响应面优化南极磷虾虾青素的复合酶法提取工艺研究

为加大对南极磷虾Euphausia superba高附加值产品的开发,提高南极磷虾资源的综合利用率,以冷冻南极磷虾为原料,采用Alcalase碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶复合酶解方法,以无水乙醇为提取剂提取虾青素,在单因素试验的基础上,以虾青素提取率为响应值,利用响应面优化设计,研究了虾青素的最佳提取工艺条件。结果表明:通过单因素试验筛选出酶底比、酶解时间和酶解温度为影响虾青素提取率的主要因素,优化得出最佳工艺条件为酶底比1.6%(Alcalase碱性蛋白酶与木瓜蛋白酶比例为3∶2)、酶解时间2.1h、酶解温度51℃、水料比(m L∶g)4∶1、无水乙醇料液比(g∶m L)1∶4、振荡时间10 min,在此优化条件下虾青素提取率为90.42%±0.39%,与模型理论值接近。研究表明,采用双酶复合酶解法能显著提高南极磷虾虾青素的提取效率,可为南极磷虾虾青素的制备提供技术支持。     

南极磷虾虾粉加工干燥技术与设备应用分析

干燥是虾粉加工的关键工序之一,是影响虾粉品质的重要因素,适宜的干燥技术和设备可有效保证南极磷虾虾粉质量,提高南极磷虾虾粉生产效率。综述了几种常用的食品干燥技术和设备的原理、适应物料形式以及优缺点,并根据南极磷虾的物料特性,对这几种干燥技术和设备在南极磷虾虾粉加工中的应用前景和可行性进行了分析,旨在为南极磷虾干燥技术创新和干燥设备研发提供理论依据与技术支撑。     

南极磷虾虾青素研究进展

南极磷虾是一种资源量巨大、尚未充分开发利用的海洋生物资源.南极磷虾虾青素具有非常强的抗氧化活性,是天然虾青素的良好来源,在鱼类体色改变、免疫能力提高等方面发挥了重要作用,具有广泛的应用前景.本文综述了南极磷虾虾青素的制备方法(有机溶剂法、酶解法、超临界CO2萃取法等)、结构特征、生物活性、检测方法(紫外分光光度法、薄层色谱法、激光拉曼光谱法、高效液相色谱法及高效液相色谱-质谱法)等的研究进展,提出了开展南极磷虾虾青素机理研究、关键技术和应用研发等未来发展建议,以期为南极磷虾虾青素的深度研究和开发利用提供参考.     

南极磷虾综合利用研究进展

我国南极磷虾产业在近年得到不断发展,但由于捕捞、加工技术不成熟等问题,我国南极磷虾资源利用率还比较低,因此,分析南极磷虾综合利用研究进展对我国发展南极磷虾产业具有重要指导意义。在介绍国内外南极磷虾资源与开发利用现状的基础上,分别从蛋白质、脂质、矿物质元素含量3个方面综述了南极磷虾的营养成分;从酶类、甲壳素、虾青素含量3方面介绍了南极磷虾的活性成分,并列举了南极磷虾加工产品的主要形式;分析了南极磷虾资源开发过程中存在的问题,并提出建议与对策,为进一步提高南极磷虾资源的综合利用提供参考。     

中国南极磷虾渔业发展的微观解析与对策研究——以辽渔集团有限公司为例

为探讨中国南极磷虾渔业全产业链发展模式,采用Thomson Innovation数据库、CCAMLR数据库等多源数据,分析辽渔集团南极磷虾渔业全产业链条发展特征。结果显示:1)自2009/2010年渔季以来,连续投入渔船参与南极磷虾捕捞生产;2)在南极磷虾油研发环节申请6项发明专利,储备了产业开发核心技术;3)开发10余种南极磷虾相关产品,通过互联网等方式建立了销售渠道,因此认为辽渔集团已经初步建立了全产业链发展模式。在探讨新时期辽渔集团南极磷虾渔业产业发展面临的机遇和挑战基础上,提出制定南极磷虾产业发展规划、统筹专利技术保护战略、构建南极磷虾信息平台、加强高端产品研发投入和推动新型南极磷虾捕捞加工船建设等相关对策建议,以进一步提升辽渔集团南极磷虾渔业产业国际竞争力。     

