CN107105692B - 采用熔融和蒸发方法获得富含磷脂的磷虾油和中性脂质的磷虾油的无溶剂方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及同时获得富含磷脂的磷虾油和富含中性脂质的磷虾油以及磷虾粉的新的无溶剂方法，该磷虾油含有DHA和EPA多不饱和脂肪酸以及虾青素。这种方法包括将新鲜的切碎磷虾预热，然后采用新鲜蒸汽注射将脂质熔融，以获得挤出液和固体部分；将挤出液离心，以获得富含磷脂的乳液相；利用薄膜蒸发器将乳液的水蒸发，以获得富含磷脂的磷虾油；将所得的滗析液离心，以获得富含中性脂质的磷虾油和浓稠虾汁。

Description

采用熔融和蒸发方法获得富含磷脂的磷虾油和中性脂质的磷 虾油的无溶剂方法

技术领域

本发明涉及在船上(在海上)和/或在岸上(在陆上)同时获得含有DHA和EPA多不饱和脂肪酸和虾青素的富含磷脂的磷虾油和富含中性脂质的磷虾油这两种磷虾油以及磷虾粉的方法。

背景技术

磷虾对应于一群小型且大量的居住于南南冰洋的磷虾目的海洋甲壳类动物。南极磷虾，特别是生活在南极和亚南极区域的磷虾，由11种磷虾属物种组成，优势种是南极大磷虾(Euphausia superba,Dana)和晶磷虾(Euphausia crystalorophias)。

为了工业规模地生产与低脂磷虾粉相关的含有二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)的富含磷脂的磷虾油，已经做出了许多努力。已经对以下进行了测试：多种不同烹饪温度、不同滗析力矩、剧烈挤压、使用两步滗析步骤、在第二滗析器之前用浓稠虾汁洗涤第一滗析固体、电解质溶解以及多种其它的方法。然而，参见例如美国专利号8,772,516和8,609,157，其提供了基于与磷虾粉装置相关的物理-机械步骤而不使用有机和/或无机溶剂来提取富含磷脂的磷虾油的方法。

从目前在一些拖网加工渔船上使用的传统磷虾粉加工布局来看，仅制备了非常少量的磷虾油。这种磷虾油通常富含中性脂质，其含有非常低或不可检测量的磷脂。通常，在传统的船上(海上)磷虾加工中，利用带旋转式螺旋输送机的间接蒸汽加热炊具对新鲜磷虾加热，然后进行双螺杆挤压和干燥。将由双螺杆挤压获得的挤出液通过滗析器，以去除不溶性固体。然后将澄清的滗析液体用于进料至离心分离器，以分离通常富含中性脂质和虾青素的磷虾油。在这种传统方法中，磷脂与滤饼中的蛋白质结合。因而，通常发现磷脂与磷虾粉相关。

当在海上使用非传统的磷虾粉加工布局时，会产生与上述类似的情况。通常，非传统磷虾粉装置具有一个Contherm炊具***、一个两相滗析器或三相滗析器和一个干燥器。该滗析器用于对经过烹饪的磷虾进行脱水和脱脂。滗析液体用于进料至离心分离器，以获得通常富含中性脂质却含有较低或不可检测水平的磷脂的磷虾油。在这种情况下，磷脂还与滗析固体中的蛋白质结合。如上所述，磷脂发现于磷虾粉中。

目前，所有富含磷脂的磷虾油生产方法都是通过陆上提取技术进行操作的，不管是基于以新鲜的整个冷冻磷虾或基于以干磷虾为原料。这是因为这些方法是基于溶剂的，因此严格禁止在渔船上操作。

发明内容

本发明涉及制备磷虾油的无溶剂方法，包括将整个生磷虾切碎或磨碎以形成切碎磷虾，预热切碎磷虾，并在一定压力和时间内将经过预热的切碎磷虾与直接蒸汽注射接触，以获得熔融磷虾，该熔融磷虾含有与磷脂部分相关的多不饱和脂肪酸DHA和EPA、还含有虾青素和中性脂质，而这些组分获得自用于人类健康应用的膳食加工生产线，然而所得的磷虾粉的脂含量较低。本发明还公开了用于获得含有与DHA和EPA相关的磷脂、蛋白质和虾青素的组合的磷虾油的干燥复合物的方法。

附图说明

通过结合附图阅读以下说明，将进一步理解和领会本发明，其中：

图1是描述本发明方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供了由海洋和/或水生生物质制备水产动物油的无溶剂方法。用本发明公开的方法获得的所有产物完全不含用于分离磷虾油的任何类型的有机溶剂和/或CO₂超临界流体和/或酶。

在本发明中，公开了从新鲜磷虾、类似甲壳类动物和其它海洋资源提取磷脂的新方法。

本发明提供了更有效的磷脂提取方法，并且几乎在海上捕获新鲜生磷虾后立即进行。该方法保证使用高度新鲜、切碎或分批的生磷虾，避免磷脂分解和/或脂质变质。

该方法是基于将新鲜生磷虾切碎以让原料更加暴露于本文公开的加工条件，并且其组分和结构可用于进一步的蒸汽应用，从而促进脂肪部分(主要是与EPA和DHA相关的磷脂)熔融的方法。与整个生磷虾相比，切碎磷虾提供的磷脂提取更佳。用于进料至炊具的螺旋泵足以达到所需的切碎，让磷虾结构敞开且暴露于蒸汽熔融作用和随后的磷脂提取。

