超声辅助提取大鲵肝脏油脂及其脂肪酸组成分析

胡代花

(1.陕西理工大学 维生素D生理与应用研究所/大鲵研究所，陕西 汉中 723000；2.西北农林科技大学 食品科学与工程学院，陕西 杨凌 712100)

油脂加工

超声辅助提取大鲵肝脏油脂及其脂肪酸组成分析

胡代花1,2

(1.陕西理工大学 维生素D生理与应用研究所/大鲵研究所，陕西 汉中 723000；2.西北农林科技大学 食品科学与工程学院，陕西 杨凌 712100)

对超声辅助提取大鲵肝脏油脂进行了研究，并用气相色谱对其脂肪酸组成进行分析。通过单因素试验和正交试验得到超声辅助提取大鲵肝脏油脂的最佳条件为正己烷-异丙醇(体积比1∶1)为提取溶剂，超声功率500 W，液料比10∶1，提取时间30 min，提取温度50℃，在该提取条件下，大鲵肝脏油脂的提取率为90.86%。大鲵肝脏油脂中主要含12种脂肪酸，其中饱和脂肪酸(SFA)占33.95%，不饱和脂肪酸(UFA)占66.05%，单不饱和脂肪酸(MUFA)占31.37%，多不饱和脂肪酸(PUFA)占34.68%，UFA与SFA比值为1.95，ω-6型PUFA占27.29%，ω-3型PUFA占7.39%，ω-6型PUFA与ω-3型PUFA比值为3.69，表明大鲵肝脏具有较高的营养价值和脂质开发潜力。

大鲵肝脏；油脂；超声波；提取；脂肪酸组成

中国大鲵(Andriasdavidianus)是我国珍稀名贵特产，属国家二类保护动物，具有极高的营养及药用价值，被誉为“水中人参”[1-3]。为保护和利用大鲵资源，20 世纪60年代以来大鲵的人工养殖取得重要进展。随着原生态、仿生态和全人工三大繁育模式技术的突破，全国大鲵繁殖与养殖总量约170万尾[4]。养殖大鲵具有极大的市场前景和产业化开发价值，目前已被开发为食品、保健食品、药品及护肤品等多样化产品[5-6]。大鲵油脂中富含多种不饱和脂肪酸，对烫伤、烧伤的治疗作用显著，此外大鲵油脂还具有预防心血管疾病的效果[7]。大鲵肝脏油脂含量丰富，杨红生等[8]研究分析了大鲵肝脏中8种常见脂肪酸(C14∶0、C16∶0、C16∶1、C18∶0、C18∶1、C18∶2、C18∶3、C20∶4)的含量，刘绍等[9]测定了大鲵肝脏中3种必需脂肪酸(C18∶2、C18∶3、 C20∶4)和DHA(C22∶6)的含量，但对大鲵肝脏油脂的提取条件优化及脂肪酸组成分析尚未见系统报道。

超声波是一种高频机械振荡波，其空化效应可以强化提取效果。超声辅助提取因具有减少溶剂用量、缩短提取时间、提高提取率等诸多优势而得到较广泛应用[10-13]。高娟等[14]采用超声辅助提取鱿鱼肝脏油脂，在优化的最佳试验条件下鱿鱼肝脏油脂提取率达91.26%。本文旨在采用超声辅助提取法对大鲵肝脏油脂进行提取，通过单因素试验和正交试验对提取条件进行优化，并采用气相色谱法对其脂肪酸组成进行分析，旨在为大鲵肝脏的精深加工及高值化综合利用提供理论基础和现实依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜大鲵肝脏，由汉中龙鲵生物科技有限公司提供，将其用组织捣碎机匀浆后于-18℃ 冷冻，使用前置于4℃冷藏箱过夜解冻，参照GB/T 5009.6—2003方法测定其粗脂肪含量为26.36%。37种脂肪酸甲酯混合标准品(47885 U)，美国Supelco公司；石油醚、正己烷、异丙醇等均为分析纯。