3种虾壳中虾青素提取工艺优化及其抗氧化活性比较

为有效提高虾壳废弃物中虾青素的提取率,以罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)、南极磷虾(Euphausia superba)及凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)为原料,利用有机溶剂浸提法,通过单因素试验比较3种虾壳中虾青素的提取效果,并对南极磷虾虾壳中虾青素提取工艺参数进行正交优化;利用红外光谱比较虾青素标准品与3种虾壳制得的样品,对样品中虾青素进行定性分析;以VC作为对照,探索3种虾壳中虾青素的抗氧化能力。结果表明:罗氏沼虾、南极磷虾及凡纳滨对虾在以二氯甲烷为提取液,提取温度为30℃,提取时间为2 h条件下可得到最大提取率,南极磷虾虾壳中的虾青素的提取率显著高于凡纳滨对虾及罗氏沼虾虾壳中的虾青素。而料液比对三者中虾青素的提取率的影响效果不同,南极磷虾和凡纳滨对虾在1∶30 g/mL料液比条件下的提取率达到最大值分别为234.72μg/g和172.21μg/g,而罗氏沼虾在料液比为1∶20 g/mL条件下最大提取率为88.69μg/g。南极磷虾虾壳中提取虾青素的最佳条件为料液比1∶30 (g∶mL),提取温度30℃,提取时间2.5 h,此条件下虾青素的提取率明显提高,达到245.01μg/g。红外光谱证明实验所得虾青素与虾青素标准品具有极为相似的官能团振动吸收峰。通过抗氧化实验研究发现,3种虾壳中的虾青素均具有较好的抗氧化活性,其中以罗氏沼虾虾壳中虾青素抗氧化活性为最佳。     

不同蒸煮方式对南极磷虾粉虾青素含量的影响

[目的]研究有机溶剂法提取南极磷虾粉中虾青素的条件,并以虾青素为评价指标,探讨不同蒸煮方式对南极磷虾粉品质的影响,确定南极磷虾最佳蒸煮方式及工艺参数。[方法]以南极磷虾为原料,通过单因素试验及正交试验分析得到虾青素提取的最佳工艺条件;研究在不同蒸煮温度、时间条件下,直接水煮、隔水蒸煮、100℃水煮-直接水煮和100℃水煮-隔水蒸煮4种方式对虾青素含量的影响。[结果]虾青素的最佳提取条件为:无水乙醇为溶剂,浸提时间6 h、浸提温度50℃、料液比1∶20(g/m L);直接水煮、隔水蒸煮2种单一蒸煮方式在蒸煮温度70℃、蒸煮时间9 min时,所得虾粉的虾青素含量都达到最大值,且直接水煮的效果更好,虾青素含量达到221. 58μg/g;与单一方式蒸煮相比,组合方式蒸煮对虾青素含量的影响更小,南极磷虾的最佳组合方式是100℃水煮-直接水煮,蒸煮参数为第1次100℃直接水煮30 s,第2次50℃直接水煮9 min,最终得到虾粉的虾青素含量为253.16μg/g。[结论]该研究为南极磷虾粉生产中蒸煮加工提供理论依据。     

南极磷虾与凡纳滨对虾、日本沼虾、秀丽白虾冻结曲线对比

对南极磷虾、凡纳滨对虾、日本沼虾和秀丽白虾在超低温环境下测定冻结曲线,并通过自然解冻的方式测定解冻曲线,对解冻后虾的品质进行感官评价.结果表明:南极磷虾通过最大冰晶生成带的时间为16 min,凡纳滨对虾为11 min,日本沼虾和秀丽白虾为3 min;解冻时通过最大冰晶融解带的时间,日本沼虾和秀丽白虾最短,为2.5 min,其次是凡纳滨对虾,为5.5 min,南极磷虾最长,为6.7 min.解冻后南极磷虾的感官评分结果是8.5+0.1,仍具有较好的品质.     

