小苏打水酶法提取鳜鱼油及品质分析_周蓓蓓.pdf
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1、 153 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY肉类研究2023年 第48卷 第04期收稿日期:2022-11-14 基金项目:安徽现代农业产业技术体系项目(AARS-08);国家现代农业产业技术体系项目(CARS-45,CARS-46)。作者简介:周蓓蓓,女,博士,副研究员,研究方向为水产品加工及检测。周蓓蓓1,吕亚宁2,李正荣3,吴明林1,蒋阳阳1,崔 凯1,李海洋1(1.安徽省农业科学院水产研究所,安徽 合肥 230031;2.合肥海关技术中心,安徽 合肥 230022;3.安徽省水产技术推广总站,安徽 合肥 230092)摘要:在传统水酶法(碱性蛋白酶)提
2、取油脂方法基础上,根据单因素试验结果,添加1%的食用小苏打,可简化鳜鱼油粗提取工艺,并获得较高的鳜鱼油提取率。对所提取的鳜鱼油进行品质测评包括:对照水产行业标准“SC/T 35022016鱼油”进行7项理化指标的检测、脂肪酸及挥发性成分检测及分析。结果表明:经过小苏打水酶法提取的鳜鱼油品质较好;3/6不饱和脂肪酸比例达到0.445;经ROAV法(相对气味活度值法)分析,所提取鳜鱼油的关键风味化合物为:己醛、1-辛烯-3-醇、壬醛和辛醛。综上所述小苏打水酶法操作简单、绿色高效,可作为水产加工副产物规模化初步处理的一种有效方法。关键词:鳜鱼;小苏打水酶法;品质分析;脂肪酸;挥发性成分;相对气味活度
3、值法中图分类号:TS 254.9 文献标志码:A 文章编号:1005-9989(2023)04-0153-09Quality Evaluation of Mandarin Fish Oil by Baking Soda Aqueous Enzymatic MethodZHOU Beibei1,LYU Yaning2,LI Zhengrong3,WU Minglin1,JIANG Yangyang1,CUI Kai1,LI Haiyang1(1.Fisheries Research Institute,Anhui Academy of Agricultural Sciences,Hefei 23
4、0031,China;2.Technology Center of Hefei Customs,Hefei 230022,China;3.Anhui Aquatic Technology Promotion Station,Hefei 230092,China)Abstract:Based on the traditional water enzymatic method(alkaline protease)for oil extraction,and based on the results of single factor experiments,adding 1%edible bakin
5、g soda can simplify the crude extraction process of mandarin fish oil and achieve a high extraction rate.The quality evaluation of the extracted mandarin fish oil includes:testing 7 physical and chemical indicators,detecting and analyzing fatty acids and volatile components in accordance with the aq
6、uatic industry standard“SC/T 35022016 Fish Oil”.The results showed that the quality of mandarin fish oil extracted by the baking soda aqueous enzymatic method was good.The proportion of 3/6 unsaturated fatty acids reached 0.445;The key flavor compounds of mandarin fish oil are hexanal,1-octene-3-ol,
7、nonanal and octanal by ROAV analysis.The 小苏打水酶法提取鳜鱼油及品质分析DOI:10.13684/ki.spkj.2023.04.014 154 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY肉类研究2023年 第48卷 第04期0 引言鳜鱼为淡水名贵鱼类,现有三属11种,其中以翘嘴鳜和斑鳜分布最广。据本草纲目和中药大辞典等记载,鳜鱼具有排毒排淤、健脾补虚、杀虫消炎等功效,具有较高的食药用价值。目前安徽省鳜鱼养殖产量达到全国第三1,作为八大菜系之一徽菜的传统菜肴,徽州臭鳜鱼加工产业蓬勃发展。至2021年底,仅黄山一市,臭鳜鱼年产值
8、可达40亿元(新华社)。鳜鱼加工的迅猛发展产生了大量内脏等副产物,如何对副产物进行绿色化处理,挖掘其潜在经济价值,是值得研究的问题。当前油脂提取的方法主要包括:压榨法、热提法、溶剂提取法、超临界或亚临界流体萃取法、水酶法等。综合比较,水酶法是一种较为理想的油脂提取技术,具有提取率高、反应条件温和、成油品质高等优点,易规模化生产,可同时提取脂肪、蛋白质、多糖等多种有效成分,但根据所用酶的品种不同,pH值等反应条件常需要使用盐酸、氢氧化钠等强酸强碱调节,操作不够方便2-4。而碳酸氢钠(小苏打)在食品加工中具有广泛的用途5:可作为蓬松剂,对蔬菜进行护色,改善食品质构特性,去除异味等,且其具有温和弱碱
9、性,理论上可与碱性蛋白酶同时使用,作为水酶法提取水产油脂的辅料。目前小苏打水酶法提取油脂的方法未见报道。本研究采用单因素试验确定小苏打提取鳜鱼油脂的可行性,确定最佳的小苏打添加量;对所提取的鳜鱼油进行多项品质测评,进一步验证方法的有效性。1 材料与方法1.1 材料与试剂鳜鱼内脏购买于本地菜市场(品种为翘嘴鳜),鳜鱼宰杀后收集内脏置于18 保存,1周内使用。鳜鱼油使用鳜鱼内脏自行提取。食用小苏打:南京甘汁园糖业有限公司;碱性蛋白酶(20万活性,食品级):京东商城优宝嘉食品旗舰店;木瓜蛋白酶(10万活性,食品级):南宁庞博生物工程有限公司。硫代硫酸钠(0.1 mol/L,标准品)、硫代硫酸钠(0.
