王麗麗,于景華*,王力華,原樹生,李金煥
(1.東北林業(yè)大學 森林植物生態(tài)學教育部重點實驗室,黑龍江 哈爾濱 150040; 2.中國科學院 沈陽應用生態(tài)研究所,遼寧 沈陽 110016)
文冠果油不同提取方法間的差異
王麗麗1,2,于景華1,2*,王力華2,原樹生1,2,李金煥1,2
(1.東北林業(yè)大學 森林植物生態(tài)學教育部重點實驗室,黑龍江 哈爾濱 150040; 2.中國科學院 沈陽應用生態(tài)研究所,遼寧 沈陽 110016)
以文冠果種仁為試驗材料,分別采用索氏提取法、超聲輔助法和超臨界CO2萃取法提取種仁油,研究不同提取方法間種仁油提取率、油的理化性質(zhì)、脂肪酸組成及含量之間的差異。結果顯示,不同提取方法間存在一定差異,3種提取方法中,超聲輔助法的提取率最高,達到56.28%;3種方法提取的文冠果油的品質(zhì)均較好。GC-MS結果顯示,超臨界CO2萃取法提取的文冠果油的脂肪酸種類最多,亞油酸的含量最高,芥酸的含量最少。
文冠果; 種仁油; 不同提取方法
文冠果(XanthocerassorbifaliaBunge)又名文官果、僧燈毛道等,屬無患子科文冠果屬的落葉小喬木或灌木[1]。分布于28°34′~47°20′N,73°20′~120°25′E,遍及我國西北、華北廣大地區(qū),是我國特有的優(yōu)良木本油料樹種[2-3]。文冠果種仁的含油量一般為50%~70%,油中不飽和脂肪酸的含量高達85~93%,主要為亞油酸和油酸等人體所需的脂肪酸,具有促進膽固醇降解、預防和治療動脈粥樣硬化的作用,被認為是一種高級食用油[4]。因此,合理利用和開發(fā)文冠果資源可以帶來更大的經(jīng)濟效益。
提取文冠果油的方法較多。本試驗選取遼寧朝陽地區(qū)的文冠果種子作為原料,選擇索氏提取法、超聲輔助法和超臨界CO2萃取法提取文冠果種仁油,比較不同提取方法之間的差異,為文冠果種子的開發(fā)利用提供依據(jù)。
1.1 試材、儀器與試劑
所用試材選自遼寧朝陽地區(qū),挑選顆粒飽滿、完整無蟲害的文冠果種子進行人工破殼,將種皮與種仁分離,種仁置于60 ℃下烘干24 h,然后進行粉碎,將粉碎后的種仁粉過0.5 mm標準篩,置于4 ℃冰箱中備用。
搖擺式中藥粉碎機(溫嶺市奧力中藥機械有限公司);標準篩(浙江上虞市華豐五金儀器有限公司);精密電子天平(賽多利斯公司);電熱鼓風干燥箱(上海一恒科學儀器有限公司);HA121-50-01超臨界萃取裝置(江蘇南通華安超臨界萃取有限公司);超聲波清洗機(濟南巴克超聲波科技有限公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠);Trace GC Ultura/TSQ Quantum XLS GC-MS聯(lián)用儀(美國Thermo Fisher公司)。
CO2純度99.99%;高純氦氣,>99.995%;試驗中氣-質(zhì)聯(lián)用所用化學試劑為色譜純,其他試劑均為分析純。
1.2 方法
1.2.1 文冠果油的提取
文冠果種仁油的提取方法主要有冷榨法、超聲輔助提取法、微波輔助提取法、索氏提取法、超臨界CO2流體萃取法、亞臨界萃取法和水酶法[5-11]等。試驗以遼寧朝陽地區(qū)的文冠果種子作為原料,選擇其中3種提油方法提取文冠果油,比較不同提取方法下文冠果油品質(zhì)的差異。
