超声波与溶剂萃取西瓜籽油的对比研究

严小平

(浙江树人大学生物与环境工程学院，杭州 310015)

西瓜是葫芦科一年生蔓性草本植物，瓜瓤脆嫩，味甜多汁，含有丰富的矿物盐和多种维生素［1］，是夏季主要的消暑果品，原产于非洲，现在我国各地均有栽培［2］。西瓜全身都是宝，瓜瓤可直接食用，西瓜中的番茄红素有助于抗癌减肥［3］，也可榨成西瓜汁饮用，还可制作西瓜汽水［4］、西瓜发酵果酒［5］。西瓜皮可制作西瓜豆瓣酱［6］、蜜饯西瓜皮［7］、瓜脯糖［8］。西瓜籽为西瓜的种子，含有脂肪、蛋白质、维生素、微量元素等多种营养成分［9］。据《本草纲目》记载，西瓜籽性平味甘，有清肺润肠、和中止渴、生食化痰涤垢、下气清营之功效。西瓜籽中脂肪质量分数可达50%以上，其中的主要脂肪酸为亚油酸［10］，这种不饱和脂肪酸对人体有重要的保健作用，具有较高的营养价值和开发利用价值。

目前，有关西瓜籽油提取方法的研究甚少，利用超声波辅助提取西瓜籽油的研究至今鲜见报道。本试验采用溶剂法、超声辅助法两种方法对西瓜籽油的提取率进行比较研究，目的是确定不同方法的最佳提取条件，比较不同方法提取率的差异，为西瓜籽油的进一步开发利用提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

西瓜籽:市售，选取颗粒饱满，无霉烂变质的为试材;石油醚:北京长海化工厂;正己烷:杭州双林化工试剂厂，所用试剂均为分析纯。

SK10GT型超声波清洗器:上海科导超声仪器有限公司;SHZ－Ⅲ型循环水真空泵:巩义予华仪器责任有限公司;RE－52A型旋转蒸发器:上海亚荣生化仪器厂;Agilent 5975型气质联用仪:安捷伦科技有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 溶剂法提取工艺

西瓜籽→粉碎→准确称量→加入溶剂，加热回流提取→抽滤→真空浓缩，回收溶剂→烘干至恒重→西瓜籽油

1.2.2 溶剂法试验设计

选择料液比、提取时间、提取温度为考察对象，以西瓜籽油提取率为指标，采用L9(33)进行正交试验，各因素水平见表 1［11］。

表1 溶剂法正交试验设计

1.2.3 超声波辅助法提取工艺

西瓜籽→粉碎→准确称量→加入溶剂，超声波辅助提取→抽滤→真空浓缩，回收溶剂→烘干至恒重→西瓜籽油

1.2.4 超声波辅助法试验设计

选择料液比、超声温度、超声功率、超声时间为考察对象，以西瓜籽油提取率为指标，采用L9(34)进行正交试验，各因素水平见表2。

表2 超声波辅助法正交试验设计

1.3 西瓜籽油提取率的计算

西瓜籽油的提取率=(M2－M1)/M×100%

式中:M为西瓜籽的质量/g;M1为空瓶质量/g;M2为空瓶和西瓜籽油的质量/g。

1.4 测定方法

粗蛋白测定采用GB/T 6432—2008法;粗脂肪测定采用GB/T 5512—2008法;水分测定采用GB/T 5528—2008法;灰分测定采用GB/T 5505—2008法;色泽鉴定采用GB/T 5492—2008法;酸价测定采用GB/T 5009.37—2003法;碘值测定采用 GB/T 5532—2008法;折光率测定采用 GB/T 5527—2008法;过氧化值测定采用GB/T 5538—2005法;脂肪酸组分测定采用GC－MS法。

2 结果与分析

2.1 西瓜籽的主要成分

西瓜籽的主要成分分析结果如表3所示。

表3 西瓜籽油的主要成分

2.2 溶剂的选择

准确称取烘干至恒重、质量为10.00 g西瓜籽粉6份，按料液比1∶12(g∶mL)加入不同溶剂，在超声功率150 W，超声温度60℃抽提30 min，结果见图1。

图1 不同溶剂对提取率的影响

从图1中可知，乙酸乙酯的提取率较低，而石油醚、三氯甲烷、正己烷、甲苯的提取率相当，但考虑到三氯甲烷、甲苯有一定的毒性，正己烷的价格相对较高，综合考虑选择石油醚为抽提溶剂。

