及挥发物含量达到一级粗鱼油标准，酸值达到一级粗鱼油标准，过氧化值达到二级精制鱼油标准，茴香胺值达到一级精制鱼油的要求，不溶性杂质达到粗鱼油的标准，不皂化物接近二级精制鱼油的标准，只有碘值未达到标准要求，而碘值所代表的是油脂（脂肪酸）本身的不饱和程度，即不饱和程度越高，碘值就越大，而鱼油的标准一般性面向海水鱼油，海水鱼油不饱和脂肪酸含量一般大于淡水鱼油，而市售深海鱼油则主要标注二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）的含量，其总含量一般＞20%（重量计），本发明方法提取的鳜鱼油脂的碘值已达到105，与海水鱼油差别并不大，由表3可知鳜鱼油不饱和脂肪酸含量较高。

综上，仅经过改良水酶法提取的鳜鱼油，已达到或超过一级粗鱼油的标准，本方法具有良好的实施效果。

5.2 不同条件下提取的鳜鱼油品质测试。

（1）对本发明获得的鳜鱼内脏和鳜鱼油进行脂肪酸分析，结果见表4。

表4 提取鳜鱼油（样品6）及鳜鱼内脏中脂肪酸含量分布（g/100g）

注： 表中值为平均值±标准差，同一行字母相同者差异不显著，不同者差异显著。显著性水平p＜0.01；“-”表示未检出。

由表4可知：改良水酶法对含量≥0.1（g/100g）的脂肪酸均有良好的提取效果，且对不饱和脂肪酸的提取效果尤为突出，且经过提取的鳜鱼油具有更佳的ω3/ω6比例，说明改良水酶法具有更好的ω3脂肪酸提取特性，提取的鳜鱼油具有更优良的食用价值。

对于SFA，两样品差别不大，含量最高的均为棕榈酸（C16:0），其次是硬脂酸（C18:0），这与其它水产品的研究结果相一致，饱和脂肪酸摄入过高容易导致血胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇升高，增加患心脑血管疾病的风险，因此WHO 近年一直倡议降低饱和脂肪酸的摄入量。

对于MUFA，含量最高的是油酸（C18:1 n-9c），其次是棕榈油酸（C16:1 n-9c），改良水酶法显示了油酸的强大提取能力，油酸也是鳜鱼油中含量最高的脂肪酸，由于对油酸超过5倍的提取收集，使得鳜鱼油单不饱和脂肪酸的占比得到较大的提升。

对于PUFA，含量最高的是亚油酸（C18:2 n-6c），DHA和EPA紧随其后，也是最受关注的ω3型脂肪酸，ω3/ω6 的值常用于比较不同来源鱼油的相对营养价值，1∶1通常被认为是最佳营养比例，越接近这个数值，说明其营养越均衡，鳜鱼油经过提取，显著提高了ω3/ω6比例。

（2）对鳜鱼油及鳜鱼内脏分别做挥发性成分归类及分析，测试数据见表5和表6：

表5提取鳜鱼油（样品6）与鳜鱼内脏挥发性成分分类比较

由表5可知，本发明方法制备的鳜鱼油、传统水酶法鳜鱼油、鳜鱼内脏分别检出55、53和47种挥发性成分，共同挥发性成分共13种，在提炼的过程中原有一些挥发性成分消失，出现了新的挥发性成分，从相对百分含量来看，本发明的方法醛类、呋喃类、酸类、酯类物质占比大幅减少，烯烃类、烷烃类、其他类有了较大幅度提升，醇类、酮类物质基本持平。

表6 提取鳜鱼油（样品1）与鳜鱼内脏（样品2）的ROAV值

注：1≤ROAV≤100的关键风味化合物标注为a，0.1≤ROAV＜1的风味修饰化合物标注为b ；计算结果保留两位有效数字

在实际气味分析中，单看挥发性成分分类或百分含量并不能真实反映产品的典型气味特征，因为不同的挥发性化合物具有不同的阈值，阈值越小，对产品整体风味的贡献就越大，而在阈值相当或相似的情况下，判断一种化合物对整体气味的贡献也要参考其浓度含量，因此，采用刘登勇等提出的ROAV法（相对气味活度值法）对鳜鱼油关键性风味化合物进行分析，首先定义对样品整体香味贡献最大的物质（相对百分含量/阈值最大）设其ROAVs=100，则对其他挥发性化合物ROAV值计算公式如下：

ROAVi≈100×

其中：C%i 和Ti分别为各挥发性化合物的相对百分含量和感觉阈值；C%s 和Ts分别为对样品整体风味贡献最大挥发性化合物的相对百分含量和感觉阈值；本方法认为1≤ROAV≤100的化合物为关键风味化合物，0.1≤ROAV<1的化合物对样品的总体风味具有重要的修饰作用。

