图1 喷雾干燥法制备鱼油微胶囊工艺流程
赵淑静，包建强
(上海海洋大学 食品学院，上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心，上海 201306)
摘 要：甲鱼油富含DHA、EPA等多种生理活性物质，具有良好的保健作用，其制品也越来越受关注。主要阐述了甲鱼油的营养功效、目前常用的提取方法及微胶囊化方法，并对甲鱼副产物回收利用进行了展望，以期为甲鱼油的合理开发利用提供参考。
关键词：甲鱼油；提取；微胶囊化；展望
甲鱼隶属鳖科，又名中华鳖，其营养保健功能早在3 000多年前的医药书《神农本草经》中就有记载。甲鱼富含蛋白质、脂肪及多糖，其全身都是宝，不同部位具有不同的医疗保健功效[1]，例如抗氧化、提高机体免疫力、促进伤口愈合、滋阴、滋补、提高血浆蛋白含量、促进造血功能、增强体力、清热等作用。甲鱼油中所含有的ω-3系多不饱和脂肪酸(Poly-unsaturated Fatty acids,PUFA)近年来备受关注，如具有降血脂、抗血小板凝聚和延缓血栓形成的二十碳五烯酸(EPA)和健脑益智的二十二碳六烯酸(DHA)，是开发高级保健食品的良好原料。由于对甲鱼油的研究是近几年才开始的，且关于甲鱼油的研究文献还比较少，为了促进其开发利用，本文借鉴鱼油的提取和微胶囊化技术，对甲鱼油的营养功效、提取方法和微胶囊化方法进行了综述。
甲鱼油中含有锌、铁、铜、锰、硒等多种微量元素，其中锌、铁含量最多[2]，还含有丰富的不饱和脂肪酸，包括亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸、DHA以及EPA。陶轶松等[3]人采用GC-MS方法测定甲鱼油的脂肪酸组成，共鉴定出33种脂肪酸，其中50.52%为单不饱和脂肪酸，27.61%为多不饱和脂肪酸，EPA和DHA含量为9.7%。由于甲鱼油脂肪酸不饱和程度极高，具有健脑明目、保护视网膜、促进胆固醇的代谢、降压降脂、抗炎消肿、提高免疫力、延缓衰老等药食兼用的特殊功效，因此添加了甲鱼油的功能性食品一直备受人们关注。
甲鱼油提取与鱼油提取类似，可以参考鱼油的提取方法。甲鱼油的提取方法有多种，目前常用的有酶解法、淡碱水解法和超临界流体萃取法。
酶解法是利用蛋白酶酶解蛋白质，使蛋白质和油脂分离，从而得到油脂。陶轶松等[3]采用酶解法提取甲鱼四肢根部的脂肪，在单因素实验基础上，结合响应面实验，得到最佳的酶解提取工艺条件：在酶解温度61 ℃、料液比1:1.5 g/mL、酶添加量1.25%的条件下酶解2.5 h，提取率为76.3%。
淡碱水解法最初采用氢氧化钠水溶液破坏蛋白质组织与原料的结合，虽然此方法提油效率高，但提取过程产生的废液会对环境造成一定污染，所以后来研究学者改用氢氧化钾、硝酸钾或氨水和铵盐代替传统淡碱水解法中的氢氧化钠，克服了废液中钠盐含量高的问题，不仅达到了可观的提油效果，还得到了高效绿色肥料。
张伟伟等[4]采用一种改进的钾法，以斑点叉尾鮰内脏为原料制备鱼油，最佳工艺条件为：水解pH 7.0、料液比1:1.5(g/mL)、氯化钾用量4%、水解温度65 ℃、水解35 min、盐析10 min，在该条件下鱼油的提取率高达82.09%。刘峰等[5]人以大马哈鱼脂肪为原料，采用硝酸钾水溶解分解蛋白质组织，提油率达到64.7%。