2.3 溶剂法提取结果

2.3.1 溶剂法提取西瓜籽油正交试验

由表4可知，影响西瓜籽油提取率的因素主次顺序为:料液比＞提取温度＞提取时间，最佳工艺条件是 A2B1C3，即料液比 1∶8(g∶mL)，提取时间 2 h，提取温度80℃，经平行试验验证(n=6)，西瓜籽油提取率为48.2%。

表4 溶剂法正交试验结果

2.3.2 溶剂法提取西瓜籽油理化性质

按2.3.1所得出的西瓜籽油提取条件制备西瓜籽油并测定其理化性质，结果表明:西瓜籽油呈浅棕色，不透明，微稠。西瓜籽油的酸价为 1.98 mg KOH/g，较高，属于高酸价油;碘值为141，为干性油;其他理化性质与普通油脂接近。

表5 溶剂法提取西瓜籽油的特性常数

2.4 超声波辅助法提取结果

2.4.1 超声波辅助法提取西瓜籽油正交试验

由表5可知，影响西瓜籽油提取率的因素主次顺序为:C(料液比)＞D(超声温度)＞A(超声时间)＞B(超声功率)，最佳工艺条件是A3B2C2D1，即料液比 1∶6(g∶mL)，超声时间 50 min，超声温度 50 ℃，超声功率150 W，经平行试验验证(n=6)，西瓜籽油提取率为50.8%。

表6 超声波辅助法正交试验结果

2.4.2 超声波辅助法提取西瓜籽油理化性质

按2.4.1西瓜籽油提取条件制备西瓜籽油并测定其理化性质，结果表明:西瓜籽油呈浅棕色，不透明，微稠。该法提取的西瓜籽油的酸价、折光率、碘值、过氧化值等与溶剂法提取的一致。

2.5 两种提取方法比较

综合以上试验，两种方法提取西瓜籽油的条件和提取率见表7。

表7 两种提取方法的条件和得率比较

由表7可知，超声波辅助法提取的西瓜籽油得率比溶剂法高5.4%;且超声波辅助法比溶剂法提取的时间短，温度要低，是一种短时高效的提取方法。

2.6 西瓜籽油的脂肪酸组成

西瓜籽油的脂肪酸组成测定结果如表8所示。

表8 西瓜籽油的脂肪酸组成

从表8可以看出，西瓜籽油的脂肪酸主要由不饱和脂肪酸组成，特别是亚油酸的质量分数高达74.8%。

3 结论

3.1 研究了乙酸乙酯、石油醚、三氯甲烷、正己烷、甲苯对西瓜籽油提取率的影响，结果表明石油醚是相对理想的提取溶剂。

3.2 溶剂法提取西瓜籽油的最佳工艺条件为:溶剂选用石油醚，料液比 1∶8(g∶mL)，提取时间 2 h，提取温度80℃，西瓜籽油提取率为48.2%。

3.3 超声波辅助法提取西瓜籽油的最佳工艺条件为:溶剂选用石油醚，料液比1∶12(g∶mL)，超声温度60℃，超声时间30 min，超声功率150 W，西瓜籽油提取率为50.8%。

3.4 研究结果表明，超声波辅助法提取的西瓜籽油得率比溶剂法高5.4%;且超声波辅助法比溶剂法提取的时间短，温度要低，是一种短时高效的提取方法;现在已有工业化生产用的大型超声波提取设备，超声波辅助法可作为提取植物油脂比较理想的方法，适合工业化生产。

［1］柳唐镜，汪李平.籽瓜产业前景展望［J］.北京农业，2007(11):13－15

［2］佟屏亚.撒哈拉礼物［J］.森林与人类，2011(9):84 －91

［3］李皖生.西瓜有助于抗癌减肥［J］.食品与生活，2004(6):6

［4］贾佳.西瓜食品的制作［J］.农产品加工，2011(7):21

［5］吴平.西瓜发酵果酒的研制［J］.齐齐哈尔大学学报:自然科学版，2011，27(4):47 －49

［6］邸瑞芳.西瓜豆瓣酱制法［J］.农村新技术，2011(16):38－39

［7］徐成文.西瓜巧加工好看更好吃［J］.农家科技，2011(5):44

［8］桑益恒.西瓜皮的加工利用［J］.农家之友，2011(8):26

［9］黄宝康.家庭百草园系列之二十五——西瓜［J］.园林，2011(8):70－71

［10］马晴，黄震.超临界CO2萃取西瓜籽油的研究［J］.中国油脂，2009，34(9):10 －12

［11］严小平，李成平，金建昌.超声波法提取西瓜籽油的最佳工艺研究［J］.中国粮油学报，2012，27(3):53 －56.