因此，本发明提供了无溶剂的磷虾油方法，包括：

a)将整个生磷虾和/或磷虾部分切碎或磨碎以形成切碎磷虾；

b)将切碎磷虾预热到至少约20℃的温度，持续至少约1分钟；

c)将经过预热的切碎磷虾在至少100kPa压力下与直接蒸汽注射接触约1分钟，直到经过预热的切碎磷虾达到至少97℃的温度，从而将经过预热的切碎磷虾转化成含有部分脱脂脱水固体和液体的熔融磷虾；

d)从熔融磷虾分离出部分脱脂脱水固体和液体；

e)对部分脱脂脱水的熔融固体进行压榨，以获得具有残余固体颗粒和固体部分的挤出液；

f)从挤出液中分离出残余固体颗粒，以获得基本上无残余固体颗粒的挤出液；和

g)使基本上无残余固体颗粒的挤出液相分离，以获得含有富含磷脂的磷虾油的乳液，该富含磷脂的磷虾油含有被水乳化的二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)、蛋白质和虾青素。

更具体地，预热步骤优选地利用连续炊具以利用间接蒸汽加热将温度从约0℃升高至57℃。当磷虾达到57-60℃时，磷虾开始凝固并且磷虾质地变化，变为弹性和橡胶状的。磷虾粘在炊具内，堵塞***，避免了更加流畅的流。

在优选的实施方式中，在具有间接和/或直接蒸汽加热或其它加热***的炊具中，对切碎磷虾进行部分地烹饪(预热)，但是以低转速，优选1-300rpm进行，以避免过度乳化。在磷虾开始凝固且磷虾质地变化(其变为弹性和橡胶状的，磷虾粘在炊具内，堵塞***，并避免了更加流畅的流)之前，在经过预热的磷虾原料的炊具出口处的磷虾温度优选为40-60℃。

炊具的类型没有特别限制，但是作为优选的实施方式，该炊具需要在不过度搅动下进行操作，以避免过度乳化。

在另一优选的实施方式中，利用用螺旋泵或带式输送机或螺旋输送机或任何其它的避免磷虾过度搅动的输送***，将磷虾进料到炊具，以避免过度乳化。

在另一实施方式中，在烹饪步骤之前，利用剃鱼骨机，优选具有滚筒直径为约5mm的孔，将整个新鲜磷虾或部分切碎。可以利用具有孔直径约5mm的板的碎肉机，将生磷虾输送到烹饪***的螺旋泵；或任何其它的有助于减少磷虾尺寸(优选为1-20mm)的设备，并且始终避免切碎方法过度搅动，以避免所得油过度乳化。磷脂与蛋白质和水结合充当为乳化剂。

由于新鲜生磷虾是柔软且脆弱的，所以进料至炊具的低转速的进料螺旋泵转子是实现对新鲜生磷虾良好切割的优选方案之一。

在一个实施方式中，如上述的根据本发明的方法，利用螺旋泵、具有带孔板的碎肉机或剃鱼骨机进行步骤a)的切碎或磨碎。

在另一实施方式中，如上述的根据本发明的方法，步骤a)的切碎或磨碎是将磷虾和/或磷虾部分的大小降低至约1-20mm、优选至约1-15mm、更优选至约1-10mm或更优选至约2-5mm的直径或长度，这取决于所利用的切碎设备的类型。

然而，本发明不限于任何特定的切碎***。切碎的目的是使磷虾原料的内部结构暴露于蒸汽熔融作用，并且随后允许进行磷脂提取。切碎磷虾使得磷脂提取效率比使用整个生磷虾时的磷脂提取效率高。

本发明提供了利用转子转速为约90rpm的螺旋泵获得切碎磷虾的实例。

根据本发明，烹饪步骤利用具有新鲜蒸汽注射的连续熔融加热器将磷虾温度从约57℃增加至97℃，该新鲜蒸汽注射是通过位于遍及熔融加热器全长的喷嘴施加的。以约6巴以上的高压注入蒸汽。利用新鲜蒸汽注射，凝固受到控制，从而避免了磷虾成为橡胶状和粘性的状况。这对于利用新鲜蒸汽注射在熔融加热器中在高压下将黏稠磷脂熔融以及随后将更充足量的磷脂释放至挤出液是必要的。

在某一实施方式中，利用直接蒸汽加热***对经过预热的切碎磷虾进行加热步骤。

在另一实施方式中，将切碎磷虾预热至约20-70℃、优选约20-60℃、更优选约50-60℃的温度。

作为优选实施方式，在部分烹饪(预热)之后，立即利用充足的新鲜蒸汽注射在高压下熔融磷虾原料，优选在约3-6巴，优选利用圆柱形熔融加热器，该加热器具有多个位于遍及加热器全长的喷嘴。熔融加热器具有以低转速，优选以1-30rpm运行的螺旋输送机，从而使得能够将磷虾输送至并暴露于新鲜蒸汽作用，停留时间为约1-10分钟，以使磷脂充分熔融。磷虾磷脂具有高粘度，因此，为了获得释放于挤出液中的高磷脂，该熔融步骤是需要的。

