从鱼糜下脚料中提取鱼油的研究

曾学熙, 刘书成, 欧广勇, 章超桦, 洪鹏志, 吉宏武

曾学熙, 刘书成, 欧广勇, 章超桦, 洪鹏志, 吉宏武. 从鱼糜下脚料中提取鱼油的研究[J]. 南方水产科学, 2007, 3(2): 60-65.
引用本文: 曾学熙, 刘书成, 欧广勇, 章超桦, 洪鹏志, 吉宏武. 从鱼糜下脚料中提取鱼油的研究[J]. 南方水产科学, 2007, 3(2): 60-65.
ZENG Xuexi, LIU Shucheng, OU Guangyong, ZHANG Chaohua, HONG Pengzhi, JI Hongwu. Study on extraction of fish oil from wastes of fish surimi[J]. South China Fisheries Science, 2007, 3(2): 60-65.
Citation: ZENG Xuexi, LIU Shucheng, OU Guangyong, ZHANG Chaohua, HONG Pengzhi, JI Hongwu. Study on extraction of fish oil from wastes of fish surimi[J]. South China Fisheries Science, 2007, 3(2): 60-65.

从鱼糜下脚料中提取鱼油的研究

基金项目: 

2005粤港关键领域重点突破招标项目 2005A20301002

详细信息
    作者简介:

    曾学熙(1982-),男,2005届本科毕业生

    通讯作者:

    章超桦,E-mail: lsc771017@163.com

  • 中图分类号: TS225.2+4

Study on extraction of fish oil from wastes of fish surimi

  • 摘要:

    研究以金线鱼和长蛇鲻的混合鱼糜生产下脚料为材料,利用钾法提取鱼油。结果表明,钾法提取鱼油的工艺参数为: 水解pH为7.5,水解温度70℃,水解时间55 min,硝酸钾用量4.5%,盐析时间30 min,在该条件下鱼油的提取率达到64.5%。鱼油的理化性质达到了SC/T3502-2000标准粗鱼油的二级要求。鱼油中饱和脂肪酸的含量较高,占总量的48.59%;单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的含量相当,分别为24.48%和24.49%,多不饱和脂肪酸主要是DHA和EPA,含量分别为11.18%和5.17%。

    Abstract:

    Fish oil was extracted from the wastes of fish surimi by the potassium hydroxide hydrolysis. The results show that the process parameters of extraction of fish oil were as follows: hydrolysis temperature 70℃, hydrolysis pH 7.5, hydrolysis time 55 min, the amount of potassium nitrate 4.5%, the saltout time 30 min. Under these conditions, the extraction rate of fish oil was up to 64.5%.The physics and chemistry indexes accorded with the second crude fish oil demand for SC/T3502-2000 standard. The content of the saturated fatty acid was relatively high in fish oil, which accounted for 48.59% of the total amount. The content of monounsaturated fatty acid was equivalent to the content of the polyunsaturated fatty acid, 24.48% and 24.49%, respectively. The polyunsaturated fatty acids were mainly DHA and EPA, the content 11.18% and 5.17%, respectively.

  • 珊瑚是热带、亚热带海洋生物,隶属于腔肠动物门珊瑚虫纲,广泛分布于太平洋、印度洋和大西洋。在有珊瑚分布的区域,吸引了各种各样的海洋生物在此栖息,形成了一个庞大的生态系统,成为生物多样性最高的海域。由于珊瑚礁区域海洋生物的多样性极高,早在20世纪70年代,一些先进国家就十分重视珊瑚礁的保护工作。国家海洋局1996年编制的《中国海洋21世纪议程行动计划》,提出“中国南海珊瑚礁生态系恢复及生物多样性保护与管理”规划,说明我国已开始重视对珊瑚礁生态系统的保护、管理和利用工作,以确保珊瑚礁使其处于一个可持续状态。造礁石珊瑚,也称浅水石珊瑚或硬珊瑚,关于广东沿岸造礁石珊瑚的研究,香港[1-9]、惠州大亚湾[10]和湛江灯楼角[11-14]曾有报道,而珠江口海岛造礁石珊瑚的群落结构及分布的研究尚未见过报道。