超临界流体萃取技术是利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的提取技术，目前常用的萃取流体为CO2[6]。由于其具有操作简单、提油效率高、选择性好、无有机溶剂残留等优点[7]，在鱼油提取领域备受关注。许艳萍等[8]以大黄鱼鱼卵为原料，使用超临界CO2流体法萃取鱼卵鱼油，在萃取时间1.5 h、萃取温度45 ℃、萃取压力30 MPa的条件下，萃取率达到86.12%；韩玉谦等[9]采用超临界CO2萃取技术从甲鱼中萃取甲鱼油，在萃取压力20 MPa、萃取温度45 ℃、CO2流量为1.8 kg/(h·g)、萃取时间6 h的条件下，萃取率达到98.1%。
综上所述，酶解法反应条件温和，所得酶解液可以回收再利用，被工业生产广泛使用；淡碱水解法是我国鱼油提取普遍采用的一种方法，该方法提油率高，产品色泽浅、游离脂肪酸含量少，缺点是若选用碱液不当，提油后的残渣就不能得到有效利用，甚至还会污染环境；超临界流体萃取法是近几十年来飞速发展的新一代化工分离技术，该方法避免了传统处理方法中温度高和鱼油容易氧化的问题，所得产品纯度高、品质好、分离效率高，但由于设备投资较大，较适宜应用于粗鱼油加工后生理活性物质EPA和DHA的分离提纯，由于EPA和DHA极易被氧化，用传统的分离办法很难对高浓度的EPA和DHA进行提纯。
甲鱼油营养价值极高，但由于其含有高不饱和脂肪酸，在加工、运输及储藏过程中极易被氧化，所以对其进行微胶囊化包埋成了近年来的研究趋势，该技术采用可形成胶囊壁或膜的物质对鱼油进行包埋和固化，使甲鱼油与外界不良因素隔绝，既保持了甲鱼油的固有特性，也弥补了液态甲鱼油的不足。
目前已报道过的微胶囊制备方法有将近200多种，关于食品鱼油微胶囊化的方法目前常用的有：喷雾干燥法、复凝聚法及锐孔--凝固浴法。
3.1.1 喷雾干燥法
喷雾干燥法应用于微胶囊的制备已有多年历史，在鱼油微胶囊中应用最广泛且实用性最强，主要工艺流程见图1。
图1 喷雾干燥法制备鱼油微胶囊工艺流程
陶轶松等[10]以包埋率为主要指标，采用辛烯基琥珀酸淀粉和β-环糊精(比例为3:2)为壁材，均质压力30 MPa、均质3次，进风温度170 ℃，出风温度90 ℃，制成的甲鱼油微胶囊呈白色粉末状，无结块、霉变等异状，无酸败等异味，包埋率达到了92.67%。李梦凡等[11]采用喷雾干燥法制备罗非鱼油微胶囊，以包埋率为主要评价指标，得到最佳工艺条件为：烯基琥珀酸酯淀粉miracap与烯基琥珀酸酯淀粉miramistse比例2:3(w/w)、载油量30%、均质3次、均质压力25 MPa、进风温度170 ℃、进料速度10 mL/min，包埋率高达95.9%。
3.1.2 复凝聚法
复凝聚法是利用两种带相反电荷的壁材，通过改变其pH和温度，使两壁材组分相互作用形成一种复合物，包埋分散在其中的芯材，通过溶解度下降而凝聚析出，最后经过分离、固化处理形成微胶囊[12]。该法制备的微胶囊成交联网状结构，不仅能耐高温，还能够在高湿环境中发挥优异的缓释性能[13]。路宏波等[14]以明胶和阿拉伯胶(比例1:1、浓度为1%)为壁材包埋鱼油，在芯壁比1:1、pH为4.0的条件下得到的微胶囊形态完好，显微镜下可以明显地分辨出芯材和壁材，且包埋完整，并测得产率为90.9%，效率为91.0%，载量为63.9%。
3.1.3 锐孔--凝固浴法
锐孔--凝固浴法是将喷嘴喷出的液滴通过固化形成微胶囊。锐孔法采用能溶于水或有机溶剂的聚合物为壁材，其固化一般通过加入固化剂或热凝聚来实现，也可以利用带有差异电荷聚合物络合来完成固化形成膜壁制成微胶囊。吴彩娥等[15]采用“气流式锐孔法”以海藻酸钠为壁材，对猕猴桃籽油进行微胶囊化，正交实验得到最佳工艺条件为：海藻酸钠质量分数为2.5%，芯材与壁材的配比为1:1 g/g，乳化剂最适用量为0.1%单甘酯-0.2%吐温-80，凝固浴CaCl2质量分数为2%，制得的猕猴桃籽油微胶囊产品具有良好的微观结构和抗氧化功效。由于对甲鱼油的研究比较少，对利用锐孔—凝固浴法制备甲鱼油的报道还没有，猕猴桃籽油类属油脂，可以为用该法制备甲鱼油微胶囊提供参考。