在一个实施方式中，采用直接新鲜蒸汽注射将经过预热的切碎磷虾加热。

在另一实施方式中，经由具有多个喷嘴的管或圆筒实施直接新鲜蒸汽注射，该多个喷嘴将新鲜蒸汽注入管或圆筒***的整个延伸部分的部分或全部。

在另一实施方式中，加热经过预热的切碎磷虾是加热至约100-200℃、优选约120-180℃、或更优选约130-150℃的温度。

根据本发明的方法，其中采用直接新鲜蒸汽注射进行的加热步骤，可额外地采用以约1-100rpm低转速运行的螺旋输送机，优选为约2-70rpm、更优选为约3-50rpm、还更优选为约5-10rpm。

作为某一实施方式，熔融加热器中的磷虾温度从约60℃增加至约97℃。同时，注射的充足新鲜蒸汽可以润湿磷虾并实现良好的凝固过程，防止其硬化和粘在加热器上。

本发明在实例中证明，蒸汽温度越高，通过更有效的熔融活性所提取的磷脂越多，因为磷脂变得不那么黏稠，从而有助于它们一旦受到挤压而从基质中转移出来(至油部分)。

熔融加热器类型没有特别限制，但是作为优选实施方式，该加热器需要在高压下以新鲜蒸汽注射进行操作。

在一个实施方式中，利用高扭矩滗析器对熔融磷虾进行滗析，以获得部分脱脂脱水固体和滗析液。优选地需要将滗析器调整在约1.8～2.5kNm，对输送机进行差速控制且在约93～96℃的温度下将磷虾进料，以便从经过烹饪/经过熔融的磷虾将中性脂质尽可能多地压榨至滗析液中，更多磷脂浓缩于滗析固相中。

在将磷虾从熔融加热器直接进料至压力机而提供较高的磷脂提取水平时，可能不需要滗析器。然而，滗析器可用于将磷虾的游离水以及熔融过程期间所添加的新鲜蒸汽的水释放。通过利用滗析器去除尽可能多的水，可以提高挤压性能，并且可以获得更多脂质释放于挤出液中。此外，滗析器可用于将重要的中性脂质移除至滗析液中，从而让磷脂浓缩在滗析滤饼中。

作为优选实施方式，利用滗析离心机，让熔融磷虾进行滗析步骤，该滗析离心机优选具有1-100kNm的扭矩(优选1-10kNm)、100-10,000rpm的转速(优选1,000-5,000rpm)，将熔融原料分离为部分脱水且部分脱脂的滗析固相和滗析液相。

在一个实施方式中，根据本发明的方法，其中通过滗析器进行分离熔融磷虾以获得部分脱脂脱水固体和液体的步骤，并进行从该步骤获得的挤出液中分离出残余固体颗粒的步骤。

在另一实施方式中，滗析器的扭矩为约1-100kNm、优选约1-70kNm、更优选约1-40kNm且更优选约1-10kNm。

在另一实施方式中，滗析器的转速为约100-10,000rpm、优选约1,000-8,000rpm且更优选约2,000-5,000rpm。

滗析固体的含水量为约50-70％，甚至更优选为58-65％。在一些实施方式中，滗析器类型不特别限于任何特定类型的滗析器，而是可以从传统滗析器、两相滗析器和三相滗析器中选择。

根据本发明，利用螺旋输送机将滗析固相进料到螺旋压力机，其中优选利用连续双螺杆压力机以较高挤压力进行挤压，将含有与中性脂质和虾青素混合的熔融磷脂的油释放至挤出液中。利用1至10rpm低速的螺杆，在完全进料条件和进料的滗析固体温度为93至96℃下，通过连续挤压进行挤压步骤。螺旋压力机采用少量新鲜蒸汽注射，改善了磷虾油的释放。

滗析固相让所有熔融磷脂保持在凝固的蛋白质内。然后，滗析固体的剧烈挤压条件让大部分百分比的磷脂释放至挤出液中。

作为优选实施方式，采用1-100rpm、优选1-10rpm的螺杆转速以及约50-125℃、优选90-100℃的滗析固体温度，在完全进料条件下，通过连续挤压来进行挤压步骤。

在一个实施方式中，其中通过将固体进料至螺旋泵和/或螺旋输送机和/或避免搅动的任何其它进料***，进行对部分脱脂脱水的熔融固体的压榨以获得挤出液和固体部分，并采用约1-100rpm转速的螺旋压力机挤压熔融固体，该转速优选为约1-70rpm、更优选约1-50rpm、还更优选约2-10rpm。

在另一实施方式中，其中通过将固体进料至螺旋泵和/或螺旋输送机和/或避免搅动的任何其它进料***，进行将部分脱脂脱水的熔融固体压榨以获得挤出液和固体部分，并且利用螺旋压力机挤压熔融固体，其中脱水固体的温度为约50-125℃、优选约70-100℃、更优选约85-98℃、还更优选约90-96℃。

在根据本发明的方法中，在对部分脱脂脱水的熔融固体进行压榨以获得挤出液和固体部分的步骤中，螺旋压力机选自由单螺杆压力机和双螺杆压力机所组成的组。

本发明任选地还产生含有包含磷脂、DHA和EPA、蛋白质和虾青素的磷虾油的干燥复合物。该复合物是通过在不离心分离的条件下干燥挤出液而获得的。这种干燥复合物对应于人类等级磷虾相关产品。

