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超声辅助超临界CO2萃取鲵油工艺优化

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-12-14
核心提示:来自河南科技大学食品与生物工程学院的任国艳、宋娅、康怀彬等人对原料进行超声辅助前处理,采用超临界CO2萃取方法从大鲵尾部脂肪组织中提取鲵油,确定UASC-CO2与超临界CO2(SC-CO2)萃取鲵油的最佳工艺条件,比较2 种方法鲵油萃取率的变化,进一步对粗鲵油的理化性质对比分析,探索鲵油的最佳提取技术与工艺。
   鲵,是一种珍稀野生保护动物。如今人工养殖大鲵作为高端食品已经进入市场,主要以食用鲵肉为主。但在大鲵体内含有大量的脂肪组织,不适于直接食用。
 
  来自河南科技大学食品与生物工程学院的任国艳、宋娅、康怀彬等人对原料进行超声辅助前处理,采用超临界CO2萃取方法从大鲵尾部脂肪组织中提取鲵油,确定UASC-CO2与超临界CO2(SC-CO2)萃取鲵油的最佳工艺条件,比较2 种方法鲵油萃取率的变化,进一步对粗鲵油的理化性质对比分析,探索鲵油的最佳提取技术与工艺。
 
  1、鲵尾脂肪组织的基本成分
 
  鲵尾脂肪组织的水分质量分数为16.35%,脂肪质量分数为79.64%,粗蛋白质量分数为0.08%,灰分质量分数为2.49%,碳水化合物质量分数为1.38%,由此可见,鲵尾脂肪组织中,脂肪含量占主体。
 
  2、正交试验确定超声波预处理鲵尾组织的最佳工艺条件
 
  3 个因素对鲵油萃取率的影响顺序为超声功率>超声温度>超声时间。经软件分析可知,对冻干鲵尾脂肪组织进行超声波预处理的最佳工艺组合为:超声功率400 W、超声温度30 ℃、超声时间15 min,鲵油的萃取率最高。在此条件下,进行验证实验,实验结果显示鲵油萃取率为76.7%,高于正交试验表中所列组合萃取率的最高值,因此,选择该条件作为超声预处理的最佳工艺。
 
  3、萃取压强对鲵油萃取率的影响
 
  设置5 个不同压强水平(20、25、30、35、40 MPa),研究超声辅助处理和未经超声处理鲵油萃取率的变化,其他萃取条件(萃取温度和动态萃取时间)固定在40 ℃和90 min。结果显示:随着压强从20 MPa增加到35 MPa,SC-CO2萃取鲵油的萃取率从50.74%增加到68.58%,UASC-CO2萃取鲵油萃取率从55.65%增加到91.63%。当压强高于35 MPa时,二者鲵油萃取率几乎没有变化。在整个处理过程中,当压强不低于25 MPa时,UASC-CO2的鲵油萃取率明显高于SC-CO2的鲵油萃取率。
 
  4、萃取温度对鲵油萃取率的影响
 
  设置5 种不同的温度水平(30、35、40、45、50 ℃)测定萃取温度对UASC-CO2和SC-CO2萃取鲵油萃取率的影响。其他反应条件设定如下:35 MPa萃取压强和90 min提取时间。结果显示:温度从30 ℃增加到45 ℃,SC-CO2鲵油的萃取率从48.71%增加到67.96%,UASC-CO2鲵油萃取率从53.43%增加到90.27%。当温度高于45 ℃时,二者鲵油萃取率均呈现微弱下降趋势。在整个处理过程中,当温度高于35 ℃时,UASC-CO2的鲵油萃取率明显高于SC-CO2的鲵油萃取率。
 
  5、萃取时间对鲵油萃取率的影响
 
  在萃取压强35 MPa,萃取温度40 ℃时,检测萃取时间对UASC-CO2和SC-CO2鲵油萃取率的影响。萃取时间从30 min增加到120 min,SC-CO2鲵油的萃取率从43.12%增加到67.77%,UASC-CO2鲵油萃取率从51.48%增加到91.85%。当萃取时间高于120 min时,二者鲵油萃取率增加趋势平缓。在整个处理过程中,UASC-CO2鲵油萃取率明显高于SC-CO2鲵油萃取率。
 
  6、SC-CO2和UASC-CO2萃取鲵油工艺条件的确定和验证实验
 
  SC-CO2萃取鲵油的最佳工艺条件为萃取压强40 MPa、萃取温度43.45 ℃、萃取时间120 min,在此条件下鲵油萃取率为75.85%。根据实际仪器操作的便利性,萃取条件调整为萃取压强40 MPa、萃取温度43.5 ℃、萃取时间120 min,在此条件进行3 次验证实验,结果取平均值,鲵油萃取率为(75.25±0.83)%,与理论值接近,说明预测模型的有效性。
 
  7、鲵油感官指标以及理化性质分析
 
  感官指标:UASC-CO2和SC-CO2萃取的鲵油,外观均呈现透明黄色,有淡淡的鱼腥味,无酸败味。在室温放置,呈现透明黄色液体,没有分层现象;在4 ℃冰箱静置过夜后,未发现有明显的分层现象,仍澄清透明;在-18 ℃冰箱放置,鲵油会在短时间凝固,但将凝固后的鲵油在室温放置会很快融化,融化后依旧为澄清透明状,未见分层。表明2 种方法萃取的鲵油较纯净。
 
  理化性质:UASC-CO2萃取的鲵油和SC-CO2萃取的鲵油酸价分别为0.89、0.85 mg/g,过氧化值为3.34、3.06 mmol/kg,在一级粗鱼油的允许限度内。碘值分别为162.00 g/100g和164.00 g/100g。皂化值分别为210.50、206.20 mg/g。通过比较2种方法提取的鲵油的理化性质,酸价、过氧化值、碘值、皂化值及水和挥发性物质,UASC-CO2萃取的鲵油中水和挥发性物质含量显着高于超临界萃取获得鲵油中含量(P<0.05)。
 
  8、鲵油脂肪酸组成分析
 
  2 种方法所得的鲵油脂肪酸组成是相似的。通过气相色谱检测到27 种脂肪酸,SCCO2萃取鲵油中饱和脂肪酸(SFA)相对含量为26.79%,不饱和脂肪酸(UFA)相对含量为73.21%。UASC-CO2萃取鲵油中SFA相对含量为26.43%,UFA相对含量为73.57%。
 
  结论
 
  UASC-CO2萃取鲵油的最佳工艺条件为萃取压强36 MPa、萃取温度43.5 ℃、萃取时间120 min,在此条件下的鲵油萃取率为93.66%;而SC-CO2萃取鲵油的最佳工艺条件为萃取压强40 MPa、萃取温度43.5 ℃、萃取时间120 min,在此条件下的鲵油萃取率为75.25%。在相同萃取温度和萃取时间,萃取压强较低的条件下,UASC-CO2萃取鲵油萃取率显着高于SC-CO2。理化性质指标和脂肪酸含量显示,2 种提取方法所得鲵油的品质没有显着变化。超声辅助处理方法在保持鲵油品质的同时,可以显着提高鲵油萃取率。
 
 
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