水剂法提取油梨油及其理化特性研究

熊 洋 崔晓冰 钟俊桢 刘成梅 钟业俊

（南昌大学；食品科学与技术国家重点实验室，南昌 330047）

水剂法提取油梨油及其理化特性研究

熊 洋 崔晓冰 钟俊桢 刘成梅 钟业俊

（南昌大学；食品科学与技术国家重点实验室，南昌 330047）

以油梨果肉为原料，研究其营养成分以及用水剂法提取油梨油的最佳提取工艺。采用单因素试验分别研究了料液比、浸提温度、提取时间和离心转速对出油率的影响。在此基础上，采用正交试验确定最佳提取工艺为：料水比1∶6 g／mL、提取时间3 h、提取温度25℃、离心转速4 400 r／min，在此条件下出油率可达72.86%。采用水剂法得到的油梨油为浅黄绿色、透明、具有油梨香味。水剂法提取油的酸值和过氧化值均符合国家食用油质量标准。对水剂法提取的油梨油进行脂肪酸分析，共检测出19种脂肪酸成分，主要为不饱和脂肪酸。其中9C18∶1、11C18∶1、9C12C18∶2n-6、C16∶0、9C16∶1为油梨油的主要脂肪酸。

油梨油 水剂法 脂肪酸成分 理化特性

油梨（Persea americana Mill.）又称为鳄梨、牛油果，是一种原产于中美洲的热带、亚热带的水果［1］。因为品种的不同，油梨的油脂质量分数在15%～30%之间［2］。油梨油拥有高含量的不饱和脂肪酸，其中主要是油酸，占50%～60%，棕榈酸占15%～20%，棕榈油酸为6%～10%，多不饱和亚油酸为11%～15%［3-5］。不饱和脂肪酸对人体有很多好处，可以降血糖、调节血脂、降胆固醇［6］等。其中亚油酸和油酸含量在一定比例的时候（比例相同或亚油酸低于油酸），有降低低密度胆固醇的作用，高密度胆固醇可以被相对地提高，对于预防动脉硬化有着一定的效果。亚油酸还对人体内一些生理活性物质的生成有促进作用，如前列腺素等的生成。此外油梨油中还含有抗氧化维生素和植物甾醇［7］。植物固醇或植物甾醇、三萜烯化合物，结构类似于胆固醇。它们主要分为3类：4-脱甲基甾醇、4-甲基甾醇和4，4′-二甲基甾醇。许多研究表明，4-脱甲基甾醇有助于身体健康，如减少低密度脂蛋白中的胆固醇。同时，它们具有抗癌、抗炎、抗动脉粥样硬化和抗氧化作用［8］。油梨油除供食用外，还因其酸度不高、对皮肤无剌激性亲和性好，可作为原料被用于化妆品工业和药用软膏生产等［9］。

植物油的提取方法有压榨法、溶剂浸出法、超临界流体萃取法、水酶法及水剂法等。压榨法分为冷压榨和热压榨，冷榨法的出油率较低，但是提取出的油颜色变化不大，成本高；而热榨法的出油率高，但是由于榨油过程的温度较高，会造成原料中蛋白质变性，且得到的植物油颜色较深［10］。有机溶剂浸出法生产率高，粕残油率低；但浸提过程使用有机溶剂，生产的安全性变差，油的质量也不高，油脂需要进行脱胶、漂白、脱臭等精炼过程。超临界流体萃取法对设备的要求高，还没有应用于工业生产中。水酶法（AEOE）已经成为一种提取植物油的高效技术［11-12］，它的主要优点是环保，不会产生对大气有污染的挥发性有机化合物，反应条件温和，对蛋白质的破坏小；但是酶的价格高，会增加生产成本［13］。水剂法是利用油料中的非油成分对油和水“亲和力”的差异，同时利用油水比重不同而将油脂与蛋白质等分离出来的方法［14］。水剂法提油已得到越来越广泛的应用，是一个可行的代替有机溶剂分离油脂的办法。溶剂萃取的替代溶剂有很多，其中水萃取相对己烷萃取有着明显的优势，既安全环保又能够同时提取原料中的油和蛋白质，并且投资较低。

本试验以新鲜的油梨果肉为原料，先测定其基本组成成分，再通过水剂法提取油梨油，设计单因素和正交试验以得到提取油梨油的最佳工艺，并对其理化指标及脂肪酸成分进行测定，为油梨油的提取探索一种简单可行的工艺。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

