◎ 高 珊
(青島工學院,山東 膠州 266300)
石榴籽約占果實總含量的12.54%。石榴籽中含脂肪18.22%、纖維素58.76%、粗蛋白12.30%、總糖9.54%,還含有甾醇類化合物、揮發(fā)油、豆甾醇等[1]。由于石榴籽生食口感較為苦澀,并且消化吸收率不高,將石榴籽提煉成石榴籽油可消除以上缺點。石榴籽提煉出的石榴籽油更有預防多種慢性病,抗腫瘤,抗氧化的作用[2-3]。
本試驗通過對乙醇提取石榴籽油工藝的研究,以精油提取率為評價標準,先進行單因素試驗,研究料液比、提取溫度、提取時間3個因素對精油提取率的影響,然后在單因素試驗的基礎上選出合適的料液比、提取溫度、提取時間進行正交試驗從而得到提取率最高的一組因素進行組合,作為最佳的提取工藝條件。以豬油和花生油的過氧化值(POV)為指標進行抗氧化試驗,研究石榴籽油對動物油脂和植物脂的抗氧化作用。
1.1.1 原材料
石榴籽,購于馥濟堂藥材行(網購)。
1.1.2 試驗試劑及設備
95%乙醇(分析純),上海埃彼化學試劑有限公司;氯仿-冰乙酸(分析純),煙臺三和化學試劑有限公司;碘化鉀(分析純),上海埃彼化學試劑有限公司;硫代硫酸鈉(分析純),上海埃彼化學試劑有限公司;可溶性淀粉(分析純),天津市博迪化工有限公司。
粉碎機(北京德永科儀科技有限公司);C21-RK2102電磁爐(廣東美的生活電器制造有限公司);數顯恒溫水浴鍋(常州市華普達教學儀器有限公司);YXQ-LS-50A立式壓力蒸汽滅菌器(上海博迅實業(yè)有限公司);FA1001N電子天平(上海菁海儀器有限公司)。
1.2.1 工藝方法
將干石榴籽放入粉碎機充分粉碎研磨成粉末。取5.00 g石榴籽粉,加入250 mL錐形瓶中,并加入一定量95%乙醇在一定的溫度下提取一定時間,取出后經離心操作,濾渣用95%乙醇洗滌,合并濾液和洗滌液后放入圓底蒸發(fā)瓶中,在78℃的條件下,蒸餾回收乙醇。剩余油狀物質即為石榴籽油,稱量提取得到的石榴籽油質量,計算石榴籽油的出油率。石榴籽油出油率的公式計算如下:
出油率=石榴籽油的質量(g)/石榴籽粉的質量(g)×100%。
1.2.2 單因素試驗設計
分別按照料液比為1∶10、1∶15、1∶20、1∶25和1∶30的比例加入95%乙醇,55℃水浴提取2 h,以出油率為評價指標進行評定;采用處理溫度45、50、55、60 ℃和65 ℃,用95%乙醇按照最佳的料液比水浴提取2 h,以出油率為評價指標進行評定;采用處理時間為1、1.5、2、2.5 h和3 h,用95%乙醇按照最佳的料液比和最佳的處理溫度進行水浴提取,以出油率為評價指標進行評定。
1.2.3 正交試驗設計
選擇料液比、處理溫度、處理時間三因素做正交試驗,三因素三水平做9次,對試驗結果進行進一步優(yōu)化。
2.1.1 料液比對提取出油率的影響
在試驗條件下,按照料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25和1∶30的比例加入95%的乙醇,55 ℃的條件下水浴提取2 h,提取結果如圖1所示。
圖1 料液比對提取出油率的影響圖
由圖1可知,當料液比為1∶20時精油的提取率最高,為11.23%??赡苁且驗樵?∶20的料液比條件下,石榴籽中的精油能夠充分的溶解到溶劑中。料液比過低會導致石榴籽油成分溶解不充分;而料液比過高會加長蒸發(fā)回收的時間,可能造成精油里的成分結構被破壞。
