張曉南，張秀玲，王　嬙，程　雪，陳少華，趙天彤，隋曉楠，王中江，齊寶坤（東北農(nóng)業(yè)大學食品學院，黑龍江哈爾濱150030）

刺五加果實中種子油的提取方案優(yōu)化及油的成分分析

張曉南，張秀玲*，王嬙，程雪，陳少華，趙天彤，隋曉楠，王中江，齊寶坤
（東北農(nóng)業(yè)大學食品學院，黑龍江哈爾濱150030）

對刺五加果實中種子油提取的最佳方案進行了初步探討，對刺五加果實中種子油及揮發(fā)油的成分進行了氣相色譜分析。確定刺五加種子油的最佳提取條件為：料液比1∶15，超聲功率150 W，超聲時間20 min，即在此提取條件下種子油得率最高為14.83%。對所獲的刺五加種子油進行氣相色譜分析，鑒定出了其中的13種成分，主要成分及含量為18.81%油酸，14.70%α-紅沒藥醇，14.67%反式角鯊烯，14.04%正二十九烷。對刺五加揮發(fā)油進行氣相色譜分析，鑒定出了其中的16種成分，主要成分及含量為20.52%α-紅沒藥醇，18.63%石竹烯，7.93%環(huán)己烯。

刺五加果實，種子油，揮發(fā)油，氣相色譜

刺五加（Acanthopanax senticosus）是主產(chǎn)于黑龍江小興安嶺的五加科（Araliaceae）刺五加屬（Acanthopanax）的落葉灌木，別名刺拐棒［1］，春、秋兩季采挖，其性溫，味微苦、辛、甘，歸脾、腎、心經(jīng)［2］。其根、莖、葉均有藥用價值，據(jù)我國古代醫(yī)籍記載刺五加具有“補中益精、堅筋骨、強意志”的作用?，F(xiàn)代藥理學研究表明，刺五加具有益氣健脾、補腎安神的功效［3］，主要用于脾腎陽虛、體虛乏力、食欲不振、腰膝酸痛、失眠多夢等病癥［4］，也是對神經(jīng)衰弱會產(chǎn)生良好效果的藥物［5］。

刺五加是一種被世界認可的中草藥，已被列為WHO藥用植物專著中［6］。目前刺五加產(chǎn)品名目繁多［7］，雖然民間對刺五加的功效普遍認可，但是由于刺五加粗提物成分復雜，有效成分制備標準模糊，生產(chǎn)工藝傳統(tǒng)，導致刺五加產(chǎn)品的市場份額依然較低［8］。關(guān)于刺五加種子油更是鮮有文獻對其進行深入研究，所以進一步研究刺五加各個部分的有效成分，為刺五加產(chǎn)品提供新思路顯得尤為必要［9］。超聲波提取方法是中草藥成分分析的常用方式，本文采用超聲波提取法對刺五加果實中種子油的提取進行優(yōu)化，并對種子油和揮發(fā)油的成分進行氣相色譜分析，旨在開發(fā)新的藥用部位，提高對天然資源的綜合率，為刺五加的物質(zhì)基礎(chǔ)研究［10］和進一步開發(fā)應用提供實驗依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

干燥的刺五加果實黑龍江省哈爾濱市三棵樹藥材市場；正己烷、正己烷色譜純天津化工廠。

KQ-250DB型數(shù)控超聲波清洗器昆山市超聲波儀器有限公司；安捷倫GC6890氣相色譜分析儀美國安捷倫公司。

1.2實驗方法

1.2.1刺五加種子油提取的工藝流程

1.2.2單因素實驗

1.2.2.1料液比的確定稱取30 g短梗刺五加果粉，在超聲功率250 W，超聲時間30 min，溫度為12℃的提取條件下，以石油醚為溶劑，料液比為1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，研究料液比對刺五加種子油得率的影響。

種子油的得率（%）=旋蒸后獲得的種子油克數(shù)/刺五加果實克數(shù)×100

1.2.2.2超聲功率的確定稱取30 g短梗刺五加果粉，在料液比為1∶15，超聲時間30 min，溫度為12℃的提取條件下，以石油醚為溶劑，超聲功率為100、150、200、250、300 W，研究超聲功率對刺五加種子油得率的影響。

1.2.2.3超聲時間對種子油得率的影響稱取30 g短梗刺五加果粉，在料液比為1∶15，超聲功率在250 W，溫度為12℃的提取條件下，以石油醚為溶劑，超聲時間分別為10、20、30、40、50 min，研究超聲時間對刺五加種子油得率的影響。