油梨（产自墨西哥）：南昌洪城大市场，于0～4℃贮藏。

浓盐酸、乙醚、可溶性淀粉、邻苯二甲酚、酚酞、氢氧化钠、石油醚（30～60℃沸程）、三氯甲烷、甲基红、硫酸钾、冰乙酸、碘化钾、硫代硫酸钠、碘、乙醇、韦氏试剂标准溶液、碳酸钠、浓硫酸、重铬酸钾、D-异抗坏血酸钠等均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

DS-1高速组织捣碎机：上海精科实业有限公司；Sx-4-10型马弗炉：湖北英山国营试验设备厂；Kjeltec 8400 FOSS全自动凯氏定氮仪：福斯（中国）公司；PC-1600紫外光谱仪：上海美谱达公司；LXJ-IIBB高速离心机：上海安停科学仪器厂；电热恒温鼓风干燥箱：上海柏欣仪器设备厂；智能家用榨油机：佛山市南海莉华电子科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 基本营养成分测定

含水量的测定［15］：直接干燥法，参照GB／T 5009.3—2010；灰分含量的测定［16］：灼烧法，参照GB／T 5009.4—2010；蛋白质含量的测定［17］：微量凯氏定氮法，参照GB／T 5009.5—2010；粗脂肪含量的测定［18］：索氏抽提法，参照GB／T 5009.6—2010；碳水化合物含量的测定［19］：苯酚硫酸法。

1.3.2 水剂法试验提取工艺流程

新鲜油梨→预处理→打浆粉碎→恒温搅油→离心→破乳→离心取油

预处理：选择无病虫害、无腐烂、后熟软化的油梨，去除果皮和果核，得到新鲜的油梨果肉。

打浆粉碎：按照一定的料液比，将油梨果肉置于适量提取剂中，经组织捣碎机打浆粉碎。打浆是通过机械作用促进油梨果肉的细胞壁破裂，使水分能更大程度代替原料中所含的油脂。

恒温振荡：将油梨匀浆在恒温的水浴条件下用适当的速率振荡，使得油脂与水分最大程度地接触，油滴更容易聚集。

离心：取出振荡好的油梨匀浆在一定转速下离心20 min，因为油的密度相对于水较小，在离心力的作用下，油脂会被分离到上层，但是因为油脂会乳化，离心后乳化层也会悬浮在最上层，要把最上层的油脂和乳化层都取出。

破乳：将离心后的乳化层和油脂在-20℃的环境下冷冻一段时间，再取出室温下解冻。

离心取油：离心后，吸出最上层的清油，即得油梨清油。出油率［20］按公式进行计算：

1.3.3 单因素试验［21］

料液比对油梨出油率的影响：等量样品分别按照1∶2、1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12（m／V）的料液比，添加蒸馏水，打浆粉碎。35℃下水浴搅拌2 h，在4 400 r／min的转速离心得油梨油。

提取时间对油梨出油率的影响：等量样品均按照1∶6（m／V）的料液比添加蒸馏水，打浆粉碎。35℃下水浴搅拌，浸提时间分别为0.5、1、2、3、4、5 h。在4 400 r／min的转速离心得油梨油。

离心力对油梨出油率的影响：等量样品均按照1∶6（m／V）的料液比添加蒸馏水，打浆粉碎。35℃下水浴搅拌2 h。在离心转速分别为2 800、3 200、3 600、4 000、4 400、4 800 r／min下离心得油梨油。

提取温度对油梨出油率的影响：等量样品均按照1∶6（m／V）的料液比添加蒸馏水，打浆粉碎。分别于25、35、45、55、65℃水浴搅拌2 h。在4 400 r／min的转速下离心得油梨油。

1.3.4 正交优化试验

在单因素试验基础上，以油梨出油率为指标，选择料液比、提取时间、离心转速和提取温度4个因素，进行正交试验。选用L9（34）正交表进行试验（表1）。

表1 正交试验因素和水平

1.3.5 油梨油理化指标测定

测定热榨提取油梨油及水剂法提取油梨油的理化指标。

1.3.5.1 热榨油梨油的制备

将油梨鲜果肉切片，置于低温的烘箱进行干燥（事先用一定浓度的D-异抗坏血酸钠溶液浸泡15 s，进行抗氧化保护），采用家用榨油机榨油，制得热榨油梨油。

1.3.5.2 理化指标分析

酸价的测定［22］：参照GB／T 15689—2008；过氧化值的测定［23］：GB／T 5538—2005／ISO 3960：2001；皂化值的测定［24］：参照GB／T 5534—2008；碘值的测定［25］：GB／T 5532—2008。