2.1.2 提取溫度對提取出油率的影響
按照最佳料液比1∶20加入95%的乙醇,分別采用提取溫度45、50、55、60 ℃和65 ℃,水浴提取2 h,試驗結果如圖2所示。
圖2 提取溫度對提取出油率的影響圖
由圖2可知,當提取溫度為50 ℃時精油的提取率最高,為11.06%。溫度較低,不利于石榴籽油中有效成分的提取,溫度過高會使乙醇蒸發(fā)過快,不利于精油的提取,因而會導致提取率的下降。
2.1.3 提取時間對提取出油率的影響
按照最佳料液比1∶20加入95%的乙醇,分別采用提取時間為1、1.5、2、2.5 h和3 h,在55 ℃水浴中水浴提取,試驗結果如圖3所示。
圖3 提取時間對提取出油率的影響圖
由圖3可知,當提取時間小于2 h時,石榴籽油的提取率隨著時間的增長而增大,原因可能是當提取時間過短時,石榴籽中的有效成分不能夠完全的溶解到溶劑中;當提取時間達到2 h時,提取率最高可以達到11.41%;之后石榴籽油的提取率隨時間的增大而減小,可能原因是提取時間過長,導致高溫下作為提取劑的乙醇蒸發(fā),不利于精油的提取,而且石榴籽油中含有很多揮發(fā)性物質,提取時間過長導致部分精油揮發(fā)。
以單因素試驗結果為基礎進行三因素三水平的正交試驗,即以料液比、提取溫度、提取時間為正交因素,確定石榴籽精油的最佳提取工藝條件。
由表1可知,料液比、水浴溫度、水浴時間對提取石榴籽油的出油率的影響,各因素的影響主次順序為B>C>A,即水浴溫度>水浴時間>料液比。石榴籽油提取的最佳工藝條件為A2B2C2。該組合不包含在正交試驗組中,因此經過驗證試驗得出石榴籽油的出油率為11.80%,因此確定該組合為石榴籽油最佳提取工藝條件。
表1 正交試驗結果分析表
2.3.1 植物性油脂(花生油)抗氧化試驗
按0.5%的加入量在50 g花生油中分別加入0.25 g石榴籽油,充分搖勻,空白組不加抗氧化劑,置于室溫下,分別于第0 d、第3 d、第6 d、第9 d和第12 d測量花生油的過氧化值,并進行空白檢測。實驗組和空白組的POV值變化趨勢如圖4所示。
圖4 石榴籽油對花生油POV值的影響圖
由圖4可知,隨著時間的增長,添加石榴籽油的花生油明顯比未添加精油的花生油POV值更低,說明其被氧化程度更低;并且隨著時間的延長,石榴籽精油的抗氧化作用越來越明顯。因此,石榴籽精油對花生油有著明顯的抗氧化作用。
2.3.2 動物性油脂(豬油)抗氧化試驗
按0.5%的加入量在50 g豬油中分別加入0.25 g石榴籽油,充分混合均勻,對照組不加抗氧化劑,置于室溫下,分別于第0 d、第3 d、第6 d、第9 d和第12 d測量豬油的過氧化值,并進行空白檢測。對照組和空白組的試驗結果如圖5所示。
圖5 石榴籽油對豬油POV值的影響圖
由該圖可知,隨著時間的增長,添加石榴籽精油的豬油明顯比未添加精油的豬油的POV值更低,說明其被氧化的程度更低;并且隨著時間的延長,石榴籽精油的抗氧化作用越來越明顯。因此,石榴籽精油對豬油有著明顯的抗氧化作用。
通過試驗研究,確定乙醇提取石榴籽油的最佳工藝條件:料液比為1∶20,水浴溫度為50℃,水浴時間為2h。由此工藝條件下提取出的石榴籽油出油率最大,可以達到11.80%。在抗氧化試驗中,不論是花生油還是豬油,添加石榴籽油的油脂與未添加精油的空白組相比,過氧化值明顯偏低,說明石榴籽油對花生油和豬油有著較好的抗氧化作用。