根据本发明获得的干燥磷虾油以磷脂酰乙醇胺含量大于总脂质的7.3％或相当于大于总磷脂含量的18％为特征。在一个实施方式中，干燥磷虾油中的磷脂酰乙醇胺含量为总脂质的9.5％或总磷脂含量的20.60％。

根据本发明，根据季节性脂质含量，挤出液具有5至20％(湿基)范围内的高脂肪含量。根据本发明公开的方法，根据生磷虾的季节性脂质含量且若其是乳化形式时，挤出液具有约2-25％、优选5-20％(湿基)范围内的高脂肪含量。

在多脂肪磷虾期间，挤出液的脂质含量为约30至45％的磷脂和约55至70％的中性脂质。

挤出液的悬浮固体约为经过压力机筛的切碎滗析固体的5-10％。在利用滗析器或旋转带刷过滤器将该挤出液进料至离心分离器之前，需要将这些固体颗粒分离以避免堵塞。

所得的挤出液主要在来自遍及整个熔融加热器的多个喷嘴的高压下的直接蒸汽注射作用乳化，在设备内产生搅动，而磷脂本身作为乳化剂。应用不同的条件，如氮气鼓泡注射、冷冻和添加酸与盐以及其它方法，来破坏这种乳液，但是其中没有一种证明是成功的。

随着经由遍及整个长度的多个喷嘴在整个停留时间内将高压(例如，3-5巴)的新鲜蒸汽施加到切碎磷虾上，在熔融设备内部产生乳液。该方法产生高湍流/搅动，这有利于乳液形成，其中磷脂充当乳化剂。

通过熔融阶段，提取出最大量的磷脂，由于磷脂作为乳化剂的乳化过程程度越高，可提取的磷脂含量越高的事实。

在根据本发明的方法中，其中通过使用离心分离器来对挤出液的实现相分离，以获得富含磷脂的磷虾油，该磷虾油含有被水乳化的EPA和DHA、蛋白质和虾青素，其中磷脂充当为乳化剂。

在一个实施方式中，离心分离器在约10-140℃、优选约15-130℃、更优选约20-125℃、更优选约25-121℃的温度下操作。

根据本发明，在90-95℃下将挤出液进料至离心分离器，该离心分离器优选地具有专用限制环以降低置换水的乳化作用。

本发明中利用的离心分离器具有轻组分排出装置和重组分排出装置。从轻组分排出装置，释放出水乳液或水包油乳液，优选水包油乳液。该水包油乳液的含水量优选为约25-70％，其磷脂含量优选为15-50％(干基)，主要受磷虾季节的影响。

作为优选实施方式，在约90-95℃的温度下，将挤出液进料至离心分离器，令人惊讶地从轻相(或轻组分)排出装置中获得富含磷脂的乳液，该乳液具有约25-70％的含水量和优选约15-20％w/w(湿基)的高磷脂含量(相当于约33-50％w/w(干基)的磷脂含量)。

从本发明中利用的离心分离器的重组分排出装置中，释放出浓稠虾汁，其优选具有约90～95％的水分和约1～3％的脂质。

在一个实施方式中，根据本发明的方法还包括从乳液中去除水，以获得富含磷脂的干燥磷虾油，该磷虾油具有与虾青素组合的EPA和DHA，并且通过蒸发来实现水的去除。

在根据本发明的方法中，采用约10-80毫巴、优选约15-65毫巴、更优选约20-45毫巴且还更优选约25-35毫巴的高真空压力进行蒸发。

根据本发明，为了从乳液中蒸发出水，优选使用水平薄膜蒸发器将磷脂乳液干燥至1％含水量，优选地加热温度蒸发条件在40至90℃且25至50毫巴压力的范围内。

在一个特定实施方式中，干燥磷虾油的含水量小于8％。在另一实施方式中，干燥磷虾油的含水量为约2-7％、优选约2-6％、或更优选小于1％。

作为优选实施方式，利用薄膜蒸发器、采用40-100℃(优选约60-80℃)的温度、采用20-50毫巴(甚至优选25-40毫巴)压力的真空条件将水从乳液中蒸发出来，获得含水量小于1％的富含磷脂的磷虾油。

本发明不限于任何特定类型的蒸发器和干燥器***，以从乳液中蒸发水，避免其热损伤。

利用水平薄膜蒸发器，获得用于人类健康应用的均匀的富含磷脂的干燥磷虾油，优选磷脂含量为15-50％w/w，EPA和DHA含量优选为10-50％w/w并且虾青素为400-1500ppm。

由本发明的滗析液生产的富含中性脂质的磷虾也可用于人类健康应用，其中中性脂质含量优选为70至100％w/w，DHA和EPA含量优选为5至35％w/w并且虾青素含量优选为400至1600mg/kg。