索氏提取法。稱取過篩后并烘干的文冠果種仁粉5 g左右置于濾紙筒中,將裝有試樣的濾紙筒置于抽提筒內(nèi),同時向抽提筒中加入石油醚(沸程60~90 ℃),使其液面高度達到虹吸管高度以上,待抽提筒中石油醚流凈后,再注入石油醚使液面到虹吸管高度的2/3處。用一小塊脫脂棉輕輕塞住冷凝管上口,打開連接冷凝管的進水管,開始加熱抽提??刂萍訜釡囟龋故兔衙啃r回流7次以上,抽提10 h。抽提完成后,用長柄鑷子取出濾紙筒,再使石油醚回流2次,取下冷凝管和抽提筒,將抽提瓶中的溶液進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除掉其中殘余的石油醚,完成后將抽提瓶烘至恒重,抽提瓶增加的質(zhì)量即為文冠果油的質(zhì)量。計算公式:
X/%=m/M×100。
式中,X為文冠果萃取率(以質(zhì)量分數(shù)計,%);m為文冠果油質(zhì)量(g);M為文冠果種仁粉質(zhì)量(g)。
超聲輔助提取法。稱取過0.5 mm標準篩且烘干的文冠果種仁粉約20 g置于三角瓶中,按照料液比1:5(g·mL-1)加入石油醚(沸程60~90 ℃),蓋好瓶塞,放入超聲波清洗機中,設定提取功率170 W、提取溫度30 ℃、提取時間90 min。提取完成后將混合物過濾分離,將濾液進行減壓回收,完成后將油脂干燥并進行稱重計算文冠果油萃取率。
超臨界CO2流體萃取法。稱取過0.5 mm標準篩并且烘至含水量小于5%的文冠果種仁粉約350 g置于裝料筒中,將裝料筒放入萃取釜中,設定萃取壓力為30 MPa,萃取溫度為45 ℃,在此條件下萃取150 min,萃取完畢后在分離釜中收集文冠果油,計算文冠果油萃取率。
1.2.2 文冠果油基本性質(zhì)的測定
酸值的測定參照國家標準GB/T 5530—2005;碘值的測定參照國家標準GB/T 5532—2008;皂化值的測定參照國家標準GB/T 5534—2008;過氧化值的測定參照國家標準GB/T 5538—2012。
1.2.3 文冠果油脂肪酸組成及含量的檢測
甲酯化方法。稱取100 mg左右文冠果油置于具塞試管中,加入2 mL石油醚(沸程30~60 ℃)與苯(V∶V為1∶1)混合液,振搖使油脂溶解,加入2 mL 0.4 mol·L-1的KOH-甲醇溶液,混勻后靜置10 min,再加入12 mL水,振搖靜置取上層清液進行色譜分析。
色譜條件。氣相色譜條件:DB-5MS型(30 m×0.25 mm×0.25 μm)毛細管色譜柱;載氣為氦氣,柱前壓為100 kPa,分流比12∶1;進樣口溫度250 ℃,汽化溫度300 ℃。程序升溫:初始溫度140 ℃,保持3 min,以4 ℃·min-1升至190 ℃,保持1 min,以3 ℃·min-1升至230 ℃,保持1 min,再以10 ℃·min-1升至240 ℃,保持10 min;進樣量1 μL。
質(zhì)譜條件。EI離子源,電子能量70 eV,離子源溫度250 ℃,接口溫度280 ℃,溶劑延遲4 min,掃描范圍(m/z)40~500。
2.1 提取率
為了比較文冠果油不同提取方法上的差異,試驗先以文冠果油的提取率為評價指標,按照1.2.1的試驗方法提取文冠果油,提取完成后計算文冠果油的提取率。
選取的3種提取方法對文冠果種仁油都具有較高的提取率,但不同方法其提取率不同。試驗結果顯示,3種提取方法文冠果油的提取率從高到低依次為超聲輔助法、索氏提取法和超臨界CO2萃取法,其中超聲輔助法和索氏提取法文冠果油的提取率都相對較高,均達到50%以上;超臨界CO2萃取法的提取率相對較低,僅為47.94%。由此看來,在所選的3種提取方法中,超聲輔助法是較為理想的提油方法,并且在提取文冠果油的過程中,超聲輔助法的提取時間最短,其提取時間為90 min,小于超臨界CO2萃取用的150 min,更小于索氏提取的用時10 h。操作過程中,超聲輔助法操作相對于索氏提取法和超臨界CO2萃取法更為簡單方便易操作。由此看來,超聲輔助法是較為理想的提取文冠果油的方法。
2.2 基本性質(zhì)
