南极磷虾虾油脱氟提取的工艺研究与设计

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南极磷虾(Euphausia superba)是多细胞生物中生物量最大的单种生物资源,其生物质能约有五亿吨,可以说是地球上进化最成功的物种。其现存量估计为6.5×108~1×109吨,每年的可捕获量达1.5亿吨,是一种巨大的渔业资源。南极磷虾营养丰富,蛋白质含量高,尤其是虾油中富含不饱和脂肪酸、磷脂等营养成分,且抗氧化活性稳定,对于延缓衰老、保持心血管健康等方面具有良好的作用。国内南极磷虾油的研究还相对匮乏,阻碍其产业发展的一个主要障碍就是南极磷虾的高氟含量。氟元素是人体必需的微量元素,对于骨骼和牙齿的健康非常重要,但氟元素摄入过量则会对人体造成危害。南极磷虾中的氟含量远远超过人体安全氟元素摄入限量,不适宜人类直接利用,如何脱氟是南极磷虾产业发展中的一个重要课题。但现阶段对于南极磷虾油脱氟的研究还非常少,如何安全高效地获得低氟虾油将具有较大的研究意义。本文利用有机溶剂浸提法提取脱氟虾油,使虾油提取工艺与脱氟工艺结合在一起,通过不同溶剂及其组合的提取,将氟离子有选择性地留在虾渣中,使提取的虾油即拥有较低氟含量。本法不会引入新的杂质,且不会破坏虾油中的营养物质。本实验主要运用正己烷、乙醇(95%)、丙酮三种有机溶剂,共研究了11种提取方法,分一步提取法、两步提取法、三步提取法三类,用开放式灰化-离子选择电极法测量氟离子浓度,最终选取综合因素最优的一种方法,并进行实际生产工艺设计。实验得出的最优工艺为三步提取法中的一种,共分三步提取。第一步:取100g虾粉置于1L烧杯中,倒入丙酮在搅拌器搅拌下提取虾油,温度25℃,料液比1:6(w:v),共分6次进行,每次提取时间1.5h,取上清液后合并,有机溶剂旋蒸挥干后即得丙酮所提虾油。第二步:取经丙酮提取后剩余的虾渣,将虾渣中残余有机溶剂挥干,再与95%乙醇混匀后浸提,基本过程同第一步提取,共提取6次。第三步:取经乙醇提取后的虾油,将残余溶剂挥干,再与丙酮混匀后浸提,基本过程同第一步提取提取,共提取6次。最终收集3.23g深红色虾油。提取重复三次,取部分油脂测量氟含量,测得平均氟离子浓度为3.42ppm,所提虾油含氟总质量为11.05μg。与第一步所得油脂混合可得虾油氟离子浓度为13.57ppm,提取量为9.49g,具有较好脱氟效果和提取率。本文以有机溶剂提取法提取南极磷虾虾油,达到了脱氟的目的,创新了脱氟方法,获得了脱氟虾油,为进一步研究南极磷虾中虾油及其脱氟方法打下基础,以便于为其在医药、食品工业等方面发展提供依据。
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