秦玉珠，徐炎玉，王 恒，張文斌，王雅珍

（黑龍江工業(yè)學(xué)院 資源工程學(xué)院，黑龍江雞西 158100）

獼猴桃籽油不僅含有銅、鐵、鋅和硒等礦物元素，還富含多種不飽和脂肪酸[1-2]。除了可作為食用油，還可作為多功能的營養(yǎng)保健油，在美容化妝品行業(yè)有很大用途，可用于研發(fā)祛斑、潤膚類化妝品和眼霜產(chǎn)品，還被廣泛用于調(diào)節(jié)血脂等保健膠囊，其揮發(fā)性組分的研究鮮有人報(bào)道[3-4]。本文主要研究超聲波萃取和SCF萃取獼猴桃籽油，優(yōu)化提取工藝、分析油脂揮發(fā)性組分，同時(shí)對比分析兩種萃取方法得到的獼猴桃籽油的理化特性，以期為獼猴桃籽油的高效工業(yè)化生產(chǎn)提供參考[5-6]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

獼猴桃籽，新籽一級，西安恒達(dá)農(nóng)業(yè)科技有限公司；CO2氣體，純度≥99.9%，哈爾濱黎明氣體有限公司；石油醚（60～90 ℃沸程）、KI、酚酞指示劑和Na2S2O3均為分析純；基準(zhǔn)重鉻酸鉀。

1.2 儀器與設(shè)備

本文所用儀器型號及生產(chǎn)廠家如表1所示。

表1 儀器型號及生產(chǎn)廠家

1.3 工藝流程

（1）SCF法。獼猴桃籽除雜清洗后，105 ℃烘干4 h，用FW-177萬能高速粉碎機(jī)粉碎后，過40目篩，稱取獼猴桃籽粉250 g，裝料于1 L萃取釜中，SCF萃取后得獼猴桃籽油。

（2）超聲波溶劑萃取法。選用溶劑萃取法中較為高效的超聲波輔助溶劑萃取法，工藝流程為獼猴桃籽除雜清洗后，105 ℃烘干4 h，用FW-177萬能高速粉碎機(jī)粉碎后，過40目篩，稱取獼猴桃籽粉250 g，加入溶劑，進(jìn)行超聲波輔助萃取，抽濾后減壓蒸餾，干燥得到獼猴桃籽油。

1.4 分析檢測方法

（1）萃取率計(jì)算。萃取率按公式（1）計(jì)算。

式中：ω為獼猴桃籽油萃取率，%；m為獼猴桃籽油質(zhì)量，g；M為獼猴桃籽裝料量，g。

（2）揮發(fā)性組分分析。使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GCMS）對SCF萃取的獼猴桃籽油進(jìn)行揮發(fā)性組分 分析[7-8]。

（3）酸價(jià)檢測。酸價(jià)的檢測參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測定》（GB 5009.229—2016），檢測方法采用國家標(biāo)準(zhǔn)中的第一法“冷溶劑指示劑滴定法”。

（4）過氧化值檢測。過氧化值的檢測參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》 （GB 5009.227—2016），檢測方法采用國家標(biāo)準(zhǔn)中的第一法“滴定法”。

1.5 單因素試驗(yàn)

粉碎后的獼猴桃籽過40目篩并稱取250 g置于超臨界二氧化碳萃取設(shè)備的1 L容量的萃取釜中，SCF萃取設(shè)備中控制CO2流體流量為40 L·h-1；SCF萃取設(shè)備中有兩臺分離釜，其中分離釜Ⅰ的工藝條件為溫度42 ℃，壓力8 MPa；分離釜Ⅱ的工藝條件為壓力4 MPa，溫度為室溫[9-10]，分別考察萃取壓力、溫度和時(shí)間對萃取率的影響。

1.5.1 萃取壓力對萃取率的影響

將萃取溫度設(shè)為40 ℃，萃取時(shí)間設(shè)定為 90 min；考察在15 MPa、20 MPa、25 MPa、30 MPa、 35 MPa和40 MPa不同萃取壓力下的萃取率。

1.5.2 萃取溫度對萃取率的影響

保持獼猴桃籽油萃取壓力為30 MPa，萃取時(shí)間設(shè)定為90 min，分別在20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃時(shí)測定其萃取率，得到不同萃取溫度下的萃取率。

1.5.3 萃取時(shí)間對萃取率的影響

選擇壓力為30 MPa，溫度為40 ℃，其他參數(shù)不變的萃取條件下，每隔15 min稱一次獼猴桃籽油的重量，得到不同萃取時(shí)間下的萃取率。

1.6 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，找出對萃取率影響較大的3個(gè)參數(shù)，采用正交試驗(yàn)法設(shè)計(jì)因素水平表（表2），尋找最佳工藝條件。

表2 因素水平表

1.7 不同提取方法對獼猴桃籽油理化特性和萃取率的影響

為探究不同方法對獼猴桃籽油理化特性和萃取率的影響，通過超聲波輔助溶劑萃取法萃取獼猴桃籽油[11]。稱取適量粉碎至40目的獼猴桃籽，加入溶劑，設(shè)定超聲功率500 W、溫度40 ℃、料液比為 1∶10（g∶mL）的條件下萃取30 min。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 壓力對萃取率的影響

