南极磷虾油是从南极磷虾（Euphausia superba）中提取的天然油脂，占南极磷虾干基质量的12%～50%，其含量受物种、季节、年龄、捕捞时间及加工贮藏方式等影响。南极磷虾油的组成复杂，包含磷脂（PL）（38.89%～80.69%）、三酰基甘油（TAG）（0.59%～43.70%）、二酰基甘油（DAG）（低于17.00%）、单酰基甘油（MAG）（低于72.00%）和游离脂肪酸（FFA）（低于16.10%）等。此外，还富含虾青素（AST）、VA、VE等活性成分。与鱼油中多不饱和脂肪酸（PUFA）主要以TAG形式（含量＞90%）存在不同，磷虾油中PUFA（如二十二碳六烯酸（DHA）、二十碳五烯酸（EPA））主要富集在PL结构中。研究表明，PL结构的PUFA生物利用度高于TAG，并在预防心脑血管疾病和炎症等方面展现出重要生理功能。然而，南极磷虾油中极性PL、中低极性微量成分与非极性TAG等不同性质组分的共存，导致单一溶剂提取方法存在选择性高、提取不全面的问题，难以实现功能成分的有效富集与分离，从而限制了其高值化开发与应用。
目前，常见的磷虾油提取方法包括有机溶剂萃取法（如石油醚、正己烷、乙醇等）、酶法结合溶剂萃取法、超临界CO2萃取法和亚临界萃取法等。尽管这些方法各有优势，但均难以在高效提取总脂的同时系统分离PL、中性脂及微量活性成分。混合溶剂虽有助于提高总脂得率，却缺乏对特定成分的选择性富集能力。研究显示，极性溶剂（如乙醇）对PL的提取效果较好，非极性溶剂（如正己烷、亚临界丁烷）则更适宜提取TAG等非极性组分，而中极性溶剂如丙酮对AST和维生素等中极性微量成分具有较好的提取效果，但对PL的溶解度较低。这种溶剂-组分的特异性对应关系为分级提取工艺设计提供了思路和理论依据。开发基于特定极性梯度的分级提取体系，对于实现TAG、生物活性物质与PL的差异化富集，拓展南极磷虾油在功能食品和医药领域的应用具有重要价值。
鉴于此，华南农业大学食品学院的陈彩云、司徒文贝*，南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）的毛健*等人提出“一级亚临界丁烷（非极性）-二级丙酮（中低极性）-三级乙醇（极性）”的三级提取工艺，通过溶剂极性差异实现南极磷虾油中TAG、AST及PL等不同类别成分的选择性富集，结合气相色谱（GC）、高效液相色谱（HPLC）及脂质组学技术系统解析各级提取物的组成特征与富集机制，以期为南极磷虾油的成分特异性利用与个性化产品开发提供方法指导和科学依据。
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南极磷虾的基本营养成分和矿物质组成
南极磷虾的蛋白质、脂肪和灰分质量分数分别为58.55%、16.70%和16.85%。
矿物质元素作为维持人体正常生理代谢的必需营养素，其组成特征与安全阈值是南极磷虾功能化产品开发的核心考量依据，机体缺乏矿物质可能会出现生长受损、免疫力下降、骨质疏松、贫血等问题。采用GB 5009.268—2016结合电感耦合等离子体质谱法检测南极磷虾的矿物质元素组成，结果如表2所示。
南极磷虾富含钠（Na）、钾（K）、磷（P）、钙（Ca）、镁（Mg）等常量元素，以及锌（Zn）、铁（Fe）、铜（Cu）等微量元素的含量与已有文献报道一致，进一步证实了南极磷虾作为矿物质补充来源的营养价值。有害重金属残留是制约水产品开发利用的核心瓶颈。本研究中Pb和Hg均未被检出，As的检出量远低于国家水产品标准限定值（0.5 mg/kg），但南极磷虾中固有的高氟特征、微量有害元素的积累以及提取过程溶剂残留等，仍是南极磷虾油产业化开发中需要重点攻克的技术难题，分级提取工艺可通过溶剂极性梯度适配实现脂质与有害元素的选择性分离，从而在其他级分中获得安全性更高的产品，这对于高品质功能油脂的开发应用至关重要。
