楊青珍 王 鋒 李 康

(山西省運城學(xué)院生命科學(xué)系1，運城 044000)

(西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院2，楊凌 712100)

超聲波輔助提取榛子油的工藝條件優(yōu)化

楊青珍1，2王 鋒1李 康1

(山西省運城學(xué)院生命科學(xué)系1，運城 044000)

(西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院2，楊凌 712100)

以榛子為原料，利用超聲波輔助提取榛子油。在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過正交試驗確定了超聲波輔助提取榛子油的最佳工藝條件。結(jié)果表明:在試驗范圍內(nèi)，各因素對榛子油得率的影響大小順序為提取溫度＞提取時間＞超聲波功率＞液料比。以石油醚為溶劑提取榛子油的最佳工藝條件為:液料比為8 mL/g、提取溫度為60℃、超生波功率為500 W、提取時間為60 min，榛子油得率為74.89%。

榛子油 超聲波 正交試驗設(shè)計

榛子為樺木科(Betulaceae)榛屬植物(corlus L.)，是世界四大干果(核桃、腰果、扁桃、榛子)之一。榛仁營養(yǎng)豐富，據(jù)分析，榛仁含脂肪59.1% ～69.8%、蛋白質(zhì) 14.1% ～18.0%、碳水化合物 6.5%～9.3%、膳食纖維8.2% ～9.6%，還含有多種維生素(VC、VE、VB)以及 Ca、P、K、Fe 等礦物質(zhì)元素［1］。通過低溫物理壓榨榛子仁，可以生產(chǎn)榛子油。榛子油的化學(xué)組成因品種、產(chǎn)地和提取方法的不同而有所變化［2－4］。榛子油脂肪酸組成主要是油酸、亞油酸、亞麻酸和棕櫚酸等，其中油酸含量最高，是其他植物油脂無法比擬的，油酸有助于降低血液中低密度脂蛋白和血膽固醇，從而對防治心血管病有很好的作用，亞油酸含量次之，亞油酸有益于提高記憶力、判斷力，改善視神經(jīng)，可見榛子油是一種優(yōu)質(zhì)的功能性食物油［5－7］。

目前，國內(nèi)對榛子油提取的相關(guān)研究較少，主要采用了冷榨法、索氏提取法［2，4］、水酶提取法［5］等方法對油脂進行提取，并分析其脂肪酸組成。超聲波輔助提取技術(shù)是一種新的提取分離技術(shù)，超聲波對油脂萃取分離的強化作用主要因其空化效應(yīng)，而超聲空化又引起了湍動效應(yīng)、聚能效應(yīng)、微擾效應(yīng)和界面效應(yīng)，因而超聲波可強化萃取分離過程的傳質(zhì)速率和效果，這樣不僅可減少提取油溶劑的用量、縮短萃取時間，而且可提高油脂的提取率，改善油脂的品質(zhì)［8］，因此超聲波技術(shù)在油脂工業(yè)的應(yīng)用前景十分廣闊。本研究將超聲波技術(shù)應(yīng)用于榛子油的提取中，通過正交試驗得到榛子油超聲波提取法的優(yōu)化工藝，為榛子油的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

榛子(脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)69.75%):山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所提供，去除病蟲果實，選擇顆粒飽滿的為材料。

KQ－50DB型數(shù)控超聲波儀器:上海精密儀器生產(chǎn)有限公司;RE－52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:上海亞榮生化儀器廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程:

榛子→破殼→粗破碎→烘干→粉碎→過篩→稱重→裝料、添加有機溶劑→超聲波回流萃取→抽濾→旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)→榛子油

1.2.2 提取方法

稱取5 g榛子粉，裝入濾紙筒中，采用索氏提取方法，以超聲波為輔助技術(shù)，用圖1自制裝置提取榛子油，然后用抽濾法分離溶劑混合物與殘渣，洗滌殘渣2～3次，濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上減壓蒸餾，回收溶劑，得到的榛子油在105℃下干燥至恒重之后稱重計算得油率，每組試驗重復(fù)3次，取平均值。