由圖1可知，獼猴桃籽油的萃取率受壓力影響較大，壓力低于25 MPa時(shí)，萃取率隨壓力升高急劇增大，當(dāng)壓力在30 MPa時(shí)，萃取率達(dá)到最高，即28.3%，這是由于壓力使細(xì)胞壁破碎程度加大，CO2能充分萃取獼猴桃籽油，萃取率增大，當(dāng)壓力繼續(xù)增大時(shí)，萃取率不增加，反而有所降低。因此，采用SCF對獼猴桃籽油進(jìn)行萃取時(shí)選用的最優(yōu)萃取壓力在30 MPa左右。

圖1 萃取壓力對萃取率的影響

2.1.2 溫度對萃取率的影響

由圖2可知，萃取溫度為40 ℃，萃取率為28.3%，萃取效果最佳。萃取率并非隨溫度升高而線性增大，這可能是由于獼猴桃籽油在CO2中的溶解度與CO2的密度有關(guān)，溫度升高（40 ℃以上）時(shí)，CO2密度減小，獼猴桃籽油的溶解度降低，萃取率也隨之降低。因此，采用SCF對獼猴桃籽油進(jìn)行萃取時(shí)選用的最優(yōu)萃取溫度在40 ℃左右。

圖2 萃取溫度對萃取率的影響

2.1.3 時(shí)間對萃取率的影響

由圖3可知，采用SCF對獼猴桃籽油進(jìn)行提取時(shí)，從20 min開始，隨著萃取時(shí)間推移，出油率逐漸增大，這是由于油料與流體作用時(shí)間增長的緣故；當(dāng)萃取時(shí)間為75 min時(shí)，出油率高達(dá)28.0%， 75 min后再繼續(xù)增加萃取時(shí)間，萃取率增幅不大。因此，考慮到生產(chǎn)能耗，萃取時(shí)間保持在75 min左右 即可。

圖3 萃取時(shí)間對萃取率的影響

2.2 正交試驗(yàn)

根據(jù)表2設(shè)計(jì)并進(jìn)行了9組試驗(yàn)，結(jié)果如表3所示。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果表

由表3可知，方差的大小順序?yàn)镽C＞RA＞RB，其中影響參數(shù)最大的是萃取時(shí)間，其次是萃取壓力，這兩個(gè)因素為主要影響因素，溫度為次要因素，最優(yōu)萃取工藝條件為A2B3C3，即萃取溫度45 ℃、萃取壓力為30 MPa、萃取時(shí)間90 min，在此條件下做了一組驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到的獼猴桃籽油出油率為28.6%。

2.3 揮發(fā)性成分分析

采用氣質(zhì)聯(lián)用法對獼猴桃籽油的揮發(fā)性組分進(jìn)行分析，總離子流圖見圖4。

由圖4可知，獼猴桃籽油的揮發(fā)性組分成分復(fù)雜，主要成分見表4。由表4可知揮發(fā)性組分主要為亞麻酸乙酯（51.66%）、亞油酸乙酯（35.65%）和四氫二環(huán)戊二烯（1.57%）等，說明獼猴桃籽油不飽和脂肪酸含量較高，有保健和藥用價(jià)值。

圖4 獼猴桃籽油揮發(fā)性組分總離子流圖

表4 獼猴桃籽油揮發(fā)性組分分析

2.4 不同提取方法對獼猴桃籽油理化特性和萃取率的影響

本試驗(yàn)探究兩種不同沸程的石油醚作萃取溶劑對萃取率的影響，發(fā)現(xiàn)沸程30～60 ℃的石油醚沸點(diǎn)較低，超聲波萃取時(shí)使用此溶劑，極易揮發(fā)，試驗(yàn)效果不夠理想，最終選用沸程60～90 ℃的石油醚為提取劑。分別對超聲波輔助溶劑萃取和超臨界二氧化碳萃取的獼猴桃籽油進(jìn)行酸價(jià)及過氧化值檢測，結(jié)果見表5。

表5 不同方法提取的獼猴桃籽油理化特性的檢測結(jié)果和提取率

酸價(jià)和過氧化值升高是油脂酸敗的早期指標(biāo)，由表5可知，SCF相對超聲波輔助溶劑萃取法萃取獼猴桃籽油，酸價(jià)和過氧化值均較低，且萃取率高。

3 結(jié)論

采用SCF對獼猴桃籽油進(jìn)行萃取，萃取溫度 45 ℃、萃取壓力30 MPa、萃取時(shí)間90 min為最佳萃取工藝，出油率為28.6%。對超臨界二氧化碳萃取法與傳統(tǒng)超聲波輔助溶劑萃取法萃取的獼猴桃籽油進(jìn)行對比，SCF萃取率（28.6%）大于超聲波溶劑萃取率（27.5%）。超臨界法萃取的獼猴桃籽油過氧化值 為8.5 meq·kg-1、酸價(jià)為3.2 mg(KOH)·g-1，均小于超聲波法萃取的獼猴桃籽油。綜上所述，SCF較超聲波萃取獼猴桃籽油工藝更有優(yōu)勢。