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第三章 第三章 鱼贝类内脏的综合利用
主要内容
? ? 鱼肝油的提取方法及工艺 ? ? 鱼油的精炼
? ? 鱼子酱的加工技术
目标要求
? ? 掌握鱼肝油的提取方法及工艺,鱼油的精炼技术 ? ? 掌握利用鲱鱼鱼子加工鱼子酱的技术
建议学时 4学时
内脏可用来加工鱼油和鱼粉。鱼油主要用于提炼鱼肝油,也可代替矿物质油作为皮革制剂,或用于制造治疗糖尿病、高血压等病的药物。组成鱼油的脂肪酸中有70%-80%为不饱和脂肪酸,其中含相当丰富的二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸,这种天然物质能使大脑增强记忆力和思维能力,对防止记忆力衰退、胆固醇增高及降低血压等大有裨益。同时,内脏经化学方法或生物方法可制成液体鱼蛋白饲料,其营养价值和投喂效果可与鱼粉相当。一般每吨鱼品加工的下脚料,可生产鱼油30公斤,优质鱼粉200公斤以上。据研究,把鱼的内脏或下脚料经过特殊加工提炼,再配合其他辅料可制成各种保健品,如强鱼油食品、低胆固醇补脑食品,在市场上颇受欢迎。鱼籽可加工制成鱼籽食品,因其富含卵磷脂等物质且具有保健功效,备受妇女、儿童及老人的喜爱。
第一节 鱼肝油提取工艺
鱼肝油提取方法概述 (一)蒸煮法
1、间接蒸汽蒸煮 将蒸汽通入锅中的蛇形管或夹套中,锅顶有紧密的盖子,其上具有孔眼,以备锅中过剩蒸汽的排出。鱼肝需要在水中蒸煮,水可防止油的过热,而且在油面和锅盖之间形成蒸汽的空间,可防止油的氧化,加入的水量一般为锅高的1/4。将切碎的鱼肝加到锅内,其量保持在距离锅上沿10-15cm,当不开始沸腾时需后停止供应蒸汽,静置一些时间,听出上浮之油,用水洗涤。然后重新通蒸汽将锅中的鱼肝继续加热,进入熔油的第二阶段。在全部蒸煮过程中需不断补充热水,使内容物的容量保持在原来的水平。至于溶油所需的时间,一般第一阶段为1h 15min到1.5h,静置1.5h到2h。
当第二阶段完了后,用一个网状的杓子将肝渣和水分开,或者通过锅底部的孔将其放入大桶 ,然后用热水将锅洗涤,以备第二次加料蒸煮。肝油用沉将法或离心法将其中的蛋白质颗粒和水分离,洗涤、脱水,即得粗制肝油。
2、直接蒸汽蒸煮 开始时蒸汽应缓慢地通入(一般先打开蒸汽阀的1/4-1/3),5min后进行搅拌,10-15min后再通入多量蒸汽。当煮到肝呈粥状时,即可盖紧锅盖,使油熔出。也需分两个阶段提油,所需时间为:第一阶段加热泪50min到1h 10min,熔油20-30min,静置1.5h到2h;第二阶段加热和熔油的时间同第一阶段,静置1-2h。
通过以上方法将肝油提出后所留下的残渣,含有约62%-63%的水,23%-25%的油,11%-13%的蛋白质和0.86%-0.96%的矿物质。为了提以其中残留的肝油,可采用压榨的方法(将肝渣包于特殊织物的包中)将其压出,如果肝渣是冷的,在压榨前需要加热。
(二)淡碱水解法 采用淡的碱液将鱼肝蛋白质组织分解,破坏蛋白质与肝油之间的结合关系,从而可更充分地分离肝油。与一般的蒸煮法相比较,此法出油率较高,肝油质量好。我国的鱼肝油厂普遍采用淡碱水解法生产鱼肝油,其工艺过程将详述于后。
(三)萃取法 对于某些含油量低的鱼肝,不适用于上述方法提油,可采用萃取法。特别对那些含明高单位维生素油的鱼肝,萃取法有其优越性。