由表6可知，按照ROAV值从大到小排列，鳜鱼油的关键风味化合物为：己醛（草青味）、1-辛烯-3-醇（蘑菇、薰衣草、玫瑰和干草香气）、壬醛（玫瑰香、柑橘香、强油脂香）和辛醛（强烈水果香）共4种，重要气味修饰化合物为：乙苯、E,E-2,4-庚二烯醛、正己醇、(E,E)-2,4-癸二烯醛、D-柠檬烯和对二甲苯共6种；鳜鱼内脏的关键风味化合物为：E-2-壬烯醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、1-辛烯-3-醇、壬醛、苯乙醛、E,E-2,4-壬二烯醛、癸酸乙酯和E,E-2,4-庚二烯醛共8种，重要气味修饰化合物为：苯甲醛、E-2-辛烯醛、2-戊基呋喃和庚醛共4种；鳜鱼油和鳜鱼内脏共有的关键风味化合物为：1-辛烯-3-醇和壬醛，鳜鱼内脏中关键风味化合物(E,E)-2,4-癸二烯醛和E,E-2,4-庚二烯醛两种化合物经提取处理后变为鳜鱼油中重要气味修饰化合物，采用本发明方法提取后的鳜鱼油挥发性风味物质发生了较大变化，去除了大多数刺激性醛类物质，气味变得柔和、浅淡，具有青草、花香、水果香的复合气味，具有水产品油脂的特有新鲜气味。

以上内容是结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (10)

1.一种水酶法粗提取油脂的方法，其特征在于，所述方法包括使用小苏打对样品进行处理的步骤。

2.根据权利要求1所述的提取油脂的方法，其特征在于，所述小苏打的用量为0-3%（重量比），优选为0.2-3%，更优选为1-2%。

3.一种水酶法粗提取油脂的方法，其特征在于，所述方法包括同时使用小苏打和酶对样品进行处理的步骤。

4.根据权利要求3所述的提取油脂的方法，其特征在于，小苏打的用量为0-3%（重量比），优选为0.2-3%，更优选为1-2%；以原料计，所述酶的用量为2000-5000U/g，优选为4000U/g。

5.根据权利要求4所述的提取油脂的方法，其特征在于，所述酶为碱性蛋白酶、胃蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶中的任意一种或多种，优选的所述酶为碱性蛋白酶。

6.一种水酶法粗提取油脂的方法，包括如下步骤：

（1）取水产品或水产品的副产物作为原料，清水冲洗3遍，并去除大的骨头块及肉眼可见杂物，加入适量白醋和粗盐，浸泡20-30min后再次清水冲洗干净后沥干待用；优选的所述水产品的副产物为中华草龟加工边角料或鳜鱼内脏；

（2）将步骤（1）中预处理后的原料打浆，使用料理机/打浆机按照30-50s/次的频率搅打，3-6次后，打至原料成为质地均匀的糊状，无明显可见大颗粒即可；称取原料糊按照一定的料液比以纯净水混匀；

（3）以原料糊计，按一定料液比在混匀的原料液加入小苏打和碱性蛋白酶，在温度50℃条件下保温1.5-4小时，保温期间搅拌几次，每次5min，或保温期间超声几次，每次超声2-4min，之后可看到明显的油水分层，90-95 ℃水浴灭酶15-20min后静置；

（4）将步骤（3）中混合溶液静置3h以上，冷却沉淀后，用分液漏斗分离上层油脂和下层酶解液及杂质，取上层油脂，3000-10000r/min低温离心5-10min后即得粗提油脂。

7.根据权利要求6所述的提取油脂的方法，其特征在于，所述步骤（2）中所述料液比为1:3~1:0.5，优选料液比为1:1。

8.根据权利要求7所述的提取油脂的方法，其特征在于，所述步骤（3）中所述小苏打为食用小苏打，添加量按原料糊计算为0-3%，优选0.2-2%；以原料糊计，碱性蛋白酶的添加量为2000-5000U/g；保温时间优选3h左右；超声辅助提取时间分2-3次不同提取阶段进行，每次超声时间≦3min，总超声时间≦10min；高温灭酶时间≦20min。

9.根据权利要求8所述的提取油脂的方法，其特征在于，所述步骤（4）中离心参数为5000r/min，离心7min。

10.小苏打在改善水酶法提取动物油脂中的风味中的应用，其特征在于，将小苏打与蛋白酶同时加入待处理的原料中进行动物油脂的提取。