1.3.6 油梨油脂肪酸组成的测定

甲酯化方法［26］：准确称取2 mg油梨油到试管中，加入1.5 mL正己烷溶解，然后加入40 μL乙酸甲酯，再加入100 μL甲醇钠-甲醇，振荡摇匀后在37℃下水浴20 min，取出后立即放入-20℃条件下冷冻10 min，然后再加入60 μL草酸，混匀后离心，将上清液经过无水硫酸钠干燥，然后测定。

气-质色谱分析条件：测定时以氮气（99.99%）作为载气，每次的进样量为1 μL，分流比10∶1，进样温度是250℃，仪器接口温度300℃；程序分2个部分升温，首先从150℃升至220℃，升温速率为10℃／min，再从220℃升至300℃，速率为5℃／min，300℃保持3 min不变。离子源温度200℃，分辨率800，质谱电离方式70 eV，加速电压6 kV，扫描范围50～450 m／z。

2 结果分析与讨论

2.1 油梨果肉基本营养组成

从表2可以看出，油梨的含水量最高，为75.56%，其次粗脂肪的质量分数是16.70%，而蛋白质的质量分数较少，仅为1.64%。而钟思强［27］报道油梨的蛋白质含量为2.5 g／100 g，脂质的含量是18.7 g／100 g，这与本研究的结果略有不同，可能是品种的差异引起的。

表2 油梨果肉基本成分分析

2.2 单因素试验结果

2.2.1 料液比的影响

由图1可以看出，油梨出油率随着料液比的增大呈先上升后下降的趋势。当料液比从1∶2逐渐增加到1∶6时，出油率逐渐增加到最大值（66.67%），与其他水平下的出油率均有显著性差异（P＜0.05）；当料液比较小时，出油率不高，可能是因为提取剂的量较少，体系过于黏稠，细胞内的油脂不易从蛋白乳状体系中被水所取代［28］，使得提取不完全。当料液比为1∶6时，提取剂量较大，油梨匀浆中的油脂能够最大程度的被取代，从而促使油梨的出油率达到最大。继续增大料液比到1∶6后，出油率下降，可能是因为料液比过大使得油与浆渣乳化程度加大不易分离，影响了出油的效果［29］。因此，最为合适的料液比是1∶6。

图1 料液比对油梨出油率的影响

2.2.2 浸提时间的影响

从图2可以看出油梨出油率随着提取时间的延长先增大后降低。恒温搅拌2 h，使得出油率达到最大值（66.33%），与其他水平下的出油率均有显著性差异（P＜0.05）。加热搅拌能更好地破坏油梨细胞，使水能彻底地取代匀浆中被包裹起来的油脂，油脂能最大限度地被释放出来。提取时间超过2 h，出油率下降了，这是因为时间越长，会造成水分蒸发过多［30］，从而使得浆液越来越黏稠，提取效果不好。考虑到实际生产的效率，最佳提取油梨油的时间是2 h。

图2 时间对油梨出油率的影响

2.2.3 浸提温度的影响

由图3可以看出，当提取温度从25℃升高到35℃，油梨出油率呈上升趋势，当浸提温度为35℃的时候，出油率达到最大值（69.95%），与其他水平下的出油率均有显著性差异（P＜0.05）。这是因为随着温度的升高，分子运动速度加快，油脂更易从细胞中转移到出来，加快了油脂的溶出。当提取温度超过35℃时，出油率有所下降，这可能是因为温度升高导致蛋白质的溶解度增加，对油梨油的吸附率增大［31］，使得出油率下降，最适的提取温度是35℃。

图3 温度对油梨出油率的影响

2.2.4 离心转速的影响

由图4可知随着离心力的增加，油梨的出油率逐渐上升，到4 800 r／min时达到最大值（70.29%），与其他水平下的出油率均有显著性差异（P＜0.05）。离心力增大，油梨匀浆内包裹着的油脂会更容易被分离出来［32］，本身较为稳定的乳浊液系统也会被破坏，导致了浆液内各组分分层。而且，离心力越大，破乳的效果越好，分布在最上层的乳化层越薄，油滴聚集的会更多［33］。根据试验条件，选择4 800 r／min的离心转速最为合适。

图4 离心转速对油梨出油率的影响

2.3 正交试验结果

通过单因素试验确定了每个因素的最佳参数，在此基础上以油梨出油率为指标，选择料液比、提取时间、提取温度和离心转速4个因素设计正交试验进行工艺的优化，正交试验结果见表3，结果的方差分析见表4。

从表3极差R值可得出，影响油梨出油率的最大因素是料液比，其次是离心转速，提取温度，而提取时间对提油的影响最小，即料液比（A）＞离心力（D）＞提取温度（C）＞提取时间（B）。可以得到的最佳提取工艺组合是A2B3C1D2，料液比1∶6、提取时间3 h、提取温度25℃和离心转速4 400 r／min，在此条件的油梨出油率是72.86%。