榛子油得率=(提取的榛子油質(zhì)量/榛子粉的質(zhì)量)×100%

圖1 榛子油提取試驗裝置示意圖

1.3 試驗內(nèi)容

1.3.1 單因素試驗

選擇浸提過程中浸提劑、液料比、提取溫度、提取時間、超聲波功率作為考察因子，以榛子油得率作為考核指標(biāo)。每組試驗重復(fù)3次，取平均值。

1.3.2 優(yōu)化試驗

在單因素試驗基礎(chǔ)上，以石油醚為浸提劑、選用液料比、提取時間、提取溫度、超聲波功率為試驗因素，榛子油得率為考核指標(biāo)，采用L9(34)正交試驗設(shè)計安排試驗。每組試驗重復(fù)3次，試驗結(jié)果取平均值。采用極差法對正交試驗數(shù)據(jù)進行分析。

1.4 榛子油理化指標(biāo)的測定

色澤鑒定:按照GB/T 5492—2008;水分測定:按照 GB/T 5528—2008;酸價測定:按照 GB/T5009.37—2003;碘值測定:按照 GB/T 5532—2008;皂化值測定:按照GB/T 5534—2008;過氧化值的測定:按照GB/T 5538—2005。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 溶劑的選擇

稱取榛子粉末5.00 g，分別選用乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、石油醚五種溶劑(均為分析純)作為提取溶劑，液料比為8 mL/g、提取溫度為60℃、提取40 min，超聲波功率為300 W的條件下，不同溶劑對榛子油得率的影響如圖2所示。

圖2 不同溶劑對榛子油得率的影響

由圖2可知，石油醚、丙酮作為溶劑時的榛子油得率最高，乙酸乙酯和乙醇的次之，乙醚的最低。由于石油醚相對于丙酮價格較為合理，故選擇。

2.1.2 液料比對榛子油提取的影響

提取溫度為60℃，超聲波功率為300 W，提取時間為40 min，不同液料比對榛子油得率的影響如圖3所示。

圖3 液料比對榛子油得率的影響

由圖3可知，隨著液料比的增大，榛子油得率逐漸增大，在液料比在6～10 mL/g的范圍內(nèi)，榛子油得率上升較快，這是因為對于一定量的榛子來說，溶劑用量的增加會降低油的濃度，增加了榛子粉與溶劑接觸面的濃度差，從而提高了油脂與溶劑的擴散速度，得率增大;但當(dāng)液料比10～14 mL/g時，增長趨勢比較平緩。由于榛子中含油量是一定的，當(dāng)溶劑過量時，榛子油得率變化不大，反而造成浪費，因此選擇較佳的液料比為10 mL/g。

2.1.3 超聲波功率對榛子油提取的影響

液料比為10 mL/g，提取溫度60℃，提取時間為40 min，不同超聲波功率對榛子油得率的影響如圖4所示

圖4 超聲波功率對榛子油得率的影響

由圖4可知，隨著超聲波功率的增加，榛子油的得率逐漸增加，在200～400 W的范圍內(nèi)，榛子油得率上升較快，主要原因可能是超聲波功率越大，空化作用和機械作用越強烈，分子擴散速度也就越大，油脂滲出就越快。但超過400 W以后榛子油得率上升緩慢，因此選擇較佳的超聲波功率為400 W。

2.1.4 提取溫度對榛子油提取的影響

液料比為10 mL/g，超聲波功率為400 W，提取時間為40 min，不同提取溫度對榛子油得率的影響如圖5所示。

圖5 提取溫度對榛子油得率的影響

由圖5可知，隨著溫度的升高榛子油的得率逐漸增加，可能原因是隨著溫度升高增加了溶劑分子和油脂分子的動能，促進擴散作用的進行;但當(dāng)溫度超過60℃時得率降低，原因可能是提取溫度過高，使部分榛子油的組成成分分解揮發(fā)，導(dǎo)致榛子油得率下降，因此選擇較佳的提取溫度為60℃。

2.1.5 提取時間對榛子油得率的影響

液料比為10 mL/g，提取溫度60℃，超聲波功率為400 W，不同提取時間對榛子油得率的影響如圖6所示。

圖6 提取時間對榛子油得率的影響

由圖6可知隨著提取時間的延長，榛子油的得率逐漸增加，在10～50 min內(nèi)，榛子油得率逐漸上升，并在50 min達(dá)到峰值，50 min之后有所下降，因此選擇較佳的提取時間為50 min。

