Optimizing Utilization of Pelagic Fish Rest Raw Material: A Study on Oxidative Stability in North Sea Herring Oil
Description
Full text not available
Abstract
Bearbeidingen av pelagisk fisk, som sild, gir verdifullt restråstoff (innvoller, hoder, avskjær, bein, skinn) hovedsakelig brukt til dyrefôrproduksjon. Dette restråstoffet er hovedkilden til langkjedede omega-3-fettsyrer, en- og flerumettede fettsyrer, og proteiner av høy kvalitet. Det er av den grunn stor interesse for å omdanne det verdifulle restråstoffet til ingredienser egnet for humant konsum, som sildeolje. For å lykkes med dette er det viktig å ha kontroll over stabiliteten og kvaliteten på sildeoljen.Denne studien benyttet råolje fra Nordsjøsild produsert i en industriell pilotfabrikk. Råoljen ble bleket i et pilotanlegg ved SINTEF Ocean. Oksidasjonstabilitetsmåling (OSI) og Schaal ovn- testmetode ble brukt for å studere den oksidative stabiliteten til begge oljevarianter. De antioksidative egenskapene til fem ulike antioksidanter ble undersøkt: alpha-tokoferol (MT), blandede tokoferoler (NVE), to varianter av rosmarinekstrakt (RE1 og RE2), samt en blanding av askorbylpalmitat, lecitin og tokoferol (ALT) ved konsentrasjoner på 1000, 1500, 2000, og 4000 ppm.Resultatene viste ingen observerbare forskjeller i oksidativ stabilitet mellom de to oljevariantene uten antioksidanter ved temperaturer fra 30°C til 60°C. Tydelige trender ble observert: den oksidative stabiliteten sank med mer enn 50% for hver 10°C økning i temperatur. Resultater fra Schaal ovn-testen viste en signifikant negativ korrelasjon mellom hver 10°C økning i temperatur og maksimal vektøkning (R = 0.98 og R = 0.99 i hhv. rå og bleket sildeolje).Resultater fra Schaal ovn tester utført på rå sildeolje viste følgende rekkefølge av antioksidativ effektivitet: MT > NVE, ved 40°C og alle konsentrasjoner. Identisk rekkefølge av antioksidativ effektivitet ble observert ved 50°C, til tross for at varigheten på initierende faser var gjennomgående kortere. Resultater fra Schaal ovn-tester utført på rå sildeolje viste følgende rekkefølge av antioksidativ effektivitet: RE1 > RE2 > MT > ALT > NVE, ved 40°C og alle konsentrasjoner. Identisk rekkefølge av antioksidativ effektivitet ble observert ved 50°C, til tross for at varigheten på initierende faser var gjennomgående kortere. Generelt viste rå sildeolje bedre oksidativ stabilitet sammenlignet med bleket sildeolje når antioksidanter ble tilsatt.Den svakeste korrelasjonen mellom økningen i antioksidantkonsentrasjon og forlengelsen av den oksidative stabiliteten ble observert i rå sildeolje med tilsatt NVE (R = 0.57 ved 50°C). Den nest svakeste korrelasjonen ble observert i bleket sildeolje med tilsatt RE1 (R = 0.84 ved 40°C). Statistisk signifikant korrelasjon ble funnet i resten av populasjonene (R ≥ 0.96). Kvantifisering av peroksider i bleket sildeolje viste en reduksjon på 84%, samt en 11.4% økning i mengden aldehyder målt i forhold til rå sildeolje. I løpet av de to første dagene av Schaal ovn-testen ble mengden peroksider i prøver med bleket sildeolje med både tilsatt MT og uten tilsatt MT observert til å være lavere enn i prøver med rå sildeolje.%FFA i bleket sildeolje økte med 1.2% i forhold til rå sildeolje. Den relative mengden av SFA og PUFA var forholdvis 0.5% og 1.8% lavere i bleket olje, mens den relative mengden av MUFA økte med 4.1%, målt i forhold til rå sildeolje. The processing of pelagic fish, such as herring, yield valuable food-grade rest raw material (viscera, heads, cut-offs, bone, skin) predominantly used for animal feed production. These rest raw materials are rich sources of LC omega-3 FA, MUFA, PUFA, and high-quality proteins. Therefore, there is a huge interest in processing these valuable materials into ingredients for human consumption, such as herring oil. To successfully enter the human consumption market, it is important to control the stability and quality of herring oil. This study utilized crude North Sea herring oil produced in an industrial pilot plant. The crude oil was bleached in the research pilot plant at SINTEF Ocean.The test methods of OSI and Schaal oven were employed to study the oxidative stability of both oils. At concentrations of 1000, 1500, 2000, and 4000 ppm, the individual antioxidative effects of five different antioxidants were tested: alpha-tocopherol (MT), mixed tocopherols (NVE), two variants of rosemary extract (RE1 and RE2), and a mixture of ascorbyl palmitate, lecithin, and tocopherol (ALT).When no antioxidants were added, both crude and bleached herring oil showed similar oxidative stability measured by OSI and Schaal oven tests across temperatures ranging from 30°C to 60°C. Consistent trends were observed: the oxidative stability decreased by more than 50% with every 10°C increase in temperature. The results from the Schaal oven test indicated a significant negative correlation between every 10°C temperature increase and the maximum weight increase (R = 0.98 and R = 0.99 using crude and bleached herring oil, respectively).Results from the Schaal oven tests conducted on crude herring oil revealed the following order of antioxidant effect: MT > NVE, at 40°C across all concentrations. Though the initiation phases of oxidation were shortened, identical order was obtained at 50°C. Results from the Schaal oven tests conducted on bleached herring oil revealed the following order of antioxidant effect: RE1 > RE2 > MT > ALT > NVE, at 40°C across all concentrations. Though the initiation phases of oxidation were shortened, identical order was obtained at 50°C. Overall, crude herring oil demonstrated greater oxidative stability compared to bleached herring oil when antioxidants were used.Schaal oven test conducted at 40°C and 50°C revealed that the weakest correlation between the increase in antioxidant concentration and extended oxidative stability was observed in crude herring oil with added NVE (R = 0.57 at 50°C). The second weakest correlation was observed inbleached herring oil with added RE1 (R = 0.84 at 40°C). The remaining population demonstrated statistically significant correlation (R >= 0.96).Results of post-bleaching PV measurements showed an 84% reduction, while p-AV increased by 11.4% relative to crude herring oil. During the first two days of Schaal oven test, the levels of PV in both MT-added (1000 ppm) and non-MT-added samples of bleached herring oil maintained lower compared to samples of crude herring oil with and without added MT.The %FFA in bleached herring oil increased by 1.2 percent points relative to crude herring oil. Relative levels of SFA and PUFA in bleached herring oil decreased by 0.5 and 1.8 percent points, respectively, while the relative levels of MUFA in bleached herring oil increased by 4.1 percent points, relative to crude herring oil.