1、用油萃取 此法是以食用油(包括植物和清鱼肝油)为溶剂将高单位的维生素油溶解后而分离之。应该指出,此法不适于提取维生素含量低的肝油,因为用油萃取的结果北朝鲜冲淡原来肝油中的维生素浓度。
萃取的方法是将鱼肝磨碎,在真空下脱去大部分水分,加入适量的油,一方面加热,一
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方面搅拌,在萃取一定时间后,将油分离之。然后再加入新的油进行萃取。不难想象,为了最大限度地从肝中萃取肝油,就需用较多的清油,进行多次萃取,但是清油用多了将使最后的药用油中维生素浓度变得很低。
为了有效地破坏肝油和蛋白质之间的结合关系,提高萃取效果,多采用水解一萃取联合提油法。方法是将鱼肝用碎肝机搅成浆状,注入分解锅中,加入占肝重2%-3%的烧碱(配成10%左右的溶液,然后加入),以淡碱水解法相同的操作进行分解,约10min即可放出,筛去其中的机械性杂物及未分解的结缔组织。然后将清油(约30%)注入萃取中器中,加热到80-85℃,再将肝浆注入,在不断搅拌和保持上述温度的条件下萃取1-1.5h,然后用离心机进行分离。
2、有机溶剂萃取 与清油萃取法相比较,不机溶济萃取法的优点是提取的肝油保持了维生素原有的浓度。为了使有机溶剂能够充分地与油接触,有必要在萃取之前脱去大部分水分,通常是采用真空脱水法。和清油萃取法一样,有机溶剂直接萃取不如采用水解一萃取联合提油法。为了充分地从水解物中萃取肝油,最好采用逆流方式的液一液萃取法。一般是用立式蔺取塔,根据有机溶剂的比重确定逆流方式,通常水解液的比重是1.05,如果所用有机溶剂的比重大于1.05,水解液应由下向上,而有机溶剂应由上而下;反之,水解液由上而下,有机溶剂由下向上。萃取完毕后,采用真空蒸馏方法分离溶剂。
(四)鱼肝油的其他提取法
1、低温提油法 利用低温下结冰的晶粒将细胞破坏而分离肝油。采用些法所提的肝油无色透明,鲨鱼肝采用此法出油率达90%以上。方法是先将鱼肝磨成浆状,在-25℃以下冻结,解冻后加入适量的水,用离心机分离肝油。
2、酶解法 将蛋白酶加入肝浆中,控制蛋白酶最适的pH和温度进行水解,用离心机分离肝油。此法最大的优点是肝渣可进一步用来制备肝渣胨或饲料。
3、其他 直流电、超声波、脉冲等在肝油提取中都曾做过应用试验,能在不同程度上促进肝油的分离。
三、淡碱水解法生产鱼肝油的工艺
采用淡的碱液在加热的情况下使鱼肝的蛋白质细胞分解,从而分离出肝油的方法,在国内外鱼肝油工业中占着重要地位,特别是我国几家大的鱼肝油厂都采用此法。淡碱水解法的优点是出油率和维生素得率较高,肝油颜色淡,酸价低;缺点是肝渣不能有效地利用。 原来鱼肝中的油脂存在两种形态:一部分在细胞中呈游离状态,另一部分则与蛋白质等结合构成细胞的生质,后者不能用普通方法分离出来,甚至也不能用普通的油溶剂抽提出来。另外,根据多数研究者证实:细胞中维生素也并不全是游离地溶解在油中,一起来和消耗掉,而肝的蛋白质中维生素A的总含量却仍然不变;这也说明了为什么采用溶剂萃取法,出油率很高,但维生素A的产率却不很高。
有人曾将一种鲨鱼肝的自溶油首先分离出来,然后将肝切碎在90℃水煮1h(加的不占肝重的25%),煮后的残渣再行压油,压榨后的残渣再用有机溶剂萃取,最后用碱性水解法分离剩下的样品中的肝油。在比较了各个阶段分离出的肝油和维生素A的含量以后,得知愈到后来其肝油中维生素A的含量愈高,这就证明颇大一部分维生素A是与蛋白质结合在一起,必须在彻底破坏了这种结合之后,才能将其分离出来。这就是淡碱水解法肝油和维生素得率高的道理所在。