TYLD022组织捣碎机，九阳股份有限公司；RV10数显型旋转蒸发仪，德国IKA公司；BSA224SCW分析天平，赛多利斯科学仪器(北京)公司；KQ500E超声波清洗器，昆山市超声仪器公司；5810R高速离心机，德国Eppendorf公司；1013A电热鼓风干燥箱；GC-2010型气相色谱仪，日本岛津公司(GC Real Time Analysis色谱工作站，配备FID检测器)；JOYNSXT06脂肪测定仪，上海乔跃电子有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 大鲵肝脏油脂的制备

取大鲵肝脏匀浆解冻后，按一定的液料比加入提取溶剂，以一定的提取温度，超声提取一定的时间，趁热离心(3 500 r/min)10 min，减压蒸除溶剂得到油脂。所得油脂提取率= 提取油脂质量/肝脏中粗脂肪质量×100%。

1.2.2 脂肪酸组成分析

样品甲酯化：取3～4滴大鲵肝脏油脂，加入1 mL 2.5 mol/L的H2SO4-CH3OH溶液充分溶解，70℃充氮气水浴30 min，再加入2 mL正己烷充分摇匀，静置分层后，取上清液，重复加入2 mL正己烷充分摇匀，合并上清液，供气相色谱分析。

色谱条件：InertCap-WAX 毛细管柱(30 m× 0.25 mm ×0.25 μm)，进样量1 μL，分流比100∶1，进样口温度250℃，检测器温度250℃，载气(N2)流速49.5 mL/min，辅助气(H2)流速500 mL/min。升温程序为120℃保持5 min，以5℃/min升温至215℃，保持38 min， 整个分析过程62 min。

1.2.3 数据处理

每个样品平行测定3 次，采用SPSS 16.0 软件对数据进行统计分析，单因子方差分析(ANOVE，Tukey’s检验) 进行显著性检验，并采用Duncan’s 法进行单因子多重比较分析，P<0.05 为差异显著。

2 结果与分析

2.1 提取溶剂的选择

分别以石油醚、正己烷、正己烷-异丙醇(体积比1∶1)、正己烷-异丙醇(体积比3∶2)为提取溶剂，在液料比8∶1、超声功率500 W、提取温度60℃、提取时间30 min条件下对大鲵肝脏油脂进行提取。不同提取溶剂对大鲵肝脏油脂提取率比较如表1所示。

表1 不同提取溶剂对大鲵肝脏油脂提取率比较 %

注：标记不同字母的两项间具有显著差异(P<0.05)，下同。

由表1可知，不同提取溶剂对大鲵肝脏油脂提取率的影响较大，不同溶剂间提取率均存在显著差异(P<0.05)，且混合溶剂的提取效果比单一溶剂的提取效果好。当以正己烷-异丙醇(体积比1∶1)为提取溶剂时提取率最高，达86.90%±0.56%，高于正己烷-异丙醇(体积比3∶2)(65.77%±0.46%)，远高于正己烷(57.54%±0.68%)和石油醚(34.51%±0.98%)。因此，单因素试验和正交优化试验中均采用正己烷-异丙醇(体积比1∶1)作为提取溶剂。

2.2 单因素试验

2.2.1 液料比对大鲵肝脏油脂提取率的影响

在超声功率500 W、提取溶剂为正己烷-异丙醇(体积比1∶1)、提取温度60℃、提取时间30 min的条件下，不同液料比对大鲵肝脏油脂提取率的影响如图1所示。

图1 不同液料比对大鲵肝脏油脂提取率的影响

由图1可知，在液料比为6∶1～10∶1的范围内，提取率随着液料比的增大而提高，当液料比达到10∶1 时，提取率最大，高达86.42%±0.71%。这可能因为随着液料比的增加，体系中溶剂量增大，物料与溶剂间的浓度差增加，物料中油脂向溶剂扩散的速度提高，从而增大了提取率；当液料比增加至12∶1，提取率反而降低，并与液料比8∶1时的提取率差异不显著(P>0.05)。另一方面，较高的液料比会浪费溶剂及能源。综合考虑确定大鲵肝脏油脂提取的液料比为10∶1。