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不同提取方式的南极磷虾油脂质组成
2.1 提取率及主要脂质组成
南极磷虾油的脂质提取率与组成特性直接影响其营养价值和工业应用潜力。由图2A可知，不同提取方式的脂质得率呈现显著差异（47.80%～95.76%），得率依次为分级总提取组＞乙醇组＞异丙醇组＞索氏抽提组＞正己烷组＞丙酮组，该趋势与已有研究中溶剂极性对磷虾油提取率的影响规律一致。然而，与单一溶剂提取相比，分级总提取组的得率提高了9.34%～47.96%。这是归因于南极磷虾油脂质组成的复杂性及其与提取溶剂性质的相互作用。南极磷虾油含有不同极性的脂质类别，“相似相溶”原理决定了单一溶剂难以实现全组分高效提取。一级亚临界丁烷的低极性特征可高效萃取中性脂质（如TAG），二级丙酮进一步分离中等极性组分，三级乙醇则针对性富集高极性PL，分级溶剂的协同作用实现了脂质组分的全面捕获，因此分级总提取的效率最优。相比之下，丙酮单一溶剂的得率最低，其核心原因在于丙酮对PL的溶解性极差，而PL作为南极磷虾油的特征功能组分，其低溶解度直接导致提取体系与原料脂质组成不匹配。这一结果也为溶剂体系的选择提供了明确的实验依据。
与常见植物油中以TAG为主不同，南极磷虾油的显著特点是富含PL（占比高达46.80%～64.00%）。PC作为其中的主要活性成分，其富集程度直接关联产品的功能价值。由图2B可知，不同提取方式显著影响PL含量（P＜0.05）：Folch法作为经典的总脂提取方法，其提取的总PL质量分数为12.5%，占总油脂的50.70%，而分级提取对总PL的提取率可达94.90%，近乎实现PL的完全回收。进一步的分级组分分析显示，分级体系中各相组分呈现明确的靶向富集特征——三级乙醇相提取物PL含量最高（4.8%），而一级丁烷相和二级丙酮相主要富集TAG，这种“中性脂-极性脂”的高效分离效果，解决了传统提取中脂质组分混杂的问题，为后续精准开发高纯度PL产品或高能量TAG产品提供了技术支撑。此外，由图2C可知，不同提取方式所得南极磷虾油中PL均以PC为主，占总PL的90%以上，与文献报道吻合（87.93%～95.16%）。PC作为细胞膜的核心结构成分，同时具有调节脂质代谢的生理功能，其高占比特征是南极磷虾油区别于其他海洋油脂的核心标志。
2.2 总脂肪酸组成
脂肪酸组成尤其是PUFA的含量与分布，是决定南极磷虾油营养价值的核心指标。本研究采用GC测定不同提取方式南极磷虾油的总脂肪酸组成，结果如表3所示。南极磷虾油中共鉴定出22 种脂肪酸，其总脂肪酸含量和分布受提取方式影响显著（P＜0.05）。5 种不同提取溶剂所得南极磷虾油总脂肪酸均以C14:0、C16:0、C18:1、C20:5和C22:6为主，且DHA和EPA总占比高达14.5%～38.84%，该特征与南极磷虾油富含n-3 PUFA的物种特性一致。脂肪酸组成的差异化分布进一步凸显了分级提取的优势：除三级乙醇相以PUFA占比为主要成分外，其余提取方式所得产物中均以饱和脂肪酸（SFA）占比最高。两种传统总脂提取方法中，Folch法与索氏抽提法均表现出较高的SFA和单不饱和脂肪酸（MUFA）占比，但Folch法所得PUFA含量（29.46%）显著含量高于索氏抽提法（16.98%）。分级提取体系中各相组分的脂肪酸分布呈现明确的梯度特征：一级亚临界丁烷相以SFA为主（42.62%），MUFA（30.65%）与PUFA（26.73%）占比相对较低；二级丙酮相的组成趋势与丁烷相一致，其中MUFA含量（30.65%）相对较高，延续了对中性脂的富集特性；而三级乙醇相则实现了PUFA的高效富集，含量高达42.20%，其中n-3 PUFA占比达39.92%，相应地，SFA（37.00%）与MUFA（20.80%）占比显著降低 （P＜0.05）。此外，南极磷虾油中的脂肪酸一般为长链脂肪酸（＞C12），不同提取方法对不同链长脂肪酸的富集特征存在差异，除三级乙醇相主要富集C20以上的长链脂肪酸（40%）外，其余4 种提取方式对C12～C18脂肪酸提取效率均大于70%。