表3 油梨油提取条件优化的正交试验结果

表4 正交试验结果方差分析表

由表4可知，只有料液比的F值大于F0.05临界值，即料液比是影响油梨油提取的显著因素（P＜0.05），其他的3个因素的F值都小于F0.05临界值，即提取温度、离心力，提取时间为不显著因素。

2.4 油梨油理化性质分析结果

选取热榨油梨油、水剂法提取油梨油分进行分析，结果见表5。

表5 理化指标

由表5可以看出，热榨油的酸价值过大，可能是提取过程造成的，因为热榨毛油经过原料切片、长时间烘干、高温的热榨所制得，且油的颜色过深，使其酸价受到了较大的影响。水剂法提取的油梨油的酸值、过氧化值均小于热榨法提取油梨油的酸值、过氧化值，说明水剂法所得油优于热榨法；且水剂法油梨油的酸值（≤3 mgKOH／g）和过氧化值（≤0.25 g／10 g，相当于≤9.85 mmol／kg）均符合国家食用油标准（GB 2716—2005），表明水剂法提取油梨油品质较好。

2.5 脂肪酸的测定

从表6可以看出，通过气相色谱仪对油梨油进行脂肪酸测定，并且与脂肪酸甲酯混合标准样品对照后，检测到油梨油中含有19种脂肪酸，主要为不饱和脂肪酸。其中9C18∶1、11C18∶1、9C12C18∶2n-6、C16∶0、9C16∶1为油梨油的主要脂肪酸。不饱和脂肪酸主要为油酸、亚油酸和棕榈油酸，饱和脂肪酸主要为棕榈酸。

表6 水剂法提油的脂肪酸组成及含量

3 结论

3.1 新鲜油梨果肉进行基本组成成分：含水量75.56%，粗脂肪16.70%，蛋白质1.64%，灰分1.05%，碳水化合物4.18%。油梨是为数不多的含油量多的水果，是一种好的提取油脂的原料，可以作为一种新型的植物油资源开发利用。

3.2 通过研究发现出油率最高时的最佳工艺条件为：料液比1∶6（m／V）、提取时间3 h、提取温度25℃和离心转速4 400 r／min，在此条件的油梨出油率是72.86%。

3.3 水剂法提取出的油品质优良，浅黄绿色、透明，有油梨固有的清香味，理化指标中酸价为0.62 mgKOH／g，碘值为47.20 gI／100 g，皂化值为197.80 mg／g，过氧化值6.40 mmol／kg，均符合国家食用油标准。

3.4 对水剂法提取的油梨油进行的脂肪酸分析，共检测出19种脂肪酸成分，主要为不饱和脂肪酸。其中9C18∶1、11C18∶1、9C12C18∶2n-6、C16∶0、9C16∶1为油梨油的主要脂肪酸。

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Aqueous Extraction of Avocado Oil and Its Physicochemical Properties

Xiong Yang Cui Xiaobing Zhong Junzhen Liu Chengmei Zhong Yejun
（State Key Laboratory of Food Science and Technology；Nanchang University，Nanchang 330047）

Using avocado pulp as raw material，this paper studied its nutrients and the optimum extraction technique of extraction process of avocado oil using aqueous extraction method.The effects of solid／water ratio，extraction temperature，extraction duration and centrifugal rotate speed on avocado oil yield were investigated by the single factor test.Then optimal processing parameters were established by the orthogonal test on the basis of single factor test and the results showed that：solid／water ratio 1∶6（m／V）；extraction duration 3 h；extraction temperature 25℃；and centrifugal rotate speed 4 400 r／min.An oil yield of 72.86%was obtained under the optimal extraction conditions.The avocado oil obtained by aqueous method was transparent and pale yellow-green with avocado aroma.The acid value and peroxide value of oil by aqueous method conformed to national edible oil quality standards.Oil extracted by aqueous extraction from avocado was detected for fatty acid analysis，and 19 kinds of fatty acid components were detected，mainly including the unsaturated fatty acids.In addition，9C18∶1，11C18∶1，9c12C18∶2n-6，C16∶0 and 9C16∶1 were the main fatty acids of avocado oil.

avocado oil，aqueous extraction，fatty acid components，physicochemical properties

TS224

A

1003-0174（2017）01-0085-07

公益性行业（农业）科研专项（201303077）

2015-06-11

熊洋，女，1991年出生，硕士，食品工程

刘成梅，男，1963年出生，教授，食物资源利用与开发