2.2.2 提取时间对大鲵肝脏油脂提取率的影响

在超声功率500 W、提取溶剂为正己烷-异丙醇(体积比1∶1)、提取温度60℃、液料比10∶1的条件下，不同提取时间对大鲵肝脏油脂提取率的影响如图2所示。

图2 不同提取时间对大鲵肝脏油脂提取率的影响

由图2可知，随着提取时间的延长，提取率呈现先增大后降低的趋势。当提取时间为30 min时，提取率最高，达89.06%±0.16%；继续延长提取时间，提取率反而降低，这可能因为油脂中的热敏性物质随着提取时间延长而损失[12]。因此，确定大鲵肝脏油脂的提取时间为30 min。

2.2.3 提取温度对大鲵肝脏油脂提取率的影响

以正己烷-异丙醇(体积比1∶1)为提取溶剂，在液料比10∶1、超声功率500 W、提取时间30 min的条件下，不同提取温度对大鲵肝脏油脂提取率的影响如图3所示。由图3可知，随着提取温度的升高，提取率逐渐增大，当提取温度为50℃时，提取率达到最大，为89.45%±0.51%。这可能因为提取温度的升高，溶剂分子和油脂分子的动能增加，有利于扩散运动的进行，从而增加提取率。当提取温度升高至60℃，其提取率与50℃时的相比无显著差异(P>0.05)。因此，确定大鲵肝脏油脂的提取温度为50℃。

图3 不同提取温度对大鲵肝脏油脂提取率的影响

2.3 正交优化试验

根据单因素试验结果，以正己烷-异丙醇(体积比1∶1)为提取溶剂，超声功率500 W，选取液料比、提取时间、提取温度作为影响油脂提取率因素，以三因素三水平进行正交试验对提取条件进行优化，正交试验设计及结果如表2所示。

表2 正交试验设计及结果

由表2可知，各因素对大鲵肝脏油脂提取率的影响大小依次为：液料比>提取时间>提取温度，即液料比的影响最大，提取时间次之，提取温度的影响最小。优化试验条件为A2B2C2，即液料比10∶1，提取时间30 min，提取温度50℃。对优化条件进行验证试验，提取率高达90.86%。

2.4 大鲵肝脏油脂的脂肪酸组成分析

将优化条件下所提取的大鲵肝脏油脂经甲酯化处理，其脂肪酸组成采用气相色谱法进行分析，通过标准品对照对其脂肪酸组成进行定性分析，并按峰面积归一化法进行定量分析[15]。大鲵肝脏油脂脂肪酸气相色谱图如图4所示，大鲵肝脏油脂脂肪酸种类及相对含量如表3所示。

图4 大鲵肝脏油脂脂肪酸气相色谱图

峰号脂肪酸保留时间/min相对含量/%1十四碳酸C14∶015.011.782十六碳酸C16∶019.2621.9639-十六碳烯酸C16∶119.798.464十八碳酸C18∶023.133.765油酸C18∶123.5222.916亚油酸C18∶223.645.737γ-亚麻酸C18∶3ω-624.3914.198α-亚麻酸C18∶3ω-325.733.219二十碳四烯酸C20∶430.767.3710二十二碳酸C22∶033.194.2711二十四碳酸C24∶043.742.1812二十二碳六烯酸C22∶6(DHA)45.854.18

