蔗糖溶液辅助水剂法提取苦杏仁油的工艺研究

周 末，张凌雁，于修烛，黄淑娴，刘 露(西北农林科技大学 食品科学与工程学院，陕西 杨凌712100)

苦杏仁为蔷薇科杏属植物成熟种子，富含脂肪、蛋白质、多种矿物质元素和维生素，具有良好的药用价值和食用价值[1]。苦杏仁油是一种优良的食用油，含有90%以上的不饱和脂肪酸，可作为高级润滑油，也可应用于化妆品、油漆涂料和香皂等。苦杏仁油提取方法有机械压榨法[2]、溶剂萃取法[3]、超临界萃取取法[4]、超声提取法[5]和水酶法[6]等。机械压榨法提油率不高，饼粕利用率低，同时能耗较大；采用溶剂萃取法虽然提油率高，但是造成的溶剂残留和环境污染等问题仍不容忽视；超临界萃取和超声提取设备要求较高，投入成本大，限制了生产能力。水酶法中酶用量较大，成本较高，工业应用较为困难。水剂法所提毛油品质较好，且提取方法绿色环保，但提取工艺中存在乳化现象严重、提油率不高等问题，限制了其发展。盐溶液具有一定的破乳效果，但同时产生的皂化现象会降低油的含量。适当浓度的糖溶液可以降低乳化[7]，且蔗糖价格低廉，应用在水剂法中可提高提油率并降低成本。同时苦杏仁油中含有一定量氢氰酸(HCN)，降低油中HCN含量是提油工艺中关键环节。水剂法提油工艺中包含粉碎、浸提等工序，结合HCN的水溶性，对HCN的去除具有一定的可行性。本文采用蔗糖溶液辅助水剂法提取苦杏仁油，并优化其提油工艺条件，以期为提高出油率和降低苦杏仁油中HCN含量提供参考，为苦杏仁油提取和推广提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 试验材料

杏仁：购于河北承德地区，剔除病虫害果，干燥条件下贮藏备用，经测定其含油率为51.1%(参照GB/T 14772—2008)；石油醚、无水乙醇、无水乙醚、氢氧化钾、硫代硫酸钠等均为分析纯；市售白砂糖等。

FW-100高速万能粉碎机，KDC-40低速离心机，JB90-D电动搅拌器， UV-1200 紫外可见分光光度计， DK-8D 电热恒温水槽等。

1.2 试验方法

1.2.1 苦杏仁油提取工艺

将苦杏仁在温水中浸泡、剥皮，在烘箱中烘干并在干燥条件下贮藏备用。用粉碎机将一定量去皮后的苦杏仁粉碎，在无油脂渗出的情况下，尽可能减小苦杏仁粉粒径；配置一定浓度的蔗糖溶液并按照一定的液料比与苦杏仁粉混合；控制相同的搅拌速度，使溶液和原料混合均匀，并控制好浸提温度；处理结束后，将浆料在4 000 r/min转速下离心15 min，吸取上层清油，计算苦杏仁提油率。

1.2.2 苦杏仁油理化指标及HCN含量的测定

透明度、气味、滋味测定参照GB/T 5525—2008；水分及挥发物测定参照GB 5528—2008；酸值测定参照GB/T 5530—2005；皂化值测定参照GB/T 5534—2008；过氧化值测定参照GB/T 5538—2005；折光指数测定参照GB/T 5527—2010；色泽测定参照GB/T 22460—2008；相对密度测定参照GB/T 5526—1985；HCN含量测定参照GB/T 13084—2006。

1.2.3 苦杏仁油脂肪酸组成分析

采用气相色谱法进行分析：准确称取30 mg油样于10 mL具塞刻度试管中，加入3 mL乙醇-乙酰氯(体积比95∶5)，在85℃水浴条件下加热1 h，冷却后加水定容至刻度，使用涡流混合器剧烈振荡1 min，用3 mL己烷萃取生成的脂肪酸乙酯，取上层清液注入配备有AOC-20i自动进样器和分流/不分流进样器的气相色谱系统中。使用007-CW Carbowax熔融石英毛细管柱(12 m×0.1 mm×0.1 μm)分离脂肪酸，进样温度和柱温分别为220℃和240℃，使用氮气作为载气，以0.8 mL/min的流速将1 μL样品注入气相色谱仪中，并以标样的保留时间为对照测定各脂肪酸的含量。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 提取温度对提油率的影响