本发明获得的磷虾粉的脂肪含量在5至15％的范围内，蛋白质含量为60至70％，并且含水量为6至10％。

作为优选实施方式，海洋生物质是磷虾，优选为南极磷虾(Euphausia superba)。也可以利用用本发明的***和方法来处理其它磷虾物种或甲壳类或鱼类或海洋物种。这些物种的实例是冰磷虾(E.crystallorophias)、E.frigida、E.tricantha、E.vellantini、E.lougirostris、E.lucens、E.similis、E.spinifera、E.recurva、E.pacifica、长臂樱磷虾(Thysanoessa macrura)、T.vicinia、T.gregaria、T.raschii、T.inermis、北极甜虾(Pandalus borealis)、东方黄扁虾(Cervimunida johni)、Heterocarpus reedi或Pleuroncodes monodom。优选地处理如本文所定义的新鲜状态的磷虾。

本发明还可以应用于其它海洋物种和水生资源，如鲑鱼、鱿鱼、海藻等，以生产用于人类食用的油。

虽然可以使用冷冻磷虾，但是并不优选地使用本发明的方法，因为在磷虾冻结过程中可以产生冰晶，这可能会破坏甲壳类动物的解剖结构。通过冷冻而破坏组织是一种在现有技术中已经得以确认的课题(Whittaker DK.1984.Mechanisms of tissuedestruction following cryosurgery.Ann R Coll Surg Engl.66:313-318)。

作为优选的实施方式，在渔船、拖网加工渔船、渔业加工母船、中间处理器或类似物上将磷虾新鲜处理，或者在捕获磷虾的14小时、12小时、10小时、8小时、6小时、5小时、4小时、3小时或优选2小时内在适合于实施本发明方法的其它船舶上将磷虾新鲜处理。

在一些实施方式中，在捕获磷虾之后的1小时内、或优选0.5小时、或更优选在20分钟内，在船上处理磷虾。在本发明的实施方式中，包括的是，船舶拖曳构造为捕获磷虾的拖网和/或船舶从渔船或其它拖网加工渔船接收其磷虾或其它物种。然后将磷虾从拖网转移到船上并且进行处理，优选在捕获磷虾后立即进行处理。此拖网包括由拖网和/或围网***和/或泵送***组成的常规渔具，以将新鲜捕获的磷虾从拖网泵送到船上，以便可以在新鲜状态下处理磷虾。

作为优选实施方式，在本发明的方法中，让获得的滗析液通过离心分离器，然后通过纯化离心分离器，获得浓稠虾汁和富含中性脂质的磷虾油，该磷虾油含有虾青素且基本上不含或不可检测到的磷脂。获得的浓稠虾汁具有约0.3-0.5％的低脂肪含量。

实施例

使用实施例将更详细地描述本发明。应当理解，本发明不受限于以下实施例。

实施例1

比较使用切碎或整个的新鲜磷虾的方法

在中试水平测试时，在海上在渔业加工母船上所使用的磷虾在捕获后具有1-2小时的新鲜度。磷虾捕获于南乔治亚岛，这段期间磷虾处于低脂肪期。利用转子转速为90rpm的螺旋泵获得切碎磷虾，同时将其连续地供给到炊具中。在同一天，采用150kg整个磷虾和300kg切碎磷虾，分别进行整个磷虾测试和切碎磷虾测试，利用具有连续过程的中试装置，根据本发明进行以下处理步骤：

a)第一部分烹饪步骤利用连续螺旋式炊具将新鲜生磷虾的温度从约0℃提高至约55-60℃，该连续螺旋式炊具采用间接蒸汽加热，螺杆转速为3rpm且磷虾停留时间为约9分钟。

b)利用连续圆柱形熔融设备并将磷虾的停留时间调节为约80秒，在3-5巴压力下采用新鲜蒸汽注射立即地实施熔融步骤，该连续圆柱形熔融设备具有12个分布在遍及此设备(具有转速为8rpm的螺旋输送机)全长的蒸汽注射喷嘴。熔融加热器出口处的磷虾温度约为93-96℃。

c)将温度为约90-95℃的熔融磷虾直接进料至螺旋压力机中，而不利用滗析离心机。利用约1rpm转速的连续单螺杆压力机进行挤压，产生挤出液和滤饼。

d)由测试所得的挤出液，不管是采用整个磷虾还是本发明的切碎磷虾，都具有表1所示的脂质和含水量，将这些挤出液分别地进料至以10,000rpm的转速和约90-95℃的温度工作的离心分离器中。从轻相排出装置排出的由切碎磷虾测试获得的所得产物是富含磷脂的乳液，其具有17.8％的磷脂含量(湿基)和55.3％的含水量；对于整个磷虾测试，从轻相排出装置排出的所得产物是磷脂含量为3.9％(湿基)和含水量为6.3％的富含磷脂的乳液。

e)随后，利用实验室薄膜蒸发器在将乳液中的水蒸发，该蒸发器使用约70-89℃的温度、25-30毫巴的压力和20-30分钟的停留时间。通过这些操作蒸发条件，易于将水去除至少于1％。

