超声波辅助提取榛子油的工艺条件优化

杨青珍 王 锋 李 康

(山西省运城学院生命科学系1，运城 044000)

(西北农林科技大学园艺学院2，杨凌 712100)

超声波辅助提取榛子油的工艺条件优化

杨青珍1，2王 锋1李 康1

(山西省运城学院生命科学系1，运城 044000)

(西北农林科技大学园艺学院2，杨凌 712100)

以榛子为原料，利用超声波辅助提取榛子油。在单因素试验的基础上，通过正交试验确定了超声波辅助提取榛子油的最佳工艺条件。结果表明:在试验范围内，各因素对榛子油得率的影响大小顺序为提取温度＞提取时间＞超声波功率＞液料比。以石油醚为溶剂提取榛子油的最佳工艺条件为:液料比为8 mL/g、提取温度为60℃、超生波功率为500 W、提取时间为60 min，榛子油得率为74.89%。

榛子油 超声波 正交试验设计

榛子为桦木科(Betulaceae)榛属植物(corlus L.)，是世界四大干果(核桃、腰果、扁桃、榛子)之一。榛仁营养丰富，据分析，榛仁含脂肪59.1% ～69.8%、蛋白质 14.1% ～18.0%、碳水化合物 6.5%～9.3%、膳食纤维8.2% ～9.6%，还含有多种维生素(VC、VE、VB)以及 Ca、P、K、Fe 等矿物质元素［1］。通过低温物理压榨榛子仁，可以生产榛子油。榛子油的化学组成因品种、产地和提取方法的不同而有所变化［2－4］。榛子油脂肪酸组成主要是油酸、亚油酸、亚麻酸和棕榈酸等，其中油酸含量最高，是其他植物油脂无法比拟的，油酸有助于降低血液中低密度脂蛋白和血胆固醇，从而对防治心血管病有很好的作用，亚油酸含量次之，亚油酸有益于提高记忆力、判断力，改善视神经，可见榛子油是一种优质的功能性食物油［5－7］。

目前，国内对榛子油提取的相关研究较少，主要采用了冷榨法、索氏提取法［2，4］、水酶提取法［5］等方法对油脂进行提取，并分析其脂肪酸组成。超声波辅助提取技术是一种新的提取分离技术，超声波对油脂萃取分离的强化作用主要因其空化效应，而超声空化又引起了湍动效应、聚能效应、微扰效应和界面效应，因而超声波可强化萃取分离过程的传质速率和效果，这样不仅可减少提取油溶剂的用量、缩短萃取时间，而且可提高油脂的提取率，改善油脂的品质［8］，因此超声波技术在油脂工业的应用前景十分广阔。本研究将超声波技术应用于榛子油的提取中，通过正交试验得到榛子油超声波提取法的优化工艺，为榛子油的开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

榛子(脂肪质量分数69.75%):山西省农业科学院果树研究所提供，去除病虫果实，选择颗粒饱满的为材料。

KQ－50DB型数控超声波仪器:上海精密仪器生产有限公司;RE－52AA型旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程:

榛子→破壳→粗破碎→烘干→粉碎→过筛→称重→装料、添加有机溶剂→超声波回流萃取→抽滤→旋转蒸发→榛子油

1.2.2 提取方法

称取5 g榛子粉，装入滤纸筒中，采用索氏提取方法，以超声波为辅助技术，用图1自制装置提取榛子油，然后用抽滤法分离溶剂混合物与残渣，洗涤残渣2～3次，滤液在旋转蒸发器上减压蒸馏，回收溶剂，得到的榛子油在105℃下干燥至恒重之后称重计算得油率，每组试验重复3次，取平均值。

榛子油得率=(提取的榛子油质量/榛子粉的质量)×100%

图1 榛子油提取试验装置示意图

1.3 试验内容

1.3.1 单因素试验

选择浸提过程中浸提剂、液料比、提取温度、提取时间、超声波功率作为考察因子，以榛子油得率作为考核指标。每组试验重复3次，取平均值。

1.3.2 优化试验

在单因素试验基础上，以石油醚为浸提剂、选用液料比、提取时间、提取温度、超声波功率为试验因素，榛子油得率为考核指标，采用L9(34)正交试验设计安排试验。每组试验重复3次，试验结果取平均值。采用极差法对正交试验数据进行分析。

1.4 榛子油理化指标的测定

色泽鉴定:按照GB/T 5492—2008;水分测定:按照 GB/T 5528—2008;酸价测定:按照 GB/T5009.37—2003;碘值测定:按照 GB/T 5532—2008;皂化值测定:按照GB/T 5534—2008;过氧化值的测定:按照GB/T 5538—2005。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 溶剂的选择

称取榛子粉末5.00 g，分别选用乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、石油醚五种溶剂(均为分析纯)作为提取溶剂，液料比为8 mL/g、提取温度为60℃、提取40 min，超声波功率为300 W的条件下，不同溶剂对榛子油得率的影响如图2所示。