应该指出,淡碱水解适用于多脂的鱼肝。对少脂者如鲐鱼肝、大黄鱼肝、鲸肝等,如果单独采用淡碱水解法,效果不理想,最好是将其与多脂肝一起水解,或水解后用清油萃取。 淡碱水解法生产鱼肝油的工艺过程:
(一)鱼肝的检查和切碎 鱼肝在切碎之前必先置于检查台上,一方面将不适于提油的鱼肝(如显示腐败的鱼肝)除去,另外为了防止机械夹杂物进入切肝机,也必须在切肝之前除掉;至于其中未经发现的铁器(如鱼钩、铁钉等)则由切肝机上所装的磁铁吸着,以防损伤切肝机。对于刚从冷库出来的鱼肝,由于冻结成块,而且结缔组织紧密地结在一起,不能直接送去切碎,而需用热水将其冲洗一遍,再去切碎。对某些盐藏的鱼肝,事先加以冲洗脱去部分食盐也是必要的。
鱼肝切碎的目的在使用其充分地与碱液接触,达到有效地分解,同时在切碎时可使一部分肝油先行分离出来。目前国内鱼肝油厂有两种切肝机,一种是由四排不锈钢的钢刀所组成,每排有刀四片,这些钢刀固定在一个可以转动的水平轴上,刀与刀之间的距离为0.7cm,当
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轴转动时钢刀也随着旋转,把所要通过的鱼肝切成小块。另一种切肝机的钢刀被一圆筒状钢筛所包围,磨碎的肝自四周筛孔出来,已经呈糊状肝浆,此种切肝机生产能力为1500kg/h以上。
(二)鱼肝的水解 为了破坏蛋白质与油脂的缔结关系,将切碎的鱼肝与碱液共煮,如果采用浓度的碱液,势必使大量肝油皂化,因此通常采用淡碱水解。当鱼肝与碱液共煮时,碱能中和肝油中的游离脂肪酸,而且所生的肥皂能吸附油中的色素,所以淡碱水解法所获的肝油酸价低,颜色淡。
1、碱的用量 水解鱼肝所用的碱量视鱼肝的种类、鲜度及含盐量而有所不同,总的要求是保持pH9-10。一般鱼肝的用碱量如表4-3所示。 表3-1各种鱼肝的用碱量 烧碱用量(占肝重的%) 鱼肝种类 新鲜的 盐藏的 大鲨肝 0.3 0.4-0.8 小鲨肝 0.8-1.5 1.8-3.3 鳐鱼肝 0.8-1.5 1.8-3.3 大黄鱼肝 1.8-2.0 3-3.5 鳗鱼肝 1.8-2.0 3-3.5 对于初次加工的原料,无经验数据可资参考时,则需估计一最低的用碱量加到肝中进行水解,而在水解过程中不断测定溶液的pH,不断以少量的碱(配成溶液)加入,直到所需的pH,如果发现Ph10,即可刻加入一些新肝。通常水解新鲜鱼肝时控制在pH9,盐藏的肝控制在pH10。
2、碱液的浓度 所用的碱必须配成溶液而后加入,碱液浓度也要根据鱼肝种类而不同,一般大鲨肝碱液浓度1.5%-2.0%,小鲨肝及鳐鱼肝3%-5%,大黄鱼肝及鳗鱼肝10%左右。
3、加水量 鱼肝水解时水量的多少影响很大:水量不足时,蛋白质消化慢而不均匀,且易使油脂皂化,水量过多时,将会冲淡碱液。一般水解时包括碱水在内所加的水量应为:新鲜鲨肝为肝:水=2:3。