由表3可知，大鲵肝脏油脂中主要含12种脂肪酸：C18∶1 22.91%、C16∶0 21.96%、C18∶3ω-6 14.19%、C16∶1 8.46%、C20∶4 7.37%、C18∶2 5.73%、C22∶0 4.27%、C22∶6 4.18%、C18∶0 3.76%、C18∶3ω-3 3.21%、C24∶0 2.18%、C14∶0 1.78%。其中饱和脂肪酸(SFA)占33.95%，不饱和脂肪酸(UFA)占66.05%，单不饱和脂肪酸(MUFA)占31.37%，多不饱和脂肪酸(PUFA)占34.68%，UFA与SFA比值为1.95，ω-6型PUFA占27.29%，ω-3型PUFA占7.39%，ω-6型PUFA与ω-3型PUFA比值为3.69，表明大鲵肝脏具有较高的营养价值和脂质开发潜力。

3 结 论

(1)通过单因素试验和正交试验优化得到超声辅助提取大鲵肝脏油脂的最佳条件为正己烷-异丙醇(体积比1∶1)为提取溶剂，超声功率500 W，液料比10∶1，提取温度50℃，提取时间30 min，在该提取条件下，大鲵肝脏油脂的提取率为90.86%。

(2)大鲵肝脏油脂中主要含12种脂肪酸：C18∶1 22.91%、C16∶0 21.96%、C18∶3ω-6 14.19%、C16∶1 8.46%、C20∶4 7.37%、C18∶2 5.73%、C22∶0 4.27%、C22∶6 4.18%、C18∶0 3.76%、C18∶3ω-3 3.21%、C24∶0 2.18%、C14∶0 1.78%。其中饱和脂肪酸(SFA)占33.95%，不饱和脂肪酸(UFA)占66.05%，单不饱和脂肪酸(MUFA)占31.37%，多不饱和脂肪酸(PUFA)占34.68%，UFA与SFA比值为1.95，ω-6 型PUFA占27.29%，ω-3型PUFA占7.39%，ω-6型PUFA与ω-3型PUFA比值为3.69，表明大鲵肝脏具有较高的营养价值和脂质开发潜力。

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Ultrasound-assisted extraction of oil fromAndriasdavidianusliver and analysis of fatty acid composition

HU Daihua1,2

(1. Vitamin D Research Institute/Institute of Chinese Giant Salamander, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000, Shaanxi, China; 2.College of Food Science and Engineering,Northwest A & F University, Yangling 712100, Shaanxi, China)

The ultrasound-assisted extraction of oil fromAndriasdavidianusliver was studied and the fatty acid composition of the oil was analyzed by gas chromatography. The optimal conditions of ultrasound-assisted extraction of oil fromAndriasdavidianusliver were obtained as follows: with hexane-isopropanol (volume ratio 1∶1) as extraction solvent, ultrasonic power 500 W, ratio of liquid to material 10∶1, extraction time 30 min and extraction temperature 50℃. Under these conditions, the extraction rate was 90.86%. There were 12 kinds of fatty acids inAndriasdavidianusliver oil. The contents of saturated fatty acids (SFA), unsaturated fatty acids(UFA), monounsaturated fatty acids(MUFA), polyunsaturated fatty acids(PUFA),ω-6 PUFA andω-3 PUFA were 33.95%, 66.05%, 31.37%, 34.68%, 27.29% and 7.39% respectively. The ratios of UFA to SFA andω-6 PUFA toω-3 PUFA were 1.95 and 3.69 respectively. The results indicated thatAndriasdavidianusliver had a high nutritional value and considerable potential for oil exploitation.

Andriasdavidianusliver; oil; ultrasound; extraction; fatty acid composition

2016-09-01;

2017-02-04

陕西理工大学博士后科研专项项目(SLGBH16-04)；陕西理工大学校级项目(SLGKY16-19)

胡代花(1983)，女，讲师，博士，研究方向为生物资源开发与应用(E-mail)hudaihua007@163.com。

TS251.9; TQ645.6

A

1003-7969(2017)06-0012-04