10、1 mol/L,标准品):上海市计量测试技术研究院;氢氧化钠(0.1 mol/L,标准品)、盐酸(1 mol/L,标准品):深圳市博林达科技有限公司;P-茴香胺(0.1 mol/L,标准品):北京曼哈格生物科技有限公司;氢氧化钾醇溶液(0.1 mol/L,标准品):北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司;十一碳酸甘油三酯(98.3%,标准品):北京谱析标准技术有限公司;混合脂肪酸甲酯(标准品):上海安谱科学仪器有限公司;乙醇、甲醇、正庚烷:色谱纯,美国天地(TEDIA)有限公司;三氯甲烷、冰乙酸、碘化钾、可溶性淀粉、乙醚、异丙醇、酚酞、异辛烷、环己烷、碘化钾、石油醚、硅藻土、氢氧化钾、丙酮、乙醇
11、、碱性蓝6B、石油醚、无水硫酸钠、氯化钠:分析纯,国药集团化学试剂有限公司;韦氏试剂:分析纯,上海麦克林生化科技有限公司。1.2 仪器与设备Uwater X2台式可加热净水器:上海有你信息科技有限公司;JYL-C16V料理机:九阳股份有限公司;JS-20超声波清洗机:洁昇(中国)公司;DZKW-D-2电热恒温水浴锅:上海科恒实业发展有限公司;电子秤(0.001 g/300 g):上海英衡称重设备有限公司;XP205型电子分析天平(0.1 mg):梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;美墨尔特UF 160plus烘箱:美墨尔特(上海)贸易有限公司;UV2550紫外光谱仪:岛津(日本)公司;Agil
12、ent 7890B型气相色谱仪、CP-Sil88色谱柱(100 m0.25 mm0.2 m)、Agilent 7890-5975气相色谱-质谱联用仪:安捷伦(美国)公司;手动固相微萃取纤维头(50/30 m DVB/CAR/PDMS):美国Supelco公司。1.3 实验方法1.3.1 样品制备new aqueous enzymatic method in this paper was simple in operation and can be used as an effective method for large-scale treatment of aquatic processin
13、g by-products.Key words:mandarin fish;baking soda aqueous enzymatic method;quality analysis;fatty acids;volatile components;ROAV 155 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY肉类研究2023年 第48卷 第04期(1)小苏打水酶法提取鳜鱼油流程。取冷冻鳜鱼内脏约300 g,流水解冻,去除杂物,流水冲洗35遍至血水明显变少,加入适量食盐或粗盐,浸泡1020 min,继续用清水冲洗至较为澄清状态,沥干水分,加入打浆机粉碎至质地均匀的浆状(3
14、次打浆,每次15 s左右)(样品2)。按顺序加入碱性蛋白酶、食用小苏打和纯净水,用玻璃棒搅拌均匀后超声波匀浆3 min,水浴50 保温3 h,1.5 h时超声波再次匀浆2 min,保温完成后90 灭酶30 min,第3次超声波匀浆3 min,静置20 min后取最上层油液以6000 r/min的速度离心7 min后待用6(样品1)。(2)单因素试验。根据碱性蛋白酶适宜工作温度4055,固定反应温度为50 7。由于小苏打为弱碱性,不另外调节pH值。单因素试验4个因素取小苏打添加量、酶活力、料液比和保温时间,小苏打添加量以提取率(质量分数)为考察指标,提取率高者为佳。单因素试验设计见表1。小苏打添