4、水解的温度与时间 在水解过程中加热可保进蛋白质的分解速度;而且在热的条件下油的粘度低容易分离;肝中所含的解脂酶和臭气,也可在加热时被破坏和驱除。显然温度不能太高,温度高了会使大量油脂皂化及维生素遭到破坏,一般水解温度为80-90℃。 实验证明,如果一开始就加热到80-90℃再行加碱,会使水解的时间拖长,因为在这样高的温度蛋白质很快就凝固,而且凝固得很紧密,势必要消耗较多的碱量并拖长了水解的时间。不仅如此,油脂在高温下骤然与碱接触就要产生大量的服皂,增加肝油的损耗,其形成的乳浊液也给分离肝油造成困难。因此在实际生产中多采用二级温度制,先加热到45-50℃左右再行加碱,最后才提高温度到80-90℃。碱液的加入也应分为二次,一方面可防止多量碱与油皂化,另方面也不致因一次加碱而使溶液的pH超过所需的范围。
(三)肝油的分离 由水解锅出来的液汁其主要组分不油、水溶液和肝渣,为了在离心分离肝油之前尽量除去其中的肝渣和机械夹杂物(如鱼鳞、烧碱中的不纯物等),需要使分解液先通过一组振动筛,筛去上述杂质。在离心分离时,由于组分比重不同,在离心力的作用下将其分为三层:比重最大的肝渣在最外层,附着于离心机的内壁上;油在最内层;水溶液在二层的中间。油和水溶液可连续地从导管流出,而肝渣需定期拆洗套筒时卸出。为了破坏水解注解稳定的胶体和降低油的粘度,离心之前需要加热,但温度不能太高,一般不超过90℃。当发现肝油不能从水解液的乳胶体中分出时,可借食盐水的加入而达到分离的目的。 在第一次分出的肝油中尚含有部分的水、肝渣和肥皂等杂质,因此还是相当浑浊的,需用盐水洗涤2-3次。加盐旨在破坏乳胶体、盐析肥皂、增大水溶液的比重;加水旨在洗涤油中的碱和肝渣。所用盐水浓度为2%-10%,用量为油量的1/3-1/2。至于离心分离次数视鱼肝种类、鲜度以及离心机效能而不同,一般使用7000-8000r/min的离心机时,对新鲜原料的肝油分离3-4次,盐肝5-6次。制出的粗油在常温下(20℃)应澄清透明,酸价不超过2.4mgKOH/g。 根据上海鱼品厂的生产经验,粗肝油的得率如表4-4所示。 表4-4 几种鱼肝的粗油得率
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鱼肝种类 粗油得率(%) 大鲨肝 60-65 鲜小鲨肝 38-45 盐小鲨肝 25-30 广东小鲨肝 25-30 鳐鱼肝 35-40 马面肝 45-50 (四)粗油的冷滤 粗油含有原料油中的所有脂肪酸甘油酯,到低温度季了,那些高凝固点的甘油酯便出析出结晶,使肝油混浊。因此,必须将其于指定的温度进行冷却结晶,然后用压滤机将固体脂分离,以获得清澈透明的清鱼肝油。这一冷滤过程,也称脱“硬脂”或“冬化”,将详述于第五章第五节中。
(五)配油 通过冷滤操作所得的清鱼肝油因原料不同以及工艺条件的影响,所含维生素自不相同。为了使其符合不同产品的维生素含量要求,就需要配油,包括用高浓度的维生素提高低浓度维生素的浓度;用低浓度维生素稀释浓度维生素油。现将通常配油所用的计算公式介绍如下。
1、低单位维生素配成高单位维生素油: 应配入高单位维生素油的kg数=
(准备配制产品的VA单位-被配制的低单位油VA单位)×低单位油kg数 应配入的高单位油的VA单位-准备配制产品的VA单位
2、高单位维生素油用低单位维生素油稀释: 应配入低单位维生素油的kg数=
(准备配制产品的VA单位-被配制的高单位油VA单位)×高单位油kg数 应配入的低单位油的VA单位-准备配制的各产品VA单位
应该指出,在常年生产经验中发现,鱼肝油中所含维生素A与维生素D之比通常为10:1,所以有些工厂仅测维生素A。看来,为了保证产品质量,维生素D的含量也应经常测定。
第二节鱼油的精炼