这种差异化分布的核心机制在于脂肪酸存在形态（碳链长度和双键数）与溶剂极性的适配性。磷虾油中长链SFA由于具有较高的碳氢链比例和饱和度而表现出较弱的极性。低极性溶剂更倾向于对低极性的长碳链脂肪酸的提取。相反，PUFA尽管碳氢链长，但由于具有多个双键而表现出较强的极性。乙醇等中高极性溶剂，可与PUFA羧基形成氢键作用和疏水范德华力，从而有利于对PUFA的优先提取。因此，不同极性溶剂体系梯度提取恰好实现了这种不同存在形态的选择性分离。
2.3 不同脂质类别的脂肪酸组成
为进一步分析南极磷虾油的脂肪酸分布模式，采用固相萃取对PL、TAG和FFA进行分离纯化，并利用GC分析其不同脂质类别中脂肪酸组成，结果如图3所示。不同提取方式显著影响PL、TAG及FFA的组成（P＜0.05）。在PL组分中，DHA和EPA（62.54%～68.01%）是主要的n-3 PUFA（图3A），高于TAG组分（图3B），间接表明DHA和EPA多以PL结构存在；而在TAG组分中，SFA（32.16%～57.91%）占比最高，且主要为C16:0（图3B），MUFA和PUFA占比相对较低，表明大部分SFA和MUFA以TAG形式存在；在FFA组分中，PUFA（61.44%～79.28%）占比则高于SFA和MUFA （图3C），表明磷虾油中FFA以PUFA为主。这与不同提取方式提取的脂质种类差异有关，且与文献报道不同脂质种类影响脂肪酸分布的结果一致。
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其他脂溶性成分组成
南极磷虾油除富含不饱和脂肪酸外，还含有AST、VA和VE等脂溶性组分，这些活性成分在抗癌、抗炎和清除体内自由基等方面发挥重要作用。采用HPLC测定不同提取方式制备磷虾油中的AST、VA和VE含量，结果如表4所示。不同提取方式显著影响AST、VA和VE的含量（P＜0.05）。磷虾油中VE主要以α-生育酚结构存在，其抗氧化活性最强，γ-和β-生育酚微量存在，δ-生育酚未检出。对比传统总脂提取方式，索氏抽提法所得南极磷虾油中AST、VA和VE含量均显著高于Folch法 （P＜0.05）。分级总提取微量成分高于两种传统总脂提取方式。其中，二级丙酮相对AST、VA和VE的提取效果最好，与文献报道中丙酮对脂溶性色素及维生素的良好溶解性相符。一级丁烷相的活性成分含量仅次于丙酮相，而三级乙醇相的各项指标均为最低。这种分布差异的核心原因在于活性成分的极性特征——AST、VA及VE均属于弱极性物质，其溶解性与丙酮、丁烷的极性更为适配，而乙醇的强极性导致其对弱极性活性成分的萃取效率降低，同时一级、二级提取已实现大部分活性成分的富集，进一步降低了乙醇相的含量。此外，二级丙酮相提取所得南极磷虾油其他微量成分含量虽低于索氏抽提，但经一级提取后仍得到与Folch法无显著差异的微量成分含量（P＞0.05），表明丙酮对微量成分提取效果好。
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不同提取方式磷虾油成分的差异分析
为了解不同提取方式脂质成分差异，采用UPLC-Q-TOF-MS对不同提取工艺所得磷虾油进行脂质组学分析，共检测出575 种脂质，涵盖甘油脂类、甘油磷脂类、糖脂、鞘脂等多个脂质亚类，充分证实了南极磷虾油脂质组成的复杂性。采用SIMCA软件构建PLS-DA模型进行组间差异拟合，结果如图4所示。
从PLS-DA模型得分图可知，不同提取方式的样本在组间呈现显著的分离趋势（图4A、B），表明各工艺所得磷虾油的脂质组成存在明确差异，且该差异可作为区分提取方式的有效指标。模型可靠性参数进一步验证了分析结果的可信度：两种总脂和分级总提取法的模型拟合参数为、，预测能力为Q2＝0.881；分级提取的模型拟合参数为、，预测能力为Q2＝0.804。其中，均接近1，表明模型对组间差异的解释能力极强；Q2均大于0.8，说明模型具有优异的预测稳健性，为后续标志性脂质的筛选提供了可靠的统计基础。