表1示出了将水去除至小于1％的磷虾油的总磷脂。这些结果表明，在本发明中，将新鲜磷虾切碎比采用整个磷虾更适于磷脂提取。

表1.采用整个或本发明中切碎的新鲜磷虾的磷虾油中的磷脂含量

*SGI：南乔治亚岛

**来自离心分离器的轻相排出装置的富含磷脂的乳液

实施例2

比较采用熔融和非熔融的切碎新鲜磷虾的方法

表2示出了在利用熔融加热器或不利用熔融加热器下从本发明获得的磷虾油中的磷脂含量。

以中试规模在海上操作的渔业加工母船上进行测试时，采用新鲜磷虾。该磷虾在捕获后具有1-3小时的新鲜度。对于分别利用或不利用熔融加热器进行的两组测试，根据本发明利用以连续处理模式运行的中试装置实施以下处理步骤：

1.熔融磷虾方法

a)采用转子转速为90rpm的螺旋泵将约200kg的新鲜生磷虾切碎，并将其连续地进料至炊具。

b)切碎磷虾的第一部分烹饪步骤利用连续螺旋式炊具，该炊具具有间接蒸汽加热器，其螺杆转速为约3rpm，磷虾停留时间为约9分钟且出口温度为55-60℃。

c)在部分烹饪之后，利用连续圆柱形熔融设备，在3-5巴压力下采用新鲜蒸汽注射立即地实施熔融，该连续圆柱形熔融设备具有12个分布在遍及此设备(工作转速为8rpm的螺旋输送机，用于将磷虾的停留时间调节为约80秒)全长的蒸汽注射喷嘴。熔融加热器出口处的磷虾温度约为93-96℃。

d)将90-95℃的熔融磷虾进料至以5.040rpm和差速为14rpm运行的滗析离心机，产生滗析固体和滗析液。

e)利用连续单螺杆压力机以约1rpm的转速对约80-90℃下的滗析固体挤压，产生挤出液和滤饼。该挤出液的脂质含量为3.5％且含水量为91.1％。

f)将90-95℃的挤出液进料至处于10,000rpm转速的离心分离器，排出含有富含磷脂的乳液的轻相，该轻相的磷脂含量为21.0％(湿基)和含水量为54.3％。

g)随后，利用实验室薄膜蒸发器将乳液中的水蒸发，该蒸发器采用约70-89℃的温度、约25-30毫巴的压力和20-30分钟的停留时间。通过这些操作蒸发条件，易于将水去除至少于1％的含量。

2.非熔融磷虾方法

a)利用转子转速为90rpm的螺旋泵将约600kg新鲜生磷虾原料切碎，连续进料至炊具。

b)单一烹饪步骤，无需任何进一步的熔融步骤，利用连续螺旋式炊具将磷虾温度从约0℃升高至93-96℃，该连续螺旋式炊具是间接蒸汽加热以及少量直接加入新鲜蒸汽，其螺杆转速为约1.5rpm，且磷虾停留时间为约12分钟。

c)后续处理步骤类似于先前第1点的上述步骤d)至h)所示的条件。在不进行本发明磷虾的任何熔融下来自测试的挤出液具有3.7％的脂质含量和85.9％的含水量。

在90-95℃温度下，将挤出液进料至离心分离器，并且从轻相排出装置不产生任何乳液，所排出的主要是仅具有1.7％总磷脂的中性油，这强烈地表明熔融加热器产生乳液。

表2示出了将水去除至小于1％的磷虾油中的总磷脂含量。这些结果表明，与没有采用本发明中的熔融的切碎新鲜生磷虾(产率为1.7％)相比，熔融的切碎新鲜磷虾(产率为46.0％)更适于磷脂提取。

表2.进行本发明的熔融和未进行本发明的熔融下磷虾油中的磷脂含量

(*)SGI南乔治亚岛

(**)南奥克尼岛

(***)来自离心分离器的轻相排出装置的富含磷脂的乳液

实施例3

在本发明的熔融加热器中进行不同的磷虾停留时间的熔融

表3示出了在熔融加热器中采用不同的磷虾停留时间而从本发明获得的磷虾油中的磷脂含量。

在海上，在渔业加工母船上进行测试，该测试运行连续工作的中试装置，采用在捕获后具有1-3小时保存期的新鲜生磷虾。在处于低脂期的2013年6月于南乔治亚州捕获磷虾。

在所有这些测试中，利用转子转速为90rpm的螺旋泵将新鲜磷虾切碎，同时将其连续进料至炊具。第一部分烹饪步骤利用连续螺旋式厨具，该连续螺旋式厨具是间接蒸汽加热的，其螺杆转速为约3rpm，磷虾停留时间为约9分钟且出口温度为55-63℃。

在所有的测试中，在部分烹饪之后，利用连续圆柱形熔融设备，在3-5巴压力下，采用新鲜蒸汽注射立即地实施熔融，该熔融设备具有12个分布在遍及此设备(具有工作转速为8至20rpm的螺旋输送机，以根据测试设计将磷虾的不同停留时间调节为35至80秒)全长的蒸汽注射喷嘴。在所有测试中的熔融加热器出口处的磷虾温度为96-98℃。