上述三种微胶囊方法中，喷雾干燥法所得产品颗粒均匀且溶解性好，生产操作简单，适用于连续生产，但是包埋量大时会使芯材吸附于微胶囊表面，导致囊壁致密性差；复合凝聚法工艺简单易控制，且效率高，但会消耗大量凝聚剂导致成本高，产品中有时会含化学物质；锐孔--凝固浴法设备简单，投资少，产品粒径较大。为了克服和完善这些缺陷和不足，追求更完美的品质特性，近年来，一些新兴的微胶囊技术相继出现，解决了之前难以实现的技术难题。
3.2.1 纳米微胶囊技术
纳米微胶囊技术是指对芯材进行纳米复合、纳米乳化、纳米构造等，使其在纳米尺度范围内被包裹形成微型胶囊。纳米微胶囊的粒径在1～1 000 nm之间，研究发现纳米微胶囊不仅具有良好的靶向性和释缓作用[16]，同时还可以保持食品的质地、结构以及其感官吸引力[17-18]，可以适应于各个行业。在功能性保健食品领域采用纳米微胶囊技术对功能因子进行包埋，既可以减少功能因子在加工或贮藏过程中的消耗，又能有效地把功能因子输送到人体的胃肠道部位。
纳米微胶囊技术为功能食品的研究与开发提供了新的理论依据和应用平台，也给含特殊功能因子DHA和EPA的甲鱼油提供了进一步开发的依据。相继而生的技术有乳液聚合法、脂质体技术及逐层纳米自组装技术。
3.2.1.1 乳液聚合法
乳液聚合法主要是利用表面活性剂和乳化剂，在机械搅拌作用下，使芯材和高聚物单体分散至纳米范围形成乳状液，而后借助引发剂引发聚合反应形成高聚物，从而实现对芯材的包覆，形成纳米微胶囊。微乳液和纳米乳液是目前纳米微胶囊技术中常用的乳化剂。该法有输入能量少、体系稳定、颗粒尺寸大小均匀等优点，更适用于以液体为芯材的纳米微胶囊的制备，提高产品的功能特性。Zimet等[19]以β-乳球蛋白和低甲氧基果胶为载体，制备DHA纳米微胶囊，所得DHA微胶囊平均粒径为100 nm，将其置于40 ℃的环境中100 h，发现只有5%～10%的DHA被氧化分解掉，而同样条件下未经过处理的DHA损失达80%，显示出了微胶囊良好的胶体稳定性。
3.2.1.2 脂质体技术
脂质体结构类似生物膜，可以利用外力如超声、均质等作用把芯材和脂质体水溶液混合均匀，即可完成对芯材的包裹。制得的纳米脂质体不仅可以很大程度提高芯材的装载率和稳定性，还可以大大提高被包裹的芯材的生物活性成分的利用率[20]。Tahere等[21]采用纳米微胶囊技术包埋鱼油后将其添加到酸奶中发现：纳米脂质体包装的鱼油不仅酸度、脱水收缩作用和过氧化值降低，同时其DHA和EPA的稳定性增强了，添加了纳米微胶囊鱼油的酸奶比直接添加鱼油的酸奶在感官参数方面表现出更好的品质。
3.2.1.3 逐层纳米自组装技术
逐层纳米自组装技术(LBL)是利用具有活性成分的胶体颗粒作为组装模板，通过静电引力逐层交替吸附带相反电荷的物质，使之在模板表面沉积，从而自组装成具有核--壳结构的粒子。该法制备的纳米微胶囊能够在纳米尺度上精确地控制胶囊的大小、组成、形态及壁厚。Rabanel J M等[22]利用LBL以多元酯为囊芯，选择表氯醇交联支链淀粉胶包埋，然后将核材料选择性降解，制备了水凝胶中空纳米胶囊。
3.2.2 微生物微胶囊技术
微生物微胶囊技术是微胶囊新技术之一，是利用微生物菌体细胞壁作为天然微胶囊壁材包埋芯材的方法，即采用一定的方法使活性物质自由穿透细胞壁和细胞膜进入细胞内，即可形成微胶囊。通常是把干酵母细胞放在由油溶性芯材、酒精和水组成的溶液中浸泡、溶胀，当渗透达到平衡后，用适合的干燥方法去除酒精和水，从而得到干燥的油溶性微胶囊[23]。可用来包埋甲鱼油的具体工艺流程为：酵母→活化→加入被包埋的活性物质→磁力搅拌→离心→真空抽滤→清洗→冷冻干燥→微胶囊→包装→储存。