    断面调查采用国际通用的珊瑚礁普查方法(Coral Reefs Check),此法适合普通性质的调查。此法是在调查区域拉一条100 m长的绳作为1个断面,绳子上分为4个线段,1个线段20 m,每段相隔5 m,4个线段其中每段每隔0.5 m作1个标号,整条绳子就有160标号,潜水员潜到海底,记录标号下面所压生物种类或底质类型,并水下录相、拍照及采集珊瑚样品。辅助调查工具是60 t木质渔船一艘,功率为110 kW,和一部带汽油艇尾机的小快艇,功率为29 kW,为了更清楚观察珊瑚分布,配备了水下录相机、水下摄影机和采集珊瑚工具。

    线形概率的计算公式为:

    $$ \begin{gathered} C=\frac{x}{160} \times 100 \% \\ C a=\frac{\sum\limits_{i=1}^q C_i}{Q} \end{gathered} $$

    式中:C为断面的生物种类或底质类型的线形概率;

    x为标号下面所压生物种类或底质类型的数量;

    Ca为生物种类或底质类型的平均线形概率;

    Cii断面的生物种类或底质类型的线形概率;

    q为断面数;

    Q为总断面数。

    佳蓬列岛呈东北西南走向,包括23个岛礁,跨越距离约20 km,可以分为东北部的北尖岛、中部的庙湾岛和西南部的几个小岛屿三个主要组成部份。根据造礁石珊瑚的总体分布情况,整个佳蓬列岛总共设计了12个定量调查线断面,其中庙湾岛6个线断面,北尖岛4个线断面,西南部岛屿2个线断面。本次线断面调查,共采集到造礁石珊瑚8科16种,受调查线断面数量的限制,而实际分布的种类数目应该还要多些,其名录见表 1。在观察线断面调查的水下录相中可得出,在造礁石珊瑚中,霜鹿角珊瑚、盾形陀螺珊瑚、粗糙刺叶珊瑚、十字牡丹珊瑚和扁缩滨珊瑚这5种珊瑚群体较大,密度较高,其线形概率占总线形概率的一半以上,是该区域的优势种。在线断面调查中,也采集到赭色海底柏Melithaea ocracea(Linnaeus)、鳞灯心柳珊瑚Junceella squamata(Pallas)、细如灯心柳珊瑚Scripear gracilis Wright & Studer等8种软珊瑚。另在线断面以外比较深水的地方(水深>20 m),采集到3种非造礁石珊瑚(又称深水石珊瑚),它们是轴生环珊瑚Cyathelia axillaries (Ellis & solander)、小花木珊瑚Dendrophyllia micranthus (Ehrenberg)和华丽筒星珊瑚Tubastrea aurea (Quoy & Gainard)。本次调查,佳蓬列岛造礁石珊瑚的个体,形态各异,大小不等,其中球状和块状的直径一般小于0.5 m;皮壳状的厚度一般小于0.1 m;枝状的枝粗直径一般不超过20 mm,长度一般不超过0.1 m,分叉,总高0.3~0.6 m;扁平扇状的其直径一般是0.3~0.7 m。

    表  1  佳蓬列岛造礁石珊瑚组成和分布
    Table  1.  The constitution and distribution of hermatypic corals in Jiapeng Islands
    种类
    species
    区域 area
    北尖岛 庙湾岛 西南部岛屿
    鹿角珊瑚科 1.斑星蔷薇珊瑚 Montipora stellata Bernard + +
    2.霜鹿角珊瑚 Acropora pruinosa (Brook) + + +
    铁星珊瑚科 3.深室沙珊瑚 Psammocora profundacella Gardiner + +
    菌珊瑚科 4.十字牡丹珊瑚 Pavona decussate (Dana) + + +
    滨珊瑚科 5.扁缩滨珊瑚 Porites compressa Dana + + +
    6.澄黄滨珊瑚 Porites lutea Milne-Edwards &Haime + + +
    7.二异角孔珊瑚 Goniopora duofasciata Thiel +
    枇杷珊瑚科 8.丛生盔形珊瑚 Galaxea fascicularis (Linnaeus) + +
    蜂巢珊瑚科 9.标准蜂巢珊瑚 Favia speciosa (Dana) + + +
    10.秘密角蜂巢珊瑚 Favites abdita (Ellis & Solander) + +
    11.五边角蜂巢珊瑚 Favites pentagona (Esper) +
    12.锯齿刺星珊瑚 Cyphastrea serailia (Forskal) + + +
    13.精巧扁脑珊瑚 Platygyra daedalea (Ellis & Solander) + + +
    梳状珊瑚科 14.粗糙刺叶珊瑚 Echinophyllia aspera(Ellis & Solander) + + +
    木珊瑚科 15.盾形陀螺珊瑚 Turbinaria peltata (Esper) + + +
    16.皱折陀螺珊瑚 Turbinaria mesenterina (Lamarck) + +
    注:+表示有分布,-表示无分布
    Note:“+” denotes distribution and “-” denotes non-distribution.
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    霜鹿角珊瑚分布区域较窄,仅见于我国广东沿岸和日本沿岸海域,该种为伞形枝状群体,生活时顶端白色,基部和分枝为棕褐色;盾形陀螺珊瑚,印度洋至太平洋广布种,我国分布于台湾、海南、北部湾、广东沿岸,该种珊瑚骼薄叶片状,珊瑚杯在叶片状骨骼上不规则突起,生活时为黄褐;粗糙刺叶珊瑚,印度洋至太平洋广布种,我国分布于台湾、海南、广东沿岸,生活时为黄色或绿色;十字牡丹珊瑚,是印度洋至太平洋广布种,我国广泛分布于广东和海南岛沿岸;该种群体由坚硬、强壮的叶片状珊瑚骼组成,叶片竖立,生活时单色为黄绿色、紫色、黄褐色,复色为翠绿色加黄色;扁缩滨珊瑚,分布马纳尔湾,马六甲海峡,贝劳群岛,夏威夷,菲律宾等地,我国广东沿岸及北部湾涠洲岛有分布,该种珊瑚骼乳突节瘤块状,节瘤块升高呈枝状,而分枝相互融合成宽板状,生活时为灰褐色。