2.2 超聲波輔助提取榛子油工藝條件優(yōu)化

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用L9(34)正交試驗設(shè)計安排試驗，試驗方案及結(jié)果分析見表1。

表1 正交試驗結(jié)果

由表1可知各因素對榛子油得率的影響主次順序為:提取溫度＞提取時間＞超聲波功率＞液料比。提取榛子油的最優(yōu)組合為A1B2C3D3即:液料比為8 mL/g，提取溫度為60℃，超生波功率為500 W，提取時間為60 min。

2.3 驗證試驗

按2.2所得出的榛子油提取的最佳工藝條件進行重復(fù)驗證試驗，其結(jié)果見表2。由表2可以看出，在最佳工藝條件下，3次提取所得榛子油的提取率均在74.83% ～74.94%之間，與正交試驗數(shù)據(jù)相符。

表2 最佳工藝條件的重復(fù)驗證試驗

2.4 榛子油的理化性質(zhì)

榛子油脂肪酸包括油酸(76.2%)、亞油酸(17.3%)、棕櫚酸(2.7%)、硬脂酸(1.2%)、亞麻酸(1.1%)等，其中不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)90%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于絕大多數(shù)食物植物油。按2.2所得出的榛子油提取的最佳工藝條件制備榛子油測定其理化指標(biāo)，其結(jié)果見表3。由表3可以看出，榛子油呈黃色，澄清透明。榛子油的酸價較高，屬于高酸價油;碘值低于100，為干性油;其他理化性質(zhì)與一般油脂接近。

表3 榛子油的理化指標(biāo)

3 結(jié)論

3.1 乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、石油醚五種溶劑對榛子油提取的影響，試驗結(jié)果表明石油醚是較理想的提取溶劑。

3.2 對榛子油提取影響因素的主次順序為:提取溫度＞提取時間＞超聲波功率＞液料比。

3.3 正交試驗結(jié)果表明，超聲波輔助榛子油提取最佳工藝條件為:以石油醚為提取溶劑，液料比為8 mL/g、提取溫度為60℃、超生波功率為500 W、提取時間為60 min。

3.4 提取的榛子油呈黃色，澄清透明。其酸價較高，屬于高酸價油;碘值低于100，為干性油;其他理化性質(zhì)與一般油脂接近。

［1］梁鎖興，孟慶仙.山西省榛子的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展前景［J］.山西果樹，2008(6):37－42

［2］陶靜，李鐵純，張捷莉，等.兩種不同產(chǎn)地的榛子油脂肪酸成分的 GC/MS分析［J］.食品科技，2006，31(12):147－149

［3］王明清.榛子油理化特性及脂肪酸組成分析［J］.中國油脂，2003，23(3):69 －70

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Optimizing Condition of Ultrasonic－Assistied Extraction of Hazelnut Seed Oil

Yang Qingzhen1，2Wang Feng1Li Kang1
(Department of Life Sciences，Yun Cheng University1，YunCheng 044000)
(College of Horticulture，Northwest Sci－ Tech University of Agriculture and Forestry2，Yangling 712100)

Hazelnut Seed Oil was extracted with Ultrasonic wave assistance.On the basis of single factor experiment，the optimal technological condition of ultrasonic wave assistance was studied with the orthogonal experiment design.results:the influence order of the factors of affecting the oil yield are extraction temperature＞extraction time ＞ultrasonic frequency＞liquid－solid ratio.Using petroleum ether as extracting agent，the optimal technological condition of extraction are liquid－solid ratio 8 mL/g，extraction temperature 60 ℃，ultrasonic frequency 500 W，and extraction time 60 min .Under the conditions，the extraction rate reaches as high as 74.89%.

hazelnut seed oil，ultrasonic wave，the orthogonal experiment design

TS224

A

1003－0174(2011)08－0058－04

時間:2011－06－08 16:22

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http//www.cnki.net/kcms/detail/11.2864.TS.20110608.1622.001.html

CNKI:11 －2864/TS.20110608.1622.001

運城學(xué)院院級項目(JC－2009001)

2010－10－20

楊青珍，女，1975年出生，講師，博士，植物生理生化