载荷图可展示脂质化合物对PLS-DA模型构建贡献率的情况。由图4C可知，PE（18:1_20:4）、PC（18:3_20:5）等脂质化合物与Folch法提取距离相近，表明这些化合物为Folch法样本的主要脂质成分；而TAG（14:1_16:1_16:1）等为索氏抽提样本的主要脂质成分；PE（20:1_22:6）、PC（18:4_18:4）等为分级总提取样本的主要脂质成分。如图4D所示，在分级提取中，TAG（16:0_16:1_20:5）等为一级丁烷相提取样本的主要脂质成分；溶血磷脂酰乙醇胺（LPE）（P_18:0）、磷脂酰丝氨酸（PS）（20:1_22:6）等为二级丙酮相提取样本的主要脂质成分；PC（20:5_22:6）、PC（18:1_18:3）等为三级乙醇相提取样本的主要脂质成分。
为更直观呈现不同提取工艺对磷虾脂质组成的变化趋势，根据变量投影重要性（VIP）＞1及P＜0.05筛选出50 种标志性脂质（主要是TAG和PL类），将其与微量成分绘制成热图，结果如图5所示。Folch法表现出对PL类成分的强选择性富集能力，尤其针对PC（如PC（20:4_20:5））等12 种PL组分；索氏抽提法则更倾向于富集TAG（如TAG（14:1_16:1_16:1））等甘油脂类及AST、VA和VE等微量成分。与两种传统总脂提取法相比，分级总提取的覆盖范围更广泛，涵盖27 种PL、3 种TAG及AST、VE、VA等几乎所有微量活性成分，尤其是PC（20:3_20:4）、PE（20:1_22:6）等PC组分的富集效果突出（图5A）。分级提取中，不同溶剂提取脂质成分含量存在显著差异（P＜0.05）。由图5B可知，一级丁烷相主要提取12 种甘油脂类（如TAG（16:0_16:1_20:5）），对AST、VA、VE具有一定提取能力，而对PL的提取能力相对较弱；与一级丁烷相比，二级丙酮相对AST、VA、VE等微量活性成分的提取能力更强；而三级乙醇相则以PL类成分为主要提取目标，共富集了20 种PL组分（如PC（20:5_22:6）），但对TAG类和一些特殊PL如LPE（P_18:0）、PG（20:1_20:3）、AST、VA、VE的提取能力较弱。总体而言，南极磷虾油复杂的脂质组成及各组分间的极性差异是导致不同提取方法脂质选择性差异的核心原因，而分级提取方法通过梯度极性溶剂的协同作用，实现了不同脂质组分的有效分离和富集。
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结论
南极磷虾脂质组成复杂，不同脂质成分在其生理活性方面表现出明显的差异，如PL-PUFA对大脑发育以及心脑血管疾病、神经退行性疾病等的预防发挥重要作用；TAG-SFA在供能等方面发挥重要作用；AST被认为是一种天然存在的强抗氧化剂。本研究成功构建了“亚临界丁烷-丙酮-乙醇”分级提取方法，系统解决了南极磷虾油中高附加值复杂脂质成分的高效分离与差异化富集问题。值得注意的是，该方法中的第一级亚临界丁烷萃取在低温、密闭及隔氧条件下进行，并通过减压气化实现高效脱溶，在有效保留热敏性活性成分的同时避免原料氧化变质，为后续高品质提取物的制备奠定了坚实基础。在此基础上，与传统单溶剂提取方式相比，分级提取展现出显著优势：不仅将总脂得率提高了9.34%～47.96%，更重要的是实现不同脂质类别的差异化富集。其中，一级亚临界丁烷相特异性富集甘油三酯型SFA，二级丙酮相富集甘油三酯型MUFA及AST等微量组分，三级乙醇相则高效富集PL型PUFA。这种基于溶剂极性的梯度提取策略成功制备出3 种具有显著差异组成和不同功效活性的磷虾油产品，不仅为南极磷虾油脂质资源的高效利用与价值最大化提供了技术支撑，更通过脂质组分的功能化分离，为磷虾油功能特性研究和个性化产品开发提供了有力支持。未来工作需系统地优化工艺参数并提高溶剂回收效率，以提高南极磷虾油的得率和品质，同时借助体内外模型阐明构效关系，以推动南极磷虾油的绿色制造与个性化开发。