图2 不同溶剂对榛子油得率的影响

由图2可知，石油醚、丙酮作为溶剂时的榛子油得率最高，乙酸乙酯和乙醇的次之，乙醚的最低。由于石油醚相对于丙酮价格较为合理，故选择。

2.1.2 液料比对榛子油提取的影响

提取温度为60℃，超声波功率为300 W，提取时间为40 min，不同液料比对榛子油得率的影响如图3所示。

图3 液料比对榛子油得率的影响

由图3可知，随着液料比的增大，榛子油得率逐渐增大，在液料比在6～10 mL/g的范围内，榛子油得率上升较快，这是因为对于一定量的榛子来说，溶剂用量的增加会降低油的浓度，增加了榛子粉与溶剂接触面的浓度差，从而提高了油脂与溶剂的扩散速度，得率增大;但当液料比10～14 mL/g时，增长趋势比较平缓。由于榛子中含油量是一定的，当溶剂过量时，榛子油得率变化不大，反而造成浪费，因此选择较佳的液料比为10 mL/g。

2.1.3 超声波功率对榛子油提取的影响

液料比为10 mL/g，提取温度60℃，提取时间为40 min，不同超声波功率对榛子油得率的影响如图4所示

图4 超声波功率对榛子油得率的影响

由图4可知，随着超声波功率的增加，榛子油的得率逐渐增加，在200～400 W的范围内，榛子油得率上升较快，主要原因可能是超声波功率越大，空化作用和机械作用越强烈，分子扩散速度也就越大，油脂渗出就越快。但超过400 W以后榛子油得率上升缓慢，因此选择较佳的超声波功率为400 W。

2.1.4 提取温度对榛子油提取的影响

液料比为10 mL/g，超声波功率为400 W，提取时间为40 min，不同提取温度对榛子油得率的影响如图5所示。

图5 提取温度对榛子油得率的影响

由图5可知，随着温度的升高榛子油的得率逐渐增加，可能原因是随着温度升高增加了溶剂分子和油脂分子的动能，促进扩散作用的进行;但当温度超过60℃时得率降低，原因可能是提取温度过高，使部分榛子油的组成成分分解挥发，导致榛子油得率下降，因此选择较佳的提取温度为60℃。

2.1.5 提取时间对榛子油得率的影响

液料比为10 mL/g，提取温度60℃，超声波功率为400 W，不同提取时间对榛子油得率的影响如图6所示。

图6 提取时间对榛子油得率的影响

由图6可知随着提取时间的延长，榛子油的得率逐渐增加，在10～50 min内，榛子油得率逐渐上升，并在50 min达到峰值，50 min之后有所下降，因此选择较佳的提取时间为50 min。

2.2 超声波辅助提取榛子油工艺条件优化

在单因素试验的基础上，采用L9(34)正交试验设计安排试验，试验方案及结果分析见表1。

表1 正交试验结果

由表1可知各因素对榛子油得率的影响主次顺序为:提取温度＞提取时间＞超声波功率＞液料比。提取榛子油的最优组合为A1B2C3D3即:液料比为8 mL/g，提取温度为60℃，超生波功率为500 W，提取时间为60 min。

2.3 验证试验

按2.2所得出的榛子油提取的最佳工艺条件进行重复验证试验，其结果见表2。由表2可以看出，在最佳工艺条件下，3次提取所得榛子油的提取率均在74.83% ～74.94%之间，与正交试验数据相符。

表2 最佳工艺条件的重复验证试验

2.4 榛子油的理化性质

榛子油脂肪酸包括油酸(76.2%)、亚油酸(17.3%)、棕榈酸(2.7%)、硬脂酸(1.2%)、亚麻酸(1.1%)等，其中不饱和脂肪酸质量分数高达90%以上，远远高于绝大多数食物植物油。按2.2所得出的榛子油提取的最佳工艺条件制备榛子油测定其理化指标，其结果见表3。由表3可以看出，榛子油呈黄色，澄清透明。榛子油的酸价较高，属于高酸价油;碘值低于100，为干性油;其他理化性质与一般油脂接近。

表3 榛子油的理化指标

3 结论

3.1 乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、石油醚五种溶剂对榛子油提取的影响，试验结果表明石油醚是较理想的提取溶剂。

3.2 对榛子油提取影响因素的主次顺序为:提取温度＞提取时间＞超声波功率＞液料比。

3.3 正交试验结果表明，超声波辅助榛子油提取最佳工艺条件为:以石油醚为提取溶剂，液料比为8 mL/g、提取温度为60℃、超生波功率为500 W、提取时间为60 min。

3.4 提取的榛子油呈黄色，澄清透明。其酸价较高，属于高酸价油;碘值低于100，为干性油;其他理化性质与一般油脂接近。

［1］梁锁兴，孟庆仙.山西省榛子的生产现状及发展前景［J］.山西果树，2008(6):37－42

［2］陶静，李铁纯，张捷莉，等.两种不同产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组成分析［J］.中国油脂，2003，23(3):69 －70

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［5］宋玉卿，于殿宇，王瑾，等.水酶法提取榛子油工艺条件研究［J］.食品科学，2008，29(8):261 －264

［6］马勇，周佩.榛子粉的主要成分和功能特性研究［J］.食品与发酵工业，2008，34(11):72 －75

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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

时间:2011－06－08 16:22

网络出版地址:http//www.cnki.net/kcms/detail/11.2864.TS.20110608.1622.001.html

CNKI:11 －2864/TS.20110608.1622.001

运城学院院级项目(JC－2009001)

2010－10－20

杨青珍，女，1975年出生，讲师，博士，植物生理生化