日本已经将该技术应用于油脂包埋，得到的油脂微胶囊品质良好，性质稳定，消化吸收性与未包埋的油脂相同，且壁材优于其他蛋白质等微胶囊材料。程玉霞等[24]利用干酵母对薄荷油进行了微胶囊化包埋，得到的最优条件为：加水量13 mL/g，48 ℃包埋6 h，包埋率为57.33%，达到了预测要求。
3.2.3 斥水性微胶囊技术
将芯材与壁材混合后得到的溶液均质乳化，调节pH、冷却固化再经喷雾干燥可制得斥水性微胶囊，与水溶性微胶囊产品相比，其具有许多独特的性能[25]，如安全降解、释放芯材、降低过氧化值、包埋效率高、耐水性强、腥异味掩盖效果好、抗机械作用力强等。有报道称斥水性微胶囊技术是应用于DHA、EPA等功能油脂的新一代微胶囊技术，特别是在饮料行业中，斥水微胶囊DHA的氧化稳定性明显高于水溶微胶囊DHA和乳化DHA油[26]。预计斥水性微胶囊技术在高水分食品以及高温加工食品中具有很好的应用前景。
日本科研小组近期已通过研究获得了科学根据[27]，证明含有鱼油的食物有助于改善肥胖，且在调查中发现长期食用动物脂肪的人比少食油脂或食用植物脂肪的人平均寿命要长。甲鱼营养价值极高，风味独特，具备药食兼用的效用，是一种传统的滋补佳品。据报道[28-30]，每加工10 000 t鱼可以得到2 000 t鱼骨、内脏等废弃物，并能够从中提取出200 t鱼油。随着养殖技术的成熟、养殖模式的改进，全球甲鱼养殖产量呈直线上升趋势，从2005年的14万t增长到2014年的34.1万t，加工过程中出现的副产物也随之增多。因此采用合适的工艺和条件从甲鱼副产物中提取甲鱼油并对其微胶囊化，保证其有一定的抗氧化性必将有十分广阔的应用前景，是将甲鱼下脚料变废为宝的一条非常好的途径。
参考文献：
[1]刘彦,刘承初.甲鱼的营养价值与保健功效研究[J].上海农业学报,2010,26(2):93-96.
[2]刘桂林,聂向庭,张福娥,等.甲鱼脂肪酸和微量元素含量的分析及其抗氧化作用研究[J].营养学报,2000(4):325-327.
[3]陶轶松,吴芮,包建强.酶解法制备甲鱼油工艺研究[J].食品与发酵工业,2016,42(3):182-187.
[4]张伟伟,陆剑锋,焦道龙,等.钾法提取斑点叉尾鮰内脏油的工艺研究[J].食品科学,2009,30(24):42-46.
[5]刘峰,刘春娥,王聚.正交试验法优化大麻哈鱼脂肪线中鱼油的提取工艺[J].安徽农业科学,2010,38(27):15061-15063.
[6]于娜娜,张丽坤,朱江兰,等.超临界流体萃取原理及应用[J].化工中间体，2011,8(8):38-43.
[7]RUBIO-RODRIGUEZ N,DE DIEGO S M,BELTRAN S,et al.Supercritical fluid extraction of fish oil from fish by-products:A comparison with other extraction methods[J].Journal of Food Engineering,2012,109(2):238-248.
[8]许艳萍,梁鹏,陈丽娇,等.超临界萃取鱼卵鱼油及其脂肪酸组成的研究[J].食品科学,2015(10):270-274.
[9]韩玉谦,隋晓,蒋新,等.超临界CO2萃取甲鱼油的研究[J].中国油脂,2003(10):33-35.
[10]陶轶松.甲鱼脂肪的提取分析与利用[D].上海：上海海洋大学,2016.
[11]李梦凡,陶宁萍,俞骏,等.喷雾干燥法制备微胶囊化罗非鱼油研究[J].上海海洋大学学报,2015,24(4):617-624.