    线断面调查结果列于表 2,从表 2中可得出,造礁石珊瑚的平均线形概率为48.2%,死的造礁石珊瑚平均线形概率占7.1%,软珊瑚平均线形概率占0.8%,与珊瑚共生的生物主要是海绵、海葵和海藻,其平均线形概率占2.9%。在底质类型中,岩石的平均线形概率为19.8%,碎石的平均线形概率为8.8%,沙的平均线形概率为11.9%,泥的平均线形概率仅为0.5%。可见造礁石珊瑚生长在多石的沙质海底上。在调查的12个线断面中,水深分布范围4~15 m,造礁石珊瑚线形概率分布范围为28%~80%,平均线形概率为48.2%,其中10个断面有死的造礁石珊瑚存在,有死造礁石珊瑚存在的断面,线形概率分布范围为1%~15%,其平均线形概率占7.1%。

    表  2  调查断面珊瑚及各类底质的线形概率
    Table  2.  The line probability of corals and sediments in investigation line-transection
    岛屿
    island
    线断面
    line-transection
    线形概率/%  line probability
    硬珊瑚 死硬珊瑚 软珊瑚 海绵 海葵 海藻 岩石 碎石
    北尖岛 海鳅湾 42 13 16 4 15
    蟹旁湾 35 9 2 28 6 20
    大凼湾 71 4 1 16 2 6
    二凼湾 40 3 2 29 17 9
    庙湾岛 翁崖礁湾 39 5 3 38 15
    下风湾 54 15 24 2 5
    下风湾西南小海湾 51 12 5 2 22 8
    水坑湾 80 1 16 3
    钳虫尾湾 55 1 1 1 23 16 2 1
    东南岸线中间 29 5 2 33 18 13
    西南岛屿 湾洲海湾 28 15 2 8 2 19 3 23
    平洲海湾 54 8 2 3 2 13 1 17
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    在线断面调查中,造礁石珊瑚密度最高的是庙湾岛的水坑湾和北尖岛的大凼湾,线形概率分别为80%和71%,其次是钳虫尾湾、下风湾、平洲海湾、下风湾西南小海湾,线形概率在50%以上,海鳅湾和二凼湾,线形概率在40%以上,翁崖礁湾和蟹旁湾,线形概率在30%以上,东南岸线中间和湾洲海湾,线形概率在30%以下。调查线断面造礁石珊瑚的线形概率见图 1

    图  1  调查线断面造礁石珊瑚的线形概率
    Figure  1.  The line probability of hermatypic corals in investigation line-transection