在蔗糖溶液浓度0.6 mol/L、液料比4∶1、提取时间2 h的条件下，考察提取温度对苦杏仁提油率的影响，结果见图1。

图1 提取温度对苦杏仁提油率的影响

由图1可知，在提取温度为55～85℃时，提油率随提取温度升高而逐渐增加。这可能是由于温度升高，所形成的油水乳状液黏度降低，分子运动加剧，游离油脂易从水包油的乳化体系中游离出来，聚集形成大油滴；乳状液的稳定性与油水界面形成的蛋白膜稳定性密切相关，温度升高，蛋白质变性失稳，失去形成稳定界面膜的能力，释放出油脂[8]。随着提取温度的继续升高，反应逐渐平衡，同时水分蒸发加快，液料比减小，故提取温度上升至85℃后，提油率有所下降。综合考虑，选取提取温度为85℃。

2.1.2 蔗糖溶液浓度对提油率的影响

在提取温度85℃、液料比4∶1、提取时间2 h的条件下，考察蔗糖溶液浓度对苦杏仁提油率的影响，结果见图2。

图2 蔗糖溶液浓度对苦杏仁提油率的影响

由图2可知，蔗糖溶液浓度较低时，蔗糖优先加强蛋白质-蛋白质相互作用的能力[7]，蛋白质之间的吸引力增加，提高了液滴接近和聚集的趋势。同时水中加入蔗糖以后，油水间密度差增大，油水分离的效果更加明显[9]。故蔗糖溶液浓度小于0.6 mol/L时，提油率明显增加。但随着蔗糖溶液浓度升高，温度对浆料黏度的影响变小，不利于油滴聚集；另一方面蔗糖增加吸附蛋白质热稳定性的作用占主导地位，界面膜的稳定性增加，乳状液更加稳定，故提油率逐渐降低[10-11]。因此，选取蔗糖溶液浓度为0.6 mol/L。

2.1.3 液料比对提油率的影响

在蔗糖溶液浓度0.6 mol/L、提取温度85℃、提取时间2 h的条件下，考察液料比对苦杏仁提油率的影响，结果见图3。

图3 液料比对苦杏仁提油率的影响

由图3可知，液料比低于4∶1时，离心后所得乳化层厚而密，提油率低。原因可能是所加水量不足，游离油脂不易被非油成分从水包油体系中替代出来，而且料液体系黏稠度大，油滴不易分离，同时浆渣分离也比较困难，存在一定损失。当液料比为5∶1时，提油率最高，表明此时加水量最为适宜，能将浆料中的游离油脂充分替代出来，同时浆渣的黏度和表面张力达到适宜条件，在分离时易将油脂分离出来[12]。液料比大于5∶1时，浆料浓度降低，水与体系中非水成分发生乳化，同时浆渣的黏度和表面张力发生改变，降低了提油率[13]。因此，选取液料比为5∶1。

2.1.4 提取时间对提油率的影响

在蔗糖溶液浓度0.6 mol/L、提取温度85℃、液料比4∶1的条件下，考察提取时间对苦杏仁提油率的影响，结果见图4。

图4 提取时间对苦杏仁提油率的影响

由图4可知，在一定温度和连续搅拌的情况下，反应逐渐进行，细胞壁被打破，游离油脂被释放出来，故3 h以前提油率逐渐增加。随着提取时间的延长，反应逐渐完全，提油率上升趋势趋于平缓。从效率和节能角度考虑，提取时间以3 h为宜。

2.2 响应面试验

在单因素试验基础上，固定提取时间3 h，选取对提油率影响明显的3个因素：蔗糖溶液浓度、提取温度和液料比，采用Box-Behnken 试验设计并进行响应面试验分析，因素水平见表1，响应面试验方案及结果见表2。

表1 因素水平

表2 响应面试验方案及结果

回归模型方差分析见表3。

表3 回归模型方差分析

注：**为差异极显著(P<0.01),*为差异显著(P<0.05)。

通过响应面分析得出的最佳提油工艺条件为蔗糖溶液浓度0.27 mol/L、提取温度94.5℃、液料比6∶1、提取时间3 h，在此条件下预测的理论提油率可达73.57%。为证实模型预测的结果，在最佳提油工艺条件下进行3次重复试验，平均提油率为73.01%，与预测结果具有较好的一致性。

2.3 苦杏仁油理化指标分析(见表4)

表4 苦杏仁油理化指标测定结果

由表4可知，蔗糖溶液辅助水剂法提取的苦杏仁油具有苦杏仁油固有的气味和滋味，澄清、透明，呈金黄色；除水分及挥发物含量偏高外，酸值(KOH)(≤3 mg/g)和过氧化值(≤9.85 mmol/kg)均符合GB 2716—2005要求；折光指数、色泽和相对密度等指标均与相关杏仁油的理化标准一致。