1.2.3種子油提取最佳方案的正交實驗設計根據(jù)單因素實驗結(jié)果，選取對種子油得率影響較顯著的三個因素：料液比、超聲功率、超聲時間進行正交實驗。以種子油得率為考察指標。選用正交設計表L9（34）安排實驗，因素水平表見表1。

表1　實驗因素及水平表Table 1　Experimental factors and levels of the table

1.2.4刺五加種子油成分分析

1.2.4.1 子油的甲酯化準確稱取200 mg種子油，先后加入0.6 mol/L氫氧化鉀溶液、甲醇和正己烷各4 mL，將混合液振蕩搖勻，于60℃水浴加熱反應30 min后，加入10 mL蒸餾水，靜置分層。取正己烷層作為樣液1。

1.2.4.2GC-MS檢測氣相色譜條件：25 m×0.2 mm石英毛細管柱OV-101，柱前壓0.8 kg/cm2，柱溫40～200℃，10℃/min，氣化溫度250℃，載氣為氦氣，分流為60∶1，進樣量為1 μL；質(zhì)譜條件：電離方式EI，電子能量70 eV，離子源溫度250℃。

將所獲樣液1中加入無水硫酸鈉除水后，用正己烷稀釋500倍后，進行GC-MS檢測。

1.2.5刺五加揮發(fā)油的制備與成分分析

1.2.5.1揮發(fā)油的制備用天平量取60目的刺五加果粉100 g于2000 mL的圓底燒瓶中，加入1000 mL去離子水，將圓底燒瓶置于電加熱套內(nèi)，連接好提取裝置，接通冷凝水，于冷凝管口加入5 mL石油醚，開啟加熱套至2500 W，加熱5 h后，將精油提取器內(nèi)的呈油狀的石油醚與揮發(fā)油的混合液體放入錐形瓶內(nèi)，用無水硫酸鈉除水既得樣液2。

1.2.5.2刺五加揮發(fā)油提取的工藝流程

1.2.5.3刺五加揮發(fā)油的GC-MS分析將所獲的樣液2用石油醚稀釋500倍后，進行GC-MS分析。

1.3數(shù)據(jù)處理

氣相色譜分析圖由氣相色譜計算機聯(lián)用儀給出的數(shù)據(jù)用Origin作圖軟件作出。

2　結(jié)果與討論

2.1不同因素對種子油得率的影響結(jié)果

2.1.1不同料液比對種子油得率的影響由圖1可知，種子油的得率隨著料液比的增加而增加，但當料液比達到1∶15后，種子油得率的增長趨于平緩，這是因為對于一定量的刺五加果粉，增加溶劑用量會降低油的濃度，增大刺五加果粉與溶劑接觸面的濃度差，增大滲透壓，從而提高了油脂到溶劑的擴散速度使提取率增大［11］；當溶劑用量達到一定值以后，由于物料中油脂含量逐漸減少，越來越難以溶出，提取得率趨于穩(wěn)定，同時過大溶劑用量會造成浪費［12］。料液比在1∶15時，種子油的提取率最大，因此確定該比例為提取種子油的最佳料液比。

圖1　料液比對種子油得率的影響Fig.1　Effect of solid-liquid ratio for seed oil yield

2.1.2超聲功率對種子油得率的影響由圖2可以看出隨著超聲功率的增加，種子油的得率也在增多，但當超聲功率達到250 W后種子油得率的增長趨于平緩。因為在其他條件不變的情況下，超聲波功率越大，空化和機械作用越強烈，分子擴散速度越大，油脂滲出越快，出油率越大［13］；當超聲功率達到一定值時出油率達到最佳，功率再增加對提取得率提高難以起到很大的作用［14］。因此，確定250 W為最佳超聲功率，選擇150、200、250 W來進行正交實驗。

圖2　超聲功率對種子油得率的影響Fig.2　Effect of ultrasonic power for seed oil yield

2.1.3超聲時間對種子油得率的影響圖3表明，超聲時間越長種子油得率越高，但超聲時間達到30 min后，種子油得率的增長趨于平緩，近乎沒有增長。這是因為超聲時間越長，超聲波對物料作用的越充分，種子油浸出率越高，當達到一定時間后，溶液體系滲透壓達到平衡，浸出率趨于平穩(wěn)［15］。因此確定30 min為最佳超聲時長，選擇20、30、40 min來進行正交實驗。