15、加量单因素试验其余3个条件设为:酶活力4000 u/g、料液比1:1、保温时间2 h,其余单因素试验根据提取率选择上一试验的较优条件。每个单因素试验3次平行,结果取平均值。表1 小苏打水酶法单因素试验设计表水平因素小苏打添加量/%料重计酶活力/(u/g料重计)料液比保温时间/h123450.25001:0.50.50.510001:11120001:22240001:33560001:441.3.2 鳜鱼内脏脂肪含量的测定 称取鳜鱼内脏匀浆液约3 g,精确至0.001 g,移入滤纸筒,放入索氏抽提器,连接收瓶,由抽提器冷凝管上端加入石油醚至瓶内容积2/3处,水浴加热,抽提7 h。取下接收瓶,回
16、收石油醚,待接收瓶内溶剂剩余12 mL时水浴蒸干,于(1005)干燥1 h,干燥器内冷却0.5 h后称量。重复以上操作直至恒重(2次称量差2 mg)。试验结果3次平行取平均值。鳜鱼油提取率(%)=(鳜鱼油质量/鳜鱼内脏脂肪质量)100(原料取相同值)1.3.3 鳜鱼油皂化值的测定(氢氧化钾计)称取适量离心鳜鱼油,将25 mL氢氧化钾乙醇溶液加入试样中,加助沸物并慢慢煮沸,不时摇动,油脂维持沸腾状态60 min,加酚酞指示剂于热溶液中,0.5 mol/L盐酸标准溶液滴定至指示剂粉色消失。做空白试验对照。试验3次平行。1.3.4 鳜鱼油7项理化指标检测 水分及挥发物按照“GB/T 5525”规定执
17、行,酸值按照“GB/T 5530”规定执行,过氧化值按照“GB/T 5538”规定执行,茴香胺值按照“GB/T 24304”规定执行,碘值按照“GB/T 5532”规定执行,不溶性杂质按照“GB/T 15688”规定执行,不皂化物按照“GB/T 5535”规定执行。1.3.5 脂肪酸测定 前处理:称取均匀试样0.1 g左右,加入2.0 mL十一碳酸甘油三酯内标溶液。加入2%氢氧化钠甲醇溶液8 mL,回流至油滴消失,加入7 mL 15%三氟化硼甲醇溶液继续回流2 min,停止加热,加入10 mL正庚烷,振摇2 min,加入饱和氯化钠水溶液,静置分层。吸取上层正庚烷提取溶液约5 mL,加入约35
18、g无水硫酸钠,振摇1 min,静置5 min,吸取上层溶液待测。1.3.6 挥发性成分GC-MS测定 样品气体收集:称样品2 g置于装有磁力搅拌子的萃取瓶中,60 恒温水浴加热,平衡5 min,萃取30 min,解析5 min后进样。气相色谱条件:色谱柱为HP-5MS;升温程序:40 保持3 min,以5/min升至200,再以10/min升至240,保持5 min,进样口温度为250;传输线温度为230,全扫模式;载气为氦气,流速1.0 mL/min;不分流进样。质谱条件:电子轰击(EI)离子源,离子源温度250,质量扫描范围m/z 35400。1.4 数据处理均值计算及折线图使用Excel
19、 2010处理,均值(M)显著性分析使用SPSS 17.0(配对样品T检验)8处理,鳜鱼内脏与提取鳜鱼油差异较大,取P0.01时为差异显著。2 结果与讨论2.1 单因素试验对鳜鱼油提取率的影响小苏打属于弱碱性物质,其主要目的是提供碱性蛋白酶适宜的pH值条件。图1A结果表明,小苏打添加量在0.5%(料重计)以下时,油脂提取率很低,这是因为未达到碱性蛋白酶的适宜提取条件;但当添加量达到1%以后,提取率没有更大 156 食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY肉类研究2023年 第48卷 第04期的提高;而小苏打添加量在1%2%时,反应液pH值维持在8.28.5,位于碱性
20、蛋白酶的有效pH值区间内(pH711),并与张佳蒙等7的研究结果相一致;添加量超过2%时,会造成鳜鱼油颜色变深,产生较为明显的碱性气味。因此,选择1%作为小苏打的适宜添加量。碱性蛋白酶酶活较高,添加量一般不需太高。由图1B可知,当碱性蛋白酶添加量高于4000 u/g(料重计)时,提取率未有明显的改善,不需选择更大的添加量。因此选择4000 u/g碱性蛋白酶作为适宜添加量。料液比指鳜鱼内脏原浆液与纯净水的比值。由图1C可知,当料液比过高,原料浆过于黏稠,不利于反应液混合均匀及推进反应快速进行;料液比过低,则蛋白酶及小苏打浓度太低,反应速度降低;当料液比达到1:1时,鳜鱼油可获得最高的提取率。保温