我国南极磷虾资源开发利用技术发展现状与对策

南极磷虾资源开发与利用日益受到国际关注。随着南极磷虾捕捞与加工技术的不断成熟,不同国家对南极磷虾资源的开发策略也发生了变化。分析了我国在南极磷虾资源开发利用方面的技术瓶颈,以及在自主设计研发南极磷虾捕捞装备和虾粉、虾油制备方面取得的进展;通过分析有关南极磷虾专利申请信息,认为当前国内研发主体较为关注磷虾油和饲料的制备及生产工艺,而国际上已将研发重点和专利申请的焦点转移至医药领域。在开发海洋生物资源战略需求下,认为应进一步加快设计与建造南极磷虾捕捞加工专业船的进程,同时完善南极磷虾加工技术与专利布局,为抢占和开拓南极磷虾消费市场提供技术支撑和保障。     

影响酶法回收南极磷虾壳中蛋白质及虾青素的因素研究

[目的]研究影响酶法回收南极磷虾加工下脚料中的蛋白质及虾青素的因素,以期在提取虾壳中蛋白质的同时又能将虾青素回收,增强蛋白质的应用价值.[方法]以南极磷虾加工下脚料为原料,采用酶解法提取虾青素与蛋白质,考察在碱性蛋白酶作用下不同加热温度、酶底比、加热时间、pH对蛋白质和虾青素回收的影响.[结果]经试验确定,以Alcalase碱性蛋白酶为提取剂,酶解时间2h,酶底比为3 750 U/g,pH 8.5,酶解温度为50℃时,蛋白质的提取率最高;酶解时间为2h,酶底比3 750 U/g,pH 8.5,酶解温度为55℃时,虾青素的提取率最高.[结论]研究可为南极磷虾加工下脚料的综合开发利用提供参考依据.     

基于贝叶斯方法的FAO48.1区南极磷虾渔业资源评估

南极海域南极磷虾资源丰富,开发潜力已经得到世界范围的关注。由于南极海洋生物资源养护委员会（Commission for the Conservation of Antarctic Marine Living Resources, CCAMLR）多年来始终将联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO）在南极海域内设立的48.1区的捕捞限额控制在1.55×105 t,从而引发了众多争议,采用CCAMLR公布的2006-2015年生产统计数据,利用基于贝叶斯方法的非平衡剩余产量模型,对FAO 48.1区南极磷虾（Euphausia superba）的渔业资源进行评估,结果显示：当前48.1区南极磷虾资源的环境容纳量为（1.93～7.84）×107 t;渔业资源综合种群的内禀增长率为0.4～0.6;2016年48.1区南极磷虾的平均生物量为3.88×107 t;48.1区南极磷虾资源当前最大持续产量（MSY）为5.5×106 t;当前的触发产量远低于MSY的阈值,48.1区内南极磷虾资源几乎处于原始未开发状态。建议提高48.1区南极磷虾的触发产量至5.5×105t。     