2.4 苦杏仁油中HCN含量分析

对同一批原料，分别采用机械压榨和正己烷为溶剂提取苦杏仁油，与蔗糖溶液辅助水剂法所得苦杏仁油中的HCN含量进行比较分析，结果见表5。

表5 不同提取方法所得苦杏仁油的HCN含量

由表5可知，机械压榨法和溶剂萃取法所得苦杏仁油中的HCN含量相近，而水剂法所得苦杏仁油中的HCN含量明显小于其他两种方法，这可能是由于HCN对水和热的不稳定性而溶解在水中，蔗糖溶液辅助水剂法的提油工艺具有降低苦杏仁油中HCN含量的作用。

2.5 苦杏仁油脂肪酸组成及含量(见表6)

表6 苦杏仁油主要脂肪酸组成及含量

由表6可知，蔗糖溶液辅助水剂法提取的苦杏仁油中不饱和脂肪酸主要为棕榈油酸、油酸和亚油酸，约占总含量的93.57%。与超临界CO2萃取法(93.35%)和溶剂萃取法(93.75%)所得杏仁油不饱和脂肪酸含量相当[14]，表明蔗糖溶液辅助水剂法对苦杏仁油中脂肪酸组成无明显影响。苦杏仁油中油酸和亚油酸含量为92.40%，高于葵花籽油(87.52%)、花生油(78.30%)、橄榄油(89.00%)[15-16]。这些不饱和脂肪酸具有调节血脂、清除血栓和免疫调节等重要的生理功能。表明苦杏仁油是一种富含不饱和脂肪酸的功能性油脂，具有较好的应用前景。

3 结 论

在单因素试验的基础上，采用响应面分析法优化蔗糖溶液辅助水剂法提取苦杏仁油的工艺条件，其最佳工艺条件为蔗糖溶液浓度0.27 mol/L、提取温度94.5℃、液料比6∶1、提取时间3 h，在此条件下苦杏仁提油率可达73.01%。苦杏仁油中氢氰酸含量为7.74 mg/kg，具有较好的脱毒效果。采用蔗糖溶液辅助水剂法提取苦杏仁油，可改善水剂法工艺中的乳化现象，其工艺简单、条件适宜、成本较低，对其他油料的水剂法提取工艺具有一定的参考价值。

[1] 李科友，史清华，朱海兰，等. 苦杏仁化学成分的研究[J]. 西北林学院学报，2004，19(2)：124-126.

[2] 赵哲，张绍英，丁玉振，等. 液压榨油机低温浸榨杏仁油的工艺研究[J]. 食品科学，2009，30(8)：142-146.

[3] 张郁松. 索氏法提取杏仁油的工艺研究[J]. 粮油加工，2007(10)：70-72.

[4] 吴素萍. 超临界CO2萃取苦杏仁油工艺条件的探讨[J]. 粮油加工，2008(6)：51-53.

[5] 赵文彬，刘金荣，但建明，等. 苦杏仁油的超声提取[J]. 时珍国医国药，2002，13(5)：18-19.

[6] 盛小娜，王璋，许时婴. 水酶法提取甜杏仁油及水解蛋白的研究[J]. 中国油脂，2007，32(11)：26-30.

[7] KIM H J, DECKER E A, MCCLEMENTS D J. Influence of sucrose on droplet flocculation in hexadecane oil-in-water emulsions stabilized bybeta-lactoglobulin[J]. J Agric Food Chem, 2003, 51:766-772.

[8] 陈兴誉，于修烛，虞剑泉，等. 响应面分析法优化油茶籽油水剂法提取工艺[J]. 食品科学，2012，33(20)：85-88.

[9] 王慧，程丽华，王平，等. W/O型乳状液破乳技术进展[J]. 应用化工，2012，41(8)：1434-1438.

[10] KULMYRZAEV A, BRYANT C, MCClLEMENTS D J. Influence of sucrose on the thermal denaturation, gelation, and emulsion stabilization of whey proteins[J]. J Agric Food Chem, 2000, 48(5):1593-1597.

[11] 张建俊，于淑娟，徐献兵，等. 糖对蚝油流变性影响[J]. 食品工业科技，2010，31(2)：101-103.

[12] 刘淼. 核桃仁水剂法取油工艺及核桃乳的研究[D]. 江苏 无锡：江南大学，2004.

[13] 马云辉，裘爱泳，史小华. 水剂法提取小核桃仁油的工艺研究[J]. 食品工业，2007(1)：13-15.

[14] 许晖，孙兰萍，张斌，等. 超临界CO2萃取杏仁油的响应面优化[J]. 中国粮油学报，2008，23(1)：93-98.

[15] 董煚，李晓蓉. 四种油料作物中脂肪酸的测定[J]. 甘肃科技，2010，26(22)：171-176.

[16] 姚云游. 花生油与橄榄油营养价值的比较[J]. 中国油脂，2005，30(4)：66-68.