作者简介
通信作者
司徒文贝，华南农业大学食品学院副教授、硕士生导师。主要研究方向：主要从事物理场加工技术及其食品应用、光催化抗菌材料设计及食品应用、天然载体材料结构/性能调控等方面的研究，以第一/通信作者在《Chemical Engineering Journal》《Food Chemistry》《International Journal of Biological Macromolecules》等国内外高水平杂志上发表论文二十余篇，主持国家自然科学基金青年基金、广东省自然科学基金面上项目、广东省普通高校省级重大科研项目特色创新项目(自然科学)、广州市科技计划项目“珠江新星”专题等；同时，承担华南农业大学食品学院《食品机械与设备》相关的理论与实践课程，参与编写相关教材多部。
毛健，教授，江南大学食品学院教授，工学博士，博士生导师。中组部“国家高层次人才特殊支持计划”领军人才，科技部中青年科技创新领军人才，中国酒业科技领军人才，科技部传统发酵食品首席科学家。享受国务院政府特殊津贴，江南大学“至善特聘教授”，江南大学传统酿造食品研究中心主任，国家黄酒工程技术研究中心副主任，江南大学（绍兴）产业技术研究院院长，海洋生物资源高值化利用与装备开发广东省工程研究中心主任。毛健教授长期从事传统酿造食品、功能食品及海洋食品的微生物、风味、功能化和工程化研究，及其相关产品的深度开发与应用。首次提出通过“酒体设计”及“微生物代谢”调控技术调控黄酒中易深醉物质的含量，成功提高黄酒的饮用及饮后舒适度，并实现工业化应用，在黄酒风味研究、黄酒机械化新工艺体系重塑实践上取得了突破性成果。以第一完成人获得国家技术发明奖二等奖、中国专利银奖。主持完成国家863计划、十三五国家重点研发计划项目、十四五国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、面上项目等20余项。已发表学术论文260余篇，其中SCI论文100余篇。申请国家发明专利200余项，已授权100余项，其中授权国际发明专利6 项。获省部级以上科技奖励30余项，完成科技鉴定35 项。主编《黄酒酿造关键技术与工程应用》《国酒·黄酒》《国酒·露酒》等著作，参编中国工程院院士孙宝国主编的《国酒》《Chinese National Alcohols》。团队与加州大学戴维斯分校（UC DAVIS）建有“江南大学-加州大学戴维斯分校发酵食品与饮品联合研究中心”。
第一作者
陈彩云，华南农业大学食品学院硕士研究生，研究方向为食品加工与安全。
引文格式：
陈彩云, 任青兮, 司徒文贝, 等. 南极磷虾油的亚临界结合溶剂分级提取及组成特征解析[J]. 食品科学, 2026, 47(12): 42-51. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251122-182.
CHEN Caiyun, REN Qingxi, SITU Wenbei, et al. Sequential subcritical solvent extraction and compositional characterization of Antarctic krill oil[J]. Food Science, 2026, 47(12): 42-51. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251122-182.
实习编辑：安宏琳；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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