油脂的理化性質(zhì)直接反應油品的質(zhì)量。按照1.2.2中的試驗方法對上述3種方法提取的文冠果油進行其基本性質(zhì)即酸值、碘值、過氧化值和皂化值的測定。油脂皂化值指示油脂中混合脂肪酸的平均相對分子質(zhì)量,脂肪酸平均分子質(zhì)量越大皂化值越小,相反則皂化值越大[12]。碘價的大小在一定范圍內(nèi)反映了油脂的不飽和度,可根據(jù)油脂的碘價來判定油脂的干性程度。碘價>130的屬于干性油,碘價<100的屬不干性油,碘價在100~130的為半干性油。有研究表明,文冠果油為半干性油[13]。酸值用來表示油中游離脂肪酸的含量,過氧化值反應的是油脂氧化酸敗的程度[14],酸值和過氧化值2個指標的含量越低,說明油的品質(zhì)越好。
不同方法提取的文冠果油,其酸值、碘值、過氧化值和皂化值也有不同之處。表1顯示,3種方法提取的文冠果油的皂化值都較大,說明組成文冠果油的脂肪酸平均分子質(zhì)量相對較小。提取的文冠果油的碘價均在100~130,每100 g平均為113 g。同時,文冠果油的碘價相對較高,說明文冠果油的不飽和程度相對較高,這與文冠果油中不飽和脂肪酸含量高達90%以上的事實相符,所以文冠果油作為高級食用油更容易被人體吸收分解。提取的文冠果油中酸值最低的為超聲輔助法提取的文冠果油,過氧化值最低的是索氏提取法提取的種仁油,但3種方法提取的文冠果油的酸值和過氧化值均較低,酸值平均為0.38 mg·g-1,過氧化值平均為0.22 mmol·kg-1,說明3種方法提取的文冠果油的品質(zhì)都較好。
表1 不同方法提取文冠果油的基本性質(zhì)
2.3 脂肪酸組成及含量
采用GC-MS檢測上述3種方法提取的文冠果油的脂肪酸組成及含量。
表2表明,3種方法提取的文冠果油脂肪酸組成及含量不同。超臨界CO2萃取法提取的油中脂肪酸種類最多,為15種;索氏提取法提取的油中脂肪酸種類最少,僅為8種;超聲輔助法提取的油中脂肪酸種類居于兩者之間,為12種。
表2 不同方法提取文冠果油的脂肪酸組成及含量
3種方法提取的文冠果油中均是亞油酸的含量最高,均在40%以上。其中,超臨界CO2萃取法提取的文冠果油中亞油酸的含量最高,為48.14%;其次為索氏提取法的亞油酸的含量,為47.83%;超聲輔助法提取的亞油酸的含量最少,為42.98%。
3種方法提取的文冠果油中油酸的含量均處于第2位,但油酸含量情況卻與亞油酸相反。超聲輔助法提取的油酸含量最高,而超臨界CO2萃取的油酸含量最少。
芥酸是一種對人體有害的脂肪酸,油中含量越少越好,上述3種方法提取的文冠果油中均檢測出芥酸,且芥酸含量都達到6%以上。但由結果發(fā)現(xiàn),超臨界CO2萃取法提取的文冠果油的芥酸的含量最少,而超聲輔助法提取的油中芥酸的含量最多。
綜上所述,超臨界CO2萃取法提取的文冠果油脂肪酸的種類最多,提取油中亞油酸的含量較其他2種方法的含量高,芥酸的含量較其他2種方法的含量低。所以上述3種方法中,超臨界CO2萃取的文冠果油的品質(zhì)最好。
研究結果表明,超聲輔助法文冠果油的提取率最高;參照國家標準分析比較3種方法提取的文冠果油的理化性質(zhì),結果顯示,不同提取方法文冠果油的理化性質(zhì)有所不同,但3種方法提取的文冠果油的品質(zhì)都較好;用GC-MS檢測3種方法提取的文冠果油的脂肪酸組成及含量,超臨界CO2萃取法提取的油脂肪酸種類最多,亞油酸的含量較其他2種方法的含量高,且芥酸的含量較其他2種方法的少,所以超臨界CO2萃取法提取的文冠果油在脂肪酸組成及含量上最好。
[1] 鄧紅, 馬玉娟, 曹立強, 等. 7個不同栽培產(chǎn)地文冠果種仁品質(zhì)特性差異[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工·學刊 (下), 2013 (3): 4-12.