在熔融加热器中处理磷虾所采用的不同停留时间和操作条件如下：

a)对于在2013年6月22日进行的测试，本发明方法中利用的中试装置连续工作3-4小时，在熔融加热器内具有约350kg的新鲜磷虾并且磷虾的停留时间为35秒(螺杆转速为20rpm)。此后，此熔融设备继续连续工作3-4小时，在熔融加热器内具有约350kg的新鲜磷虾并且磷虾的停留时间为62秒(螺杆转速为12rpm)。

b)对于在2013年6月27日进行的测试，本发明方法中利用的中试装置连续工作6-7小时，在熔融加热器内具有约500kg的新鲜磷虾并且磷虾的停留时间为62秒(螺杆转速为12rpm)。

c)对于在2013年6月28日进行的测试，本发明方法中利用的中试装置连续工作2-3小时，在熔融加热器内具有200kg的磷虾并且磷虾的停留时间为80秒(螺杆转速为8rpm)。

根据本发明，应用于熔融加热器的不同停留时间测试是彼此分开进行的，然后进行与实施例1所示相同的处理步骤，该步骤为从滗析步骤c)到蒸发步骤g)。

表3示出随着在熔融加热器内的磷虾的停留时间增加，磷虾油中所占的总磷脂增加。

表3.利用不同停留时间的熔融设备的磷虾油中的磷脂含量

*SGI：南乔治亚岛

**来自离心分离器的轻相排出装置的富含磷脂的乳液

实施例4

在以不同的新鲜蒸汽压力利用熔融加热器时所获得的磷虾油中的磷脂含量

表4示出了采用应用于熔融加热器中的磷虾的不同新鲜蒸汽压力注射而从本发明获得的磷虾油中的磷脂含量。

在南乔治亚岛捕获处于低脂期的生磷虾。

对于在2013年6月20日进行的测试，利用熔融加热器，利用本发明方法的中试装置工作约6小时，该熔融加热器具有新鲜蒸汽注射，处于约1-2巴的压力和62秒的停留时间(螺杆转速为12rpm)，在熔融加热器出口处的磷虾温度为约92-96℃。

对于在2013年6月22日进行的测试，利用熔融加热器，利用本发明方法的中试装置工作约3-4小时，该熔融加热器具有新鲜蒸汽注射，处于约3-5巴的压力和62秒的停留时间(螺杆转速为12rpm)，在熔融加热器出口处的磷虾温度为约97-98℃。

对于以上的不同新鲜蒸汽压力测试，根据本发明实施以下方法步骤：

a)利用转子转速为90rpm的螺旋泵将新鲜磷虾切碎，同时将其连续进料至炊具。第一部分烹饪步骤利用连续螺旋式炊具，该连续螺旋式炊具是间接蒸汽加热的，螺杆转速为约3rpm，磷虾停留时间为约9分钟且出口温度为55-63℃。

b)以62秒的停留时间，利用连续圆柱形熔融设备，通过在不同蒸汽压力下的新鲜蒸汽注射，在部分烹饪后立即实施熔融，该连续圆柱形熔融设备具有12个分布在遍及此设备全长的蒸汽注射喷嘴。

c)92-98℃的熔融磷虾通过处于5.050rpm和差速为14rpm的滗析离心机，产生滗析固体和滗析液。

d)利用转速为1rpm的连续单双压力机挤压为约80-90℃的滗析固体，产生挤出液和滤饼。实施例6的表7示出了从滤饼获得的磷虾粉的平均质量。

e)利用处于不同新鲜蒸汽压力的熔融加热器，将来自两组测试的挤出液分别供给至温度为90-95℃的离心分离器，从轻相排出装置获得富含磷脂的乳液，该乳液具有如表4所示的磷脂含量。

f)此后，利用实验室薄膜蒸发器蒸发乳液中的水，该蒸发器采用约70-89℃的温度、约25-30毫巴的压力和约20-30分钟的停留时间。采用上述操作蒸发条件，易于将水去除至少于1％。

下表4示出了，在熔融加热器中的新鲜蒸汽压力增加时，本发明的总磷脂含量较高。

表4.在熔融装置使用不同的新鲜蒸汽压力时所获得的磷虾油中的磷脂含量

*SGI南乔治亚岛

**来自离心分离器的轻相排出装置的富含磷脂的乳液

实施例5

本发明的富含磷脂的磷虾乳液的组成

实施例5，表5和表6示出了含有与磷脂部分相关的DHA和EPA的富含磷脂的乳液的组成特性，该磷脂部分是采用本实验的切碎磷虾由测试获得的。特别是对于样品5B和6B，示出的游离脂肪酸含量较高(8.8％和18.6％)，这可能是由于磷虾捕获期(7月)，在此间该物种处于其季节性饥饿期，游离脂肪酸含量显著增加(Virtue,P,Nicols,S.和Nichols,P.D.1993.Marine Biology Vol 117)。由于在此测试中生磷虾原料非常新鲜，在捕获后1-2小时内进行处理，因此游离脂肪酸的高含量与原料的劣化无关。磷虾的这种季节性行为也解释了在试验期间发现的胆固醇、甾醇含量高，而三酰基甘油含量低以及中等水平的EPA(8.7％)和DHA(4.8％)。

实施例5，表5和表6示出了含有与磷脂部分相关的DHA和EPA的富含磷脂的乳液的组成特性，该磷脂部分是进行本实验的切碎生磷虾的熔融由测试获得的。游离脂肪酸含量较高(18.6％)，这可能是由于如之前提及的磷虾捕获期(7月)，在此间该物种处于其季节性饥饿期，游离脂肪酸含量显著增加(Virtue,P,Nicols,S.和Nichols,P.D.1993.MarineBiology Vol 117)。由于在此测试中生磷虾原料非常新鲜，在捕获后1-3小时内进行处理，因此游离脂肪酸的高含量与原料的劣化无关。磷虾的这种季节性行为也解释了在试验期间发现的胆固醇、甾醇含量高，而三酰基甘油含量低以及中等水平的EPA(7.4％)和DHA(4.0％)。