基于主成分分析算法的市售南极磷虾油品质分析模型构建

[目的]分析和评价市售南极磷虾油产品营养品质,为南极磷虾油的质量监管提供技术参考.[方法]对市售18个南极磷虾油产品的功能性成分(4个指标)、挥发性风味物质(14个指标)和色泽(3个指标)进行检测分析,建立基于主成分分析(PCA)算法的南极磷虾油品质分析模型.[结果]通过PCA算法对功能性成分、挥发性风味物质和色泽3类指标进行数据降维至每类1个主成分指标,3个主成分指标的贡献率分别为93.23%、94.32%和95.49%,均能较好地代表对应多个指标的特征.建立了市售南极磷虾油产品品质的分析和对比模型,该模型包括三部分,分别为基于现有18个样品的基础模型、现有18个样品的品质指标基础数据库和实现数据库相关及PCA相关的Python程序模块.由模型分析可知,样品2和样品7的功能性成分指标相对于其余样品较为突出,18个样品的色泽和挥发性风味物质指标能够在模型中得到显著区分.[结论]建立的市售南极磷虾油产品品质分析和对比模型能够实现对南极磷虾油产品品质进行分析并与市售同类产品进行对比,且可在分析新样本时,通过基于Python的程序语言模块根据新样本对模型自身进行优化.     

南极磷虾富氟机理的研究进展

富氟异常是南极磷虾独特而有趣的生理性状,研究其富氟机理对于阐释极端环境下生物适应性进化机制,功能性仿生材料设计及磷虾的高值化利用具有重要意义。本文对南极磷虾富氟机理的国内外研究进展进行了评述,评述内容包括氟的来源、氟在磷虾中的分配特征和赋存形态、氟在磷虾体内的变化特征分析以及磷虾富集氟的模式推测等,并对南极磷虾富氟机理今后的研究方向和趋势进行了展望。     

南极磷虾粉中氟形态及其分析技术

[目的]建立南极磷虾氟形态分析方法,为南极磷虾的开发利用提供技术支持.[方法]采用逐级化学—超声波浸提技术对南极磷虾粉中氟的赋存形态进行分析研究,并对提取条件进行优化.[结果]南极磷虾粉中氟的赋存形态可分为水溶态氟、可交换态氟、氧化态氟、有机束缚态氟和残渣态氟,分别占总氟的15.7%、17.1%、31.7%、21.5%和14.0%,总氟含量为2518.6 mg/kg,各形态氟含量次序为:氧化态氟>有机束缚态氟>可交换态氟>水溶态氟>残渣态氟.[结论]采用逐级化学—超声波浸提技术能有效地定量研究南极磷虾中氟的赋存形态.     

超声辅助酶法回收南极磷虾壳中蛋白质的研究

[目的]研究南极磷虾壳的超声辅助酶解工艺,以最大程度地回收南极磷虾加工下脚料中的蛋白质。[方法]探究了不同种类蛋白酶、固液比、p H、酶解时间、酶解温度、酶底物比以及辅助超声功率对蛋白回收率的影响,并通过正交试验优化确定超声辅助酶解工艺参数。[结果]碱性蛋白酶水解蛋白能力最强;超声辅助碱性蛋白酶解最优工艺:自然p H下,控制固液比1∶10 g/m L,辅助超声功率150 W,加入碱性蛋白酶(5 000 U/g蛋白)后,50℃下酶解2.5 h,此时蛋白质回收率达87.42%。[结论]采用优化后的超声辅助酶解工艺可极大程度地回收南极磷虾加工下脚料中的蛋白质,促进磷虾资源的充分利用。     

基于现场水箱试验的南极磷虾耐盐性研究

为了解南极磷虾Euphausia superba对盐度变化的适应能力,基于海上水箱试验,采用渐变式(16.2~54.5)和急变式(15.9~55.2)两种不同的盐度变化方法对南极磷虾个体在不同盐度下行为状态进行观察和记录,分析了南极磷虾的耐盐性。结果表明:南极磷虾在低盐度下的适宜临界盐度为26左右,极限临界盐度为16左右;南极磷虾在高盐度下的适宜临界盐度为43左右,极限临界盐度为55左右。研究表明,南极磷虾对盐度的变化具有一定的适应能力,但适应范围有限。     