圖3　超聲時間對種子油得率的影響Fig.3　Effect of ultrasonic time for seed oil yield

2.2刺五加種子油提取條件的正交實驗結(jié)果

當料液比為1∶15，超聲功率150 W，超聲時間20 min，經(jīng)過多次單因素實驗并進行多次實驗對比，分別從三個水平中選三個因素進行正交實驗。正交實驗結(jié)果見表2。

由表2可得，超聲功率是影響刺五加種子油得率的主要因素，其次是料液比，最后是超聲時間。由表2還可以看出刺五加種子油提取的最佳方案是A2B1C1。在此提取條件下種子油得率為14.83%。

2.3刺五加種子油的GC-MS分析結(jié)果

從圖4和表3可得，已鑒定的成分占種子油總成分93.60%左右，基本上確定了刺五加果實的種子油成分。在已鑒定的13種成分中，主要成分是油酸約占18.81%，α-紅沒藥醇約占14.70%，反式角鯊烯約占14.67%，正二十九烷約占14.04%。

表2　正交實驗結(jié)果Table 2　Orthogonal experiment

圖4　刺五加果實種子油總離子圖Fig.4　Acanthopanax fruit seed oil total ion FIG

表3　刺五加果實中種子油成分Table 3　Chemical composition of fruit in Acanthopanax seed oil

2.4刺五加揮發(fā)油的成分的GC-MS分析結(jié)果

圖5　刺五加果實揮發(fā)油總離子圖Fig.5　Acanthopanax volatile oils total ion FIG

表4　刺五加果實中揮發(fā)油成分Table 4　Volatile composition in fruit of Acanthopanax

從圖5和表4可知，已鑒定的成分占揮發(fā)油總成分的81.04%左右，基本上確定了刺五加果實的揮發(fā)油成分。在已鑒定的16種成分中，主要成分是α-紅沒藥醇約占20.52%，石竹烯約占13.01%，環(huán)己烯約占7.93%。

3　結(jié)論

本研究分析了不同提取條件對刺五加種子油得率的影響，并對刺五加種子油及揮發(fā)油進行了GC-MS分析。結(jié)果表明，提取刺五加種子油的最佳條件是：料液比為1∶15，超聲功率150 W，超聲時間20 min，此時的種子油得率為14.83%。

從刺五加果實中提取的種子油的定性及定量分析結(jié)果可知，已鑒定的成分占種子油總成分93.60%左右，基本上確定了刺五加果實的種子油成分。在已鑒定的13種成分中，主要成分是油酸約占18.81%，α-紅沒藥醇約占14.70%，反式角鯊烯約占14.67%，正二十九烷約占14.04%。

從刺五加果實中提取的揮發(fā)油的定性及定量分析可知，已鑒定的成分占揮發(fā)油總成分81.04%左右，基本上確定了刺五加果實的揮發(fā)油成分。在已鑒定的16種成分中，主要成分是α-紅沒藥醇約占20.52%，石竹烯約占13.01%，環(huán)己烯約占7.93%。

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Extraction scheme optimization and component analysis of the seed oil in the fruit of Acanthopanax

ZHANG Xiao-nan，ZHANG Xiu-ling*，WANG Qiang，CHENG Xue，CHEN Shao-hua，ZHAO Tian-tong，SUI Xiao-nan，WANG Zhong-jiang，QI Bao-kun
（School of Food College，Northeast Agriculture University，Harbin 150030，China）

This article had a preliminary discussion on the best scheme of the extraction of the seed oil in the fruit of acanthopanax，and carried out the gas chromatographic analysis on the components of the seed oil and volatile oil in the fruit of acanthopanax.The best extraction conditions of the seed oil in acanthopanax were determined as follows：feed liquid proportion 1∶15，ultrasonic power 150 W，ultrasonic time 20 min.The highest extraction rate of the seed oil under such extraction conditions was 14.83%.The gas chromatographic analysis is carried out on the acquired seed oil in acanthopanax to identify its 13 components，and the key components included 18.81%of oleic acid in content，14.70%of α-bisabolol，14.67%of Trans squalene，14.04%of nonacosane.The gas chromatographic analysis was carried out on the volatile oil in acanthopanax to identify its 16 components，and the key components include 20.52%of α-bisabolol in content，18.63%of caryophyllene，7.93%of cyclohexene.

acanthopanax fruit；seed oil；volatile oil；gas chromatography

TS201.1

B

1002-0306（2016）04-0309-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.04.053

2015－06－30

張曉南（1982-），男，博士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工，E-mail：xiaonanzhang@neau.edu.cn。

張秀玲（1969-），女，博士，教授，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工，E-mail：1457945201@qq.com。