21、是为了保持蛋白酶活性,保证油脂在较短时间内游离,便于收集和提取。图1D结果表明,3 h的保温时间可以使油脂较为完全地提取。因此,根据单因素试验结果,鳜鱼油提取条件选择为:小苏打添加量1%、碱性蛋白酶添加量4000 u/g、50 保温3 h、料液比1:1,在此条件下鳜鱼油的提取率达到86%90%。2.2 鳜鱼油理化性质测评按照2.1中筛选出的试验条件提取鳜鱼油脂,对照行业标准“SC/T 35022016鱼油”,试验3次平行,所得结果见表2。由表2可得: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标准,不溶性杂质达
22、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图1 单因素试验对鳜鱼油提取率的影响01020304050607080901000.20.5125鳜鱼油提取率/%小苏打添加量/%01020304050607080901005001000200040006000鳜鱼油提取率/%碱性蛋白酶酶活/(u/g)01020304050607080901001/0.51 1/2 1/3 1/4鳜鱼油提取率/%料液比/(w/w)01020304050607080901000.51234鳜鱼油提取率/%保温时间/hABCD表2 最优条件提取鳜鱼油各项理化指标样品号水分及
23、挥发物/%酸值/(以KOH计,mg/g)过氧化值/(meq/kg)茴香胺值碘值/(g/100 g)不溶性杂质/%不皂化物/%皂化值/(mg/g)脂肪含量/(g/100 g)224.770.510.240.02 4.00.15.80.15.40.2 105.30.2 0.240.03 3.540.17 194.334.51精制鱼油标准一级0.11.05.020.01400.11.5二级0.23.010.025.03.0粗鱼油标准一级0.38.012.0不做限定1200.5不做限定二级0.515.020.0三级0.830.0 注:试验结果3次平行,数值取平均值标准差。157 食 品 科 技FOOD
24、 SCIENCE AND TECHNOLOGY肉类研究2023年 第48卷 第04期脂本身特性,脂肪酸不饱和程度越高,碘值就越大。鱼油大多从海水鱼中提取,海水鱼油不饱和脂肪酸含量一般远高于淡水鱼油。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,总含量一般20%。鳜鱼油脂的碘值已达到105,代表鳜鱼油总体不饱和程度(接近深海鱼油),其数值可能与提取方法关联度不大。鳜鱼油不饱和脂肪酸种类及含量分布则需要进行详细的脂肪酸分析。综上,经过小苏打水酶法提取的鳜鱼油,综合品质较好,说明新方法具有良好的执行效果。2.3 鳜鱼油脂肪酸分析对鳜鱼内脏和鳜鱼油进行脂肪酸分析,结果见
25、表3。由表3可知:1、2号样品分别检测出19、29种脂肪酸,主要分布区间为C11C22,其中包括13种饱和脂肪酸(SFA),6种单不饱和脂肪酸(MUFA),10种多不饱和脂肪酸(PUFA)。不论是鳜鱼内脏还是鳜鱼油,不饱和脂肪酸的总含量均高于饱和脂肪酸的含量;从脂肪酸占比情况来看,小苏打水酶法对单不饱和脂肪酸的提取效果较为突出。2种样品含量最高的SFA均为棕榈酸(C16:0),其次是硬脂酸(C18:0),这与其他水产品的研究结果相一致。饱和脂肪酸摄入过高易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9,鳜鱼油饱和脂肪酸仅占36.47%。2种样品含量最高的MUFA均是油
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