[12]黄秀娟.微胶囊化油脂的生产技术[J].粮油食品科技,2006,14(3):17-19.
[13]DONG Z J,MA Y,HAYAT K,et al.Morphology and release profile of microcapsules encapsulating peppermint oil by complex coacervation[J].Food of Engineering，2011，104(3)： 455-460.
[14]路宏波,张冲,冯岩,等.复合凝聚法制备鱼油微胶囊技术的研究[J].食品工业科技,2008(6):120-123.
[15]吴彩娥,许克勇,李元瑞,等.气流式锐孔法制作猕猴桃籽油微胶囊的研究[J].农业工程学报,2006,22(3):133-137.
[16]张团红,胡小玲,乔吉超,等.纳米胶囊的制备与应用进展[J].材料科学与工程学报,2007(1):143-146.
[17]QUINTANILLA-CARVAJAL M X,CAMACHO-DAZ B H,MERAZ-TORRES L S,et al.Nanoencapsulation:a new trend in food engineering processing[J].Food Engineering Reviews,2010,2(1):39-50.
[18]曾晓雄.纳米技术在食品工业中的应用研究进展[J].湖南农业大学学报,2007,33(1):90-95.
[19]ZIMET P,LIVNEY Y D.Beta-lactoglobulin and its nanocomplexes with pectin as vehicles for omega-3 polyunsaturated fatty acids[J].Food Hydrocolloids,2009,23(4):1120-1126.
[20]杨小兰,袁娅,谭玉荣,等.纳米微胶囊技术在功能食品中的应用研究进展[J].食品科学,2013,(21):359-368.
[21]GHORBANZADE T,JAFARI S M.Nano-encapsulation of fish oil in nano-liposomes and its application in fortification of yogurt[J].Food Chemistry,2017,216(2):146-152.
[22]RABANEL J M,HILDGEN P.Preparation of hydrogel hollow particles for cell encapsulation by a method of polyester core degradation[J].Journal of microencapsulation,2004,21(4):413-431.
[23]黄秀娟.微胶囊化油脂的生产技术[J].粮油食品科技,2006,14(3):17-19.
[24]程玉霞,程丹,关鹏翔,等.利用酵母细胞对薄荷油进行微胶囊化的研究[J].中国粮油学报,2014(11):70-74.
[25]丁月,陶宁萍.鱼油提取及微胶囊化技术研究进展[J].食品安全质量检测学报,2010,27(4):22-29.
[26]吴克刚.斥水微胶囊DHA在食品中的应用研究[A].中国食品科学技术学会第四届年会论文摘要集[C].中国食品科学技术学会，2005:2.
[27]涟漪.日本研究发现鱼油可促进脂肪分解[J].食品工业,2015,36(11):92.
[28]汪留全,胡王,李海洋，等.饲料中脂肪水平对幼蟹生长和饲料利用率的影响[J].上海海洋大学学报,2003,12(1):19-23.
[29]高淳仁,雷霁霖.饲料中氧化鱼油对真鲷幼鱼生长，存活及脂肪酸组成的影响[J].上海水产大学学报,1999,8(2):124-130.
[30]杜震宇,刘永坚,郑文晖,等.三种脂肪源和两种降脂因子对鲈生长、体营养成分组成和血清生化指标的影响[J].水产学报,2002,26(6):542-550.
ZHAO Shu-jing, BAO Jian-qiang
(Shanghai Aquatic Product Processing and Storage Engineering Research Center,College of Food Science and Technology，Shanghai Ocean University， Shanghai 201306)
Abstract：Soft shelled turtle oil is rich in DHA, EPA and many other physiological active substances, and has good health care function, and its products have attracted more and more attention. The nutritional efficacy of turtle oil, currently used extraction methods and microencapsulation method were mainly expounded. The recycle of by-product from turtle was prospected, in order to provide reference for the reasonable exploitation and utilization of turtle oil.
Key words：soft shelled turtle oil; extraction; microencapsulation; prospect
收稿日期：2017-09-20
基金项目：水产动物遗传育种中心上海市协同创新中心(ZF1206)；上海市科委工程中心建设(11DZ2280300)
作者简介：赵淑静，1991年出生，女，硕士研究生.
通讯作者：包建强，1963年出生，男，教授.
中图分类号：TS 225.2
文献标识码：A
文章编号：1007-7561(2018)02-0030-04