[2] 徐東翔, 于華忠, 烏志顏. 文冠果生物學[M]. 北京:科學出版社, 2010.
[3] 孫萍, 南定, 金廷文, 等. 簡述文冠果的生物特征、經(jīng)濟價值及發(fā)展前景[J]. 農(nóng)業(yè)科技與信息, 2013 (23): 51-54.
[4] ZHANG S, ZU Y G, FU Y J, et al. Supercritical carbon dioxide extraction of seed oil from yellow horn (XanthocerassorbifoliaBunge.) and its anti-oxidant activity[J]. Bioresource technology, 2010, 101(7): 2537-2544.
[5] 鄧紅, 何玲, 孫俊. 文冠果油的冷榨提取及理化性質(zhì)研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)大學學報, 2006, 28(6): 1027-1031.
[6] 付玉杰, 張乃靜, 王黎麗, 等. 超聲提取文冠果種仁油及GC-MS成分分析[J]. 植物研究, 2007, 27(5): 622-625.
[7] ZU Y, ZHANG S, FU Y, et al. Rapid microwave-assisted transesterification for the preparation of fatty acid methyl esters from the oil of yellow horn (XanthocerassorbifoliaBunge)[J]. European Food Research and Technology, 2009, 229(1): 43-49.
[8] 湯成龍, 郝倩, 王世雷, 等. 文冠果籽油的索式萃取及其組成分析[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學, 2010 (29): 16501-16504.
[9] 麻起, 谷克仁, 杜雪麗. 文冠果油的超臨界CO2萃取工藝研究[J]. 糧油食品科技, 2013, 21(4): 36-40.
[10] 李冰, 朱剛, 郝琴, 等. 亞臨界萃取法提取文冠果籽油工藝研究[J]. 糧油加工 (電子版), 2014 (11): 45-48.
[11] 鄧紅, 曹立強, 付鳳奇, 等. 水酶法提取文冠果油工藝的優(yōu)化[J]. 中國油脂, 2011, 36(1): 38-40.
[12] 山瑛. 淺談植物油中皂化值的測定[J]. 中國衛(wèi)生檢驗雜志, 2011, 21(3): 767.
[13] 王力華. 文冠果的食用和藥用價值[J]. 中國醫(yī)藥指南, 2006 (10): 41-43.
[14] 肖涵, 申亮, 楊婉秋, 等. 滇產(chǎn)植物油理化指標測定[J]. 遼寧化工, 2014(4): 508-511.
(責任編輯:張瑞麟)
2016-12-11
中國科學院專項研發(fā)與聯(lián)合攻關服務項目(KFJ-SW-STS-147)
王麗麗(1980—),女,碩士,研究方向為植物資源開發(fā)利用,E-mail:shengwukexue2009@126.com。
于景華(1972—),男,研究員,博士,從事植物資源開發(fā)利用研究工作,E-mail:yujh@iae.ac.cn。
10.16178/j.issn.0528-9017.20170408
S666
A
0528-9017(2017)04-0577-03
文獻著錄格式:王麗麗,于景華,王力華,等. 文冠果油不同提取方法間的差異[J].浙江農(nóng)業(yè)科學,2017,58(4):577-579,592.