    造礁石珊瑚分布最多的是在庙湾岛,其次是北尖岛,西南面岛屿最少。庙湾岛具有较多海湾,造礁石珊瑚主要分布在西北侧的各个海湾内,如翁崖礁湾、下风湾、下风湾西南小海湾、水坑湾和钳虫尾湾,5个海湾都有较多造礁石珊瑚分布,不仅分布密度高,个体也较大,生势也较好。庙湾岛东南侧海岸开阔,海底坡度较陡,造礁石珊瑚分布带较窄,以零星分布为主,不仅分布密度低,个体也较小,生势也较差。北尖岛具有海鳅湾、蟹旁湾、大凼湾和二凼湾4个海湾,湾内均有较多造礁石珊瑚分布,以大凼湾西侧海岸的分布最为密集,湾外沿岸分布数量很少。西南部几个分散的小岛造礁石珊瑚分布较少,仅发现在平洲岛西北面的小湾里有小范围的珊瑚密集分布,以及湾洲岛西南面的小湾里也有一些珊瑚分布,可能与地形没构成海湾有关。可见,造礁石珊瑚密集区主要分布于海湾内或岛屿的背浪面,也就是海浪和海流较为缓和的地方,其它地方则分布较稀疏。

    佳蓬列岛的造礁石珊瑚垂直分带明显。整个佳蓬列岛周围水深浅于20 m都有造礁石珊瑚分布,5 m以浅稀疏分布,5~15 m密集分布,15~20 m只有零星分布,20 m以深,基本无分布。近岛周水深4~7 m以霜鹿角珊瑚为主,其余水深以盾形陀螺珊瑚、粗糙刺叶、十字牡丹珊瑚和扁缩滨珊瑚为主。造成这一分布原因主要是受光照度强弱和该海区环境条件的影响,阳光对造礁石珊瑚来说至关重要,水较深(7 m以下),加上该海区沉积物稍多,透明度不高,光照度就弱,枝状的珊瑚由于受光面积小,不太适应这种环境,因而不发育,分布就小。而叶片状、蕈状、皮壳状等形状的珊瑚,具有较大的受光面积,也就适宜在这一环境生长。当然,对于非造礁石珊瑚而言,其在非常低的光强下也能生存。

    本次调查,鹿角珊瑚属只有霜鹿角珊瑚这一种,其它多数为大珊瑚杯型的种类,这与该海区沉积物稍多有关,霜鹿角珊瑚其种类特征是珊瑚杯小,而小珊瑚杯的种类抵抗沉积物和埋藏能力较弱,不适宜有大量沉积物存在的环境下生活。

    根据多次现场考察、访问渔民和潜水观察,了解到整个佳蓬列岛造礁石珊瑚的总体分布情况,并设计了12个定量调查线断面,其中庙湾岛6个线断面,北尖岛4个线断面,西南部岛屿2个线断面,线断面设置大多位于海湾内,并选择在造礁石珊瑚较丰富的水域,故此,文中所指线形概率一般是指造礁石珊瑚较丰富区域的线形概率。

    在12个线断面定量调查中,其中10个线断面有死的造礁石珊瑚存在,死的造礁石珊瑚其平均线形概率占7.1%,造成大量造礁石珊瑚死亡的原因,除了人为毁坏外,在北尖岛正东20km设有二洲海洋倾倒区,有些垃圾运输船舶不按规定末到倾倒区就倾倒垃圾,冬天东北季风盛行,西南流带来垃圾沉积物,使这一区域沉积物增多,大量沉积物积聚覆盖在造礁石珊瑚上面,并使其死亡,本次调查,见到造礁石珊瑚有大量沉积物积聚在上面,这是一个有力的佐证。珊瑚虫在生长过程会分泌碳酸钙,石珊瑚就是珊瑚虫死后骨骼堆积形成的,而珊瑚礁就是长期无数珊瑚虫不断死亡后缓慢生长而成的,有人对南海珊瑚礁上的珊瑚生长速度的进行计算,南海现代的珊瑚生长速度为每年5.5 mm,一座巨大的珊瑚礁体,可能需要几百、几千甚至上万年的积累,因此,珊瑚礁一旦遭受破坏,就难以恢复。造礁石珊瑚分布区栖息各种各样的海洋生物,造礁石珊瑚与藻或其他生物的种内和种间关系,造就了珊瑚礁生物群落极高的生物多样性。总的来说,佳蓬列岛周围的海洋环境不如南海诸岛,珊瑚生长情况较差,还长期遭受人为破坏的影响,至今还有人偷采珊瑚加工出售,潜捕鱼贝时随意凿击和翻动礁块,有的非法电鱼,甚至炸鱼。这些活动对珊瑚生态环境造成直接破坏,为了更好地保护珊瑚,应在其密集分布区域建立珊瑚保护区,并制定相关的保护措施,如禁止拖网和围网作业;禁止炸、电、毒、潜捕等其他破坏珊瑚资源生态环境行为;不准挖沙和抽沙作业;禁止取土石围填海;不准超标工业生活污水和船舶舱底水排出;严厉打击盗采和经销珊瑚活体及其制品的活动。