2009/2010-2011/2012渔季中国南极磷虾渔业渔场时空变动

掌握南极磷虾渔业行为及渔场变动信息可为模拟渔业与生态系统相互作用提供非常重要的支撑。基于渔业科学观察员收集的2009/2010-2011/2012渔季中国南极磷虾渔业数据,利用渔场重心指标,分析了中国南极磷虾渔业渔场变动及渔船的行为模式。结果表明,从作业网次上来讲,2009/2010-2011/2012渔季期间,中国南极磷虾渔业主要渔场由48.1小区转向48.2小区,但产量变化却呈相反的趋势。尽管作业位置分布于6个精细管理单元中,但旬别渔场重心集中在4个精细管理单元中（APDPW,APDPE,APBSE和SOW）。中国南极磷虾渔业渔场选择不仅受到本地磷虾丰度的影响,同时还受到预定的决策,渔船条件及市场因素等的影响。     

2012年秋冬季利文斯顿岛南极磷虾渔业CPUE指标变动及其影响因素

基于南极磷虾渔业科学观察员收集的南极磷虾渔业数据,对2012年秋冬季利文斯顿岛南极磷虾渔业单位捕捞努力量产量(CPUE)的两个指标[单位作业小时产量(CH)和单位扫海面积产量(CPUA)]的变化及其影响因素进行了研究。结果表明:该水域南极磷虾渔业CH和CPUA分别为0～84.0 t/h和0～15.0×103t/km2,平均值分别为10.0 t/h和4.7×103t/km2;作业水域主要集中在利文斯顿岛西部水域;南极磷虾丰度较高的时间在8:00～16:00,而其他时间段则并非该渔业的最佳作业时段;46.2%的作业区域表温为-0.4～-0.2℃,43.4%的作业拖曳深度为40～60 m,78.3%的作业区域均在100 m以浅的水域。     

2017年冬季斯科舍海南极磷虾种群结构变动研究

斯科舍海蕴含着丰富的南极磷虾资源,是重要的南极磷虾渔场,该海域南极磷虾种群结构存在显著的时空差异。为了解该海域冬季南极磷虾的种群结构变动,以明晰渔场的变化,并探究南极磷虾的越冬机制,利用2017年5—8月渔业资源调查随机收集的样本,对冬季布兰斯菲尔德海峡和南乔治亚岛东北水域南极磷虾种群结构差异进行分析。结果显示,2017年冬季各月南极磷虾性比差异不大,均为雌性占比稍高于雄性,且各月性成熟度分布不存在显著差异。总体而言,雌性磷虾在整个冬季月份,除个例外均为未成熟个体。对于雄性磷虾,5月未成熟个体少于成熟个体;6月未成熟个体多于成熟个体;7月未成熟个体显著多于成熟个体;8月均为未成熟个体。对于布兰斯菲尔德海峡和南乔治亚岛两区域,整体来说,随月份增加,磷虾雌、雄个体的成熟个体数量减少,而未成熟个体数量逐渐增加。通过历史资料对比可知,斯科舍海冬季磷虾种群结构存在较为显著的年际和年间变化。     

2010/2011年夏季南设得兰群岛北部南极磷虾体长时空分布特征

利用我国大型拖网渔船渔业科学观察员收集的南极磷虾体长数据,将研究区域划分成经纬度10’×10’小尺度单元,分析了南极磷虾体长分布的时空特征。结果表明,24个单元的平均体长范围为46.9～55.0 mm,其中最小体长为26.8 mm,最大体长为62.2 mm,各单元间体长分布之间存在显著性差异。在纬度方向,各单元南极磷虾体长分布均存在显著性差异;在经度方向,大部分单元(71.4%)南极磷虾体长分布存在显著性的差异。一半以上(60.3%)的样本分布于40～80 m水层。6个水层间(0～120 m,20 m为间隔),南极磷虾体长分布存在极显著的差异,但各水层南极磷虾平均体长较接近(52.5～53.6 mm)。12月,南极磷虾体长范围为26.8～62.4 mm,平均体长为53.1 mm;1月,体长范围为39.1～62.0 mm,平均体长为52.4 mm。12月中旬明显存在一定数量的小个体南极磷虾,优势体长为32～35 mm,约占总数的10%。