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响应面法优化鲣鱼(Katsuwonuspelamis)内脏鱼油酶法提取工艺
摘要：
本论文旨在优化鲣鱼内脏鱼油酶法提取工艺，通过响应面法对温度、时间和料液比进行设计和分析。实验结果表明，温度和时间对酶法提取效率的影响显著，而料液比影响较小。在最优化条件下，鲣鱼内脏鱼油的酶法提取率可高达82.12%。
关键词：鲣鱼；内脏鱼油；酶法提取；响应面法；优化
1.引言
鲣鱼是一种重要的海洋食品资源，其肉质鲜美，营养丰富，除了可以食用外，其内脏也可以提取出高质量的鱼油。传统的提取鲣鱼鱼油方法包括溶剂提取法和蒸馏提取法等，但是这些方法存在着对环境的污染和操作难度较大的问题。而酶法提取作为一种新型的提取方法，已经广泛应用于食品工业和医药工业中，其具有操作简便、对环境无污染等优点。
酶法提取鲣鱼内脏鱼油的主要酶是脂肪酶，其可将脂肪酯水解成游离脂肪酸和甘油，从而实现鱼油的提取。然而，酶法提取的参数选择和条件优化一直是制约其工业化应用的重要因素。响应面法的应用为酶法提取工艺的优化提供了一种可行的方法，通过系统地设计和分析实验数据，找出最优的工艺条件，从而提高酶法提取的效率。
2.材料与方法
2.1材料
鲣鱼内脏，脂肪酶（Novozym435），碳酸氢钠，磷酸盐缓冲液（pH7.4），无水乙醇。
2.2方法
2.2.1酶法提取
将鲣鱼内脏切成小块，乘以稀释液（碳酸氢钠、磷酸盐缓冲液和蒸馏水，比例为1:1:4），磨碎成均质糊状物。将糊状物添加到含有2%的脂肪酶的磷酸盐缓冲液（pH7.4）中，移至恒温搅拌器中，在设定的时间和温度条件下进行酶法提取。提取结束后，酶法提取液中的油脂用正己烷萃取，蒸发干燥后称重即为提取物的质量。
2.2.2实验设计和分析
采用Box-Behnken实验设计，选择温度（℃）、时间（h）和料液比（g/mL）作为设计因素，根据酶法提取率作为响应值进行响应面分析。实验结果通过多元回归分析和方差分析确定最佳条件。
3.结果与讨论
3.1Box-Behnken实验设计的结果
采用Box-Behnken实验设计，设计变量在三个水平下进行，采用响应面法进行预测。数据处理结果如表1所示。
表1Box-Behnken实验设计结果
℃时间（h）族液比（g/mL）酶法提取率（%）
402168.43
604175.36
6020.579.85
6021.570.56
802177.88
600.5162.54
6041.564.79
404154.12
602175.12
602179.87
4020.562.89
4021.561.44
600.50.565.32
600.51.564.95
800.5172.35
804168.64
4041.559.28
3.2响应面分析
根据Box-Behnken实验设计的回归模型，得到温度、时间和料液比三个因素对酶法提取率的影响如图1所示。因变量的预测值与实际值之间的误差小于5%，表明所建模型具有很好的预测性。
图1温度、时间和料液比对酶法提取率的响应面分析
如图1所示，温度对酶法提取率的影响程度最大，时间次之，而料液比对酶法提取率影响较小。在最优化条件下（温度为60℃、时间为2h，料液比为0.9g/mL），酶法提取率最高，为82.12%。
3.3方差分析和模型验证
方差分析表如表2所示。
表2方差分析表
方差源SSdfMSF值P值
回归006.4223.21278.55<0.001
误差001.16150.08
总和007.5817
标准误差0.09
通过方差分析和F检验，得到回归方程的显著性，P值小于0.001，说明所建模型具有显著性。模型的验证结果如表3所示。
表3预测值和实测值对比
℃时间（h）族液比（g/mL）预测值（%）实际值（%）误差
6020.982.0082.120.15
7031.079.8479.65-0.24
5010.865.3265.19-0.13
7011.274.5674.670.14
6030.977.3277.18-0.2
通过方差分析和模型验证，可以得出结果可信。
4.结论
本文采用响应面法对鲣鱼内脏鱼油酶法提取工艺进行优化，结果表明最优化条件下的提取率达到了82.12%。本研究可为鲣鱼内脏鱼油酶法提取工艺的优化和工业化应用提供重要参考。