从鱼粉厂来的鱼油和从熔油厂来的水产动物油,虽然其中的水分和机械性杂质已被除去,但这种油并不能满足某些高级用油和进一步加工的要求,需要进一步精炼,包括脱胶、脱酸、脱色、脱臭和冬化(冷滤)。 一、 一、 脱胶
鱼油的脱胶主要是去除其中的蛋白质和粘液之类的杂质,当然这要看原料油的品种、性质和提油方法,如果油中的胶质含量不高,就不必脱胶。另外应指出的是:如果是被用来提取EPA和DHA制剂的鱼油,还应保留其中的磷脂,因为在通常磷脂中结合的脂肪酸中,EPA和DHA含量很高。
以脱除油中蛋白质、粘液等为目的的脱胶通常采用的是酸炼法,以磷酸的应用最广,优点是油的损耗少,油的颜色淡。对鱼油来说,通常是利用下一工序的脱酸(碱炼)设备在脱酸之前喷进磷酸进行脱胶,约20min后即可进行脱酸,所用磷酸的浓度为50%~89%,用量为油的1%左右。 二、 二、 脱酸
脱酸是指除去油脂中的游离脂肪酸。游离脂肪酸含量的高低是油脂质量的重要指标,通常以酸价(Acid Value)或游离脂肪酸(F·F·A)%表示。
脱酸的方法虽然很多,但工业上普遍采用的是碱中和法,如氢氧化钠或碳酸钠等都有应用,其中以氢氧化钠中和法即烧碱脱酸法应用最为普遍,因为用此法除了能有效地中和游离脂肪酸外,它还有脱色效果;缺点是中性油损耗较大。现将烧碱脱酸的工艺过程介绍如下。 (一)烧碱量的确定
中和100kg油脂所需的烧碱质量(kg): m= 40×K×a×100=7.11Ka
56.1×w×10 w
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式中K—油脂的酸价 a— a— 碱的过剩系数
w—工业苛性钠中纯NaOH的质量分数 40—NaOH的相对分子质量 56.1—KOH的相对分子质量
为保证脱酸完全和油的色泽脱淡,一般应加过量的碱:质量较好的油,过量碱的量为理论量的5%~30%;劣质的油需过量80%~100%。 (二)碱液浓度的确定
一般情况下可按表2-2-27的经验数据确定碱液浓度。 表2-2-27游离脂肪酸含量与所需碱液的浓度 F·F·A含量/%
碱液浓度/oBé F·F·A含量/% 碱液浓度/oBé
0.03~1 13~14 6~7 18~19 1~2 13~14 7~8 19~20 2~3 14~15 8~9 20~21 3~4 15~16 9~10 21~22 4~5 16~17 10~11 21~22
5~6 17~18
F·F·A·%=酸价×0.503
表2-2-28中为波美度与苛性钠含量的关系,表2-2-29中为相对密度与苛性钠含量的关系。 表2-2-28 波美度(oBé)与苛性钠含量的关系
(15℃) 苛性钠含量/% oBé(15℃) 苛性钠含量/% 10 6.57 20 14.36 12 8.00 22 16.09 14 9.50 24 17.87 16 11.06 26 19.70 18 12.68 28 21.58 表2-2-29 相对密度与苛性钠含量的关系
相对密度 每升溶液 相对密度 每升溶液 (15℃) 中的克数 (15℃) 中的克数 1.161 166.9 1.240 267.8 1.169 178.9 1.250 281.3 1.179 191.1 1.261 295.0 1.189 203.4 1.273 308.9
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