还应该认识到，磷虾是在相同群体生物量之间和之内变化的活资源。因此，游离脂肪酸含量可归因于资源状况。它不是方法依赖性的。

表5

磷虾样品的脂质类组成(％总脂质)

由HPTLC确定的由一式两份进行的分析计算的上述值

表6

来自磷虾样品的总脂质的脂肪酸组成(％总脂肪酸和mg FA.100g^-1)

脂肪酸分析的含量限度(LOQ)是0.06％

实施例6

表7.从本发明于2013年6月22日进行测试的滤饼获得的磷虾粉成分

*SGI：南乔治亚岛

**使用3-5巴蒸汽压力的旋转干燥器获得的磷虾粉

虽然已经根据具体实施方式描述了本公开，但是鉴于前述描述可以明显看出，对于本领域技术人员而言，大量的替代、修改和变体将是显而易见的。因此，本公开旨在包括落入于本公开和所附权利要求的范围和精神内的所有这类替代、修改和变体。

Claims (16)

1.一种制备磷虾油的无溶剂方法，包括：

a）将整个生磷虾和/或磷虾部分切碎或磨碎以形成切碎磷虾；

b）将所述切碎磷虾预热到55℃ 至60℃ 的温度，持续至少1分钟，其中所述预热是利用间接和/或直接蒸汽加热***并且以1-300 rpm的低转速进行的；

c）将经过预热的切碎磷虾经由熔融加热器在3至6巴的高压下利用转速为8-20 rpm的螺旋输送机与直接蒸汽注射接触80秒至10分钟，直至所述经过预热的切碎磷虾达到至少97℃ 的温度，以使得所述切碎磷虾中的磷脂熔融；

d）从熔融的磷虾分离出脱脂脱水固体和液体；

e）对脱脂脱水的熔融固体进行压榨，以提供具有残余固体颗粒的由步骤c）行为乳化的挤出液和固体部分；

f）从乳化的挤出液中分离出所述残余固体颗粒，以获得基本上无残余固体颗粒的乳化挤出液；

g）通过将来自步骤f）的所述乳化挤出液离心进行分离，以从轻相排出装置获得含有富含磷脂的磷虾油的乳液，所述富含磷脂的磷虾油含有二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）、水、蛋白质和虾青素；和

h）从所述乳液中去除水以获得富含磷脂的干燥磷虾油，所述富含磷脂的干燥磷虾油含有与虾青素组合的EPA和DHA。

2.根据权利要求1所述的方法，其中使来自步骤d）的所述液体分离成富含中性脂质的磷虾油和浓稠虾汁。

3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a）的所述切碎或磨碎是利用螺旋泵、具有带孔板的碎肉机或去鱼骨机进行的。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述切碎磷虾的长度或直径为1-20 mm。

5.根据权利要求1所述的方法，其中将所述经过预热的切碎磷虾加热至100-200℃ 的温度使其熔融。

6.根据权利要求1所述的方法，其中经由具有螺旋输送机和多个喷嘴的管或圆筒***施加所述直接蒸汽注射，所述多个喷嘴将蒸汽注入所述管或圆筒***的全长的部分或全部。

7.根据权利要求1所述的方法，其中利用滗析器进行步骤d）和f）中的所述分离，其中所述滗析器的扭矩为1-100 kNm，并且所述滗析器具有100-10,000 rpm的转速。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述滗析器是两相滗析器或三相滗析器。

9.根据权利要求1所述的方法，其中通过将所述脱脂脱水的熔融固体进料至螺旋泵和/或螺旋输送机并利用转速为1-100 rpm的螺旋压力机挤压所述脱脂脱水的熔融固体来对步骤e）中的所述脱脂脱水的熔融固体进行所述压榨。

10.根据权利要求1所述的方法，其中通过将所述脱脂脱水的熔融固体进料至螺旋泵和/或螺旋输送机和/或避免搅动的任何其它进料***并利用螺旋压力机挤压所述脱脂脱水的熔融固体来对步骤e）中的所述脱脂脱水的熔融固体进行所述压榨，并且其中所述脱脂脱水的熔融固体的温度为50-125℃ 。

11.根据权利要求9所述的方法，其中步骤e）中的所述螺旋压力机是单螺杆压力机或双螺杆压力机。

12.根据权利要求1所述的方法，其中利用离心分离器进行步骤g）中的所述分离，其中所述离心分离器在10-140℃ 的温度下操作。

13.根据权利要求1所述的方法，其中通过蒸发去除步骤h）中的所述水，其中所述蒸发是采用10-80毫巴的真空压力进行的。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述干燥磷虾油的含水量小于8%。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述干燥磷虾油以磷脂酰乙醇胺含量大于总脂质的8.3%或大于总磷脂含量的18%为特征。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述的磷脂酰乙醇胺含量为总脂质的9.5%或为总磷脂含量的20%。

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