  • 图  1   水解pH对鱼油提取率的影响

    Figure  1.   Effect of pH on the extraction rate of fish oil

    图  2   水解温度对鱼油提取率的影响

    Figure  2.   Effect of temperature on the extraction rate of fish oil

    图  3   水解时间对鱼油提取率的影响

    Figure  3.   Effect of time on the extraction rate of fish oil

    图  4   盐析时间对鱼油提取率的影响

    Figure  4.   Effect of saltout time on the extraction rate of fish oil

    图  5   硝酸钾用量对鱼油提取率的影响

    Figure  5.   Effect of the amount of potassium nitrate on the extraction rate of fish oil

    表  1   L9(34)因素水平表

    Table  1   L9(34)factors and levels

    水平
    levels
    温度/℃
    temperature
    pH 硝酸钾用量/%
    the amount of potassium nitrate
    盐析时间/min
    saltout time
    A B C D
    1 60 7.5 4.5 20
    2 65 8.0 5.0 25
    3 70 8.5 5.5 30
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    表  2   L9(34)正交试验方案与结果

    Table  2   L9(34)orthogonal experiment design and result

    试验号
    no.
    温度/℃
    temperature
    pH 硝酸钾用量/%
    the amount of potassium nitrate
    盐析时间/min
    saltout time
    鱼油提取率/%
    extraction rate of fish oil
    A B C D
    1 60 7.5 4.5 20 61.3
    2 60 8.0 5.0 25 60.8
    3 60 8.5 5.5 30 60.7
    4 65 7.5 5.0 30 60.9
    5 65 8.0 5.5 20 55.3
    6 65 8.5 4.5 25 58.2
    7 70 7.5 5.5 25 63.8
    8 70 8.0 4.5 30 62.7
    9 70 8.5 5.0 20 59.3
    K1 60.93 62.00 60.73 58.63
    K2 58.13 59.60 60.33 60.93
    K3 61.93 59.40 59.93 61.43
    R 3.80 2.60 0.80 2.80
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    表  3   鱼油的理化性质

    Table  3   Physics and chemistry indexes of fish oil

    指标
    index
    测定值
    measured value
    一级标准
    primary standard
    二级标准
    secondary standard
    外观appearance 浅黄色,稍有混浊 浅黄色或红棕色,稍有浑浊或分层
    气味smell 具有鱼腥味,稍有鱼油的酸败味 具有鱼油的腥味,稍有鱼油酸败味
    酸值/mg·g-1 acid value 1.8 ≤8 ≤15
    过氧化值/mmol·kg-1 peroxide value 8.7 ≤6 ≤10
    水分及挥发物/% water and volatile matter 0.42 ≤0.3 ≤0.5
    不溶性杂质/% insoluble impurities 0.45 ≤0.3 ≤0.5
    碘值/I2 g·100 g-1 iodine value 125.7 ≥120
    不皂化物/% nonsaponifiable matter 1.3 - -
    皂化值/mg·kg-1 saponification value 161.88 - -
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    表  4   鱼油的脂肪酸组成

    Table  4   Fatty acids composition of fish oil

    序号
    no.
    保留时间/min
    retention time
    脂肪酸
    fatty acid
    含量/%
    relative content
    1 3.64 14:0 4.26
    2 4.72 15:0 1.47
    3 6.25 16:0 30.90
    4 6.76 16:1 7.58
    5 8.13 16:2 1.26
    6 8.38 17:0 1.65
    7 11.42 18:0 9.22
    8 12.16 18:1 15.24
    9 13.97 18:2 0.79
    10 16.71 18:3 0.56
    11 19.26 20:0 0.58
    12 19.81 20:1 1.66
    13 21.16 20:2 0.43
    14 22.44 20:3 1.68
    15 22.84 20:4 0.31
    16 24.12 20:5(EPA) 5.17
    17 24.74 22:0 0.51
    18 28.58 22:3 0.67
    19 29.64 22:4 0.64
    20 31.20 22:5 1.80
    21 32.51 22:6(DHA) 11.18
    22 其他others 2.44
    饱和脂肪酸saturated fatty acid 48.59
    单不饱和脂肪酸monounsaturated fatty acid 24.48
    多不饱和脂肪酸polyunsaturated fatty acid 24.49
    DHA+EPA 16.35
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图(5)  /  表(4)
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-11-19
  • 修回日期:  2006-12-19
  • 刊出日期:  2007-04-04

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