超声波辅助提取苏籽油工艺优化*

蒋　纬　张观凤　胡　颖，2***

1（遵义医学院公共卫生学院，贵州遵义563000）2（贵州省预防医学试验教学示范中心，贵州遵义563000）

3（遵义医药高等专科学校卫生管理系，贵州遵义563000）

紫苏籽，也称苏籽或颖子，含有丰富的脂肪和蛋白质，是迄今为止发现的含α-亚麻酸最多的植物物种，其含油量高达45%～50%，且总脂肪酸中60%左右均为α-亚麻酸。α-亚麻酸为十八碳三烯酸，是大脑和神经活动所必需的脂肪酸，人体自身不能合成，必须由食物供给。α-亚麻酸在体内酶的作用下经肝脏代谢生成EPA（血管清道夫）和DHA（脑黄金），具有显著的药理作用和营养价值，被称为“21世纪绿色营养保健食品”。

目前，文献报道油脂的提取方法主要有压榨法、溶剂提取法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法、搅拌提取法、索氏萃取法、亚临界萃取法、超临界CO2萃取法、水酶法等。因压榨法、溶剂提取法、搅拌提取法、索氏萃取法等传统提取方法具有出油率低、原料浪费大、效率低等缺点，现阶段主要采用微波辅助提取法、超声波辅助提取法和超临界CO2萃取法。因超声波萃取法具有萃取率高、速度快、效率高、能耗低等优点，尤其对天然产物和生物活性成分的提取具有特殊优势，在油脂提取中越来越受欢迎。

1　材料与方法

1.1　试验试剂及材料

1.1.1　原料与试剂

生苏籽，市售。

正己烷、甲醇，色谱纯；无水硫酸钠、乙醚、氢氧化钾，均为分析纯。

1.1.2　仪器与设备

SKG1208型粉碎机，佛山艾特凯奇电气有限公司；NewClassic MS型电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；SG8200HPT型超声波清洗仪，上海冠特超声仪器有限公司；RE52CS型旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂；气象色谱仪，美国安捷伦科技有限公司。

1.2　试验方法与步骤

1.2.1　苏籽样品的预处理

取一定量的苏籽，对其进行筛选，去其杂质，清水漂洗，干燥后随机选取苏籽若干，粉碎研磨，以备试验用。

1.2.2　超声波辅助提取苏籽油单因素试验

苏籽预处理后，进行超声波辅助提取优化试验。分别对料液比、超声波功率、超声波提取温度及超声波提取时间对苏籽得油率的影响进行单因素试验。一定条件作用后，真空泵抽滤，旋转蒸发仪减压回收溶剂，得油脂，并计算得油率，以得油率的大小作为指标，从而获得料液比、超声波功率、超声温度及超声时间等单因素的处理优化条件，重复3次。

1.2.3　超声波辅助提取苏籽油正交试验

在上述单因素试验的基础上，根据单因素试验优化结果，对不同的料液比、超声功率、超声温度、超声时间进行4因素3水平正交试验。

1.2.4　气相色谱法测定α-亚麻酸含量

氢氧化钾－甲醇酯化法：用移液管吸取0.1 mL脂肪酸置于10 mL容量瓶中，依次加入1 mL乙醚-正己烷混合溶液（乙醚∶正己烷＝2:1） 和1 mL氢氧化钾（0.8 mol/L）－甲醇溶液，充分振荡，静置5 min后加蒸馏水至刻度，静置分层，吸上清液，加入少量无水硫酸钠干燥过夜，做GC分析。

色谱条件：色谱柱，Agilent 19091X-233 HP-1 Bonded Polyethlene Glycol（30 m × 0.320 mm，0.25 μm）。载气为氮气；检测器为氢火焰离子化检测器（FID）；进样口温度为250℃，检测器温度为270℃。氢气40 mL/min；空气400 mL/min；分流比10∶1；进样量 1 μL。恒流进样，流速 1 mL/min，平均线速度21 cm/s。升温程序：起始温度90℃，7℃/min到190℃，3℃/min到215℃，保持10min，20℃/min到230℃后运行5 min。

1.2.5　结果的定量及分析

1.2.5.1　得油率的计算

1.2.5.2　α-亚麻酸含量的计算

m=m1×0.952，

m1=CMV，

式中：m——α-亚麻酸含量；

m1——α-亚麻酸甲酯含量；

C——标准曲线相应峰面积对应浓度；

M——α-亚麻酸甲酯相对分子质量；

V——进样体积。

样品经甲酯化再进行色谱分析，计算α-亚麻酸含量时，需将α-亚麻酸甲酯乘上系数0.952，该系数为α-亚麻酸分子量和α-亚麻酸甲酯分子量之比。

1.2.6　数据处理

试验数据采用SPSS 18.0进行统计分析，按照完全随机的设计要求收集整理数据，结局指标按照均值±标准差表示，组间差异运用单因素方差分析检验，α=0.05。

2　结果与分析

2.1　超声波辅助提取苏籽油单因素试验结果

在预试验基础上，选用料液比、超声波功率、超声波提取时间以及超声波提取温度作为考察因子，以苏籽得油率作为指标进行超声波辅助提取苏

籽油脂单因素试验。

2.1.1　料液比对出油率的影响

以正己烷为提取溶剂，固定试验参数在超声功率为50 W、超声波提取时间为60 min、超声波提取温度为40℃的条件下，研究不同料液比对苏籽油得率的影响，试验结果如图1所示。

图1　料液比对油脂得率影响

由图1可知，料液比为1∶35时，苏籽油得率显著提高，料液比达到1∶55时苏籽油得率最高，进一步增加提取剂比例，得油率显著降低（P＜0.05）。综合考虑苏籽油得率及色泽、气味等感官性状，料液比选择1∶55为宜。

2.1.2　超声波功率对出油率的影响

以正己烷为提取溶剂，在料液比1∶55（g∶mL）、超声波提取温度40℃、超声波提取时间60 min的条件下，考察不同超声波功率对苏籽得油率的影响，试验结果如图2所示。

图2　超声功率对油脂得率影响

由图2可以看出，超声功率提高至50 W，苏籽油得率显著提高，超声功率进一步升高其得油率无显著变化（P＜0.05），综合考虑苏籽油得率及色泽、气味等感官性状，超声波功率选择50 W为宜。

2.1.3　超声时间对出油率的影响

以正己烷为提取溶剂，在料液比1∶55（g∶mL）、超声波功率50 W、超声提取温度40℃的条件下，考察不同超声提取时间对苏籽油得率的影响，试验结果如图3所示。

图3　提取时间对油脂得率影响

由图3可以看出，一定范围内超声提取时间对苏籽油得率无显著影响，当提取时间延长至140 min后，得油率显著降低（P＜0.05）。从数值上看，提取时间为120 min时，苏籽油得率最高，随后明显下降。综合考虑所提取苏籽油得油率大小及色泽、气味等感官性状，超声提取时间选择120 min为宜。

2.1.4　超声波提取温度对出油率的影响

以正己烷为提取溶剂，在料液比1∶55（g∶mL）、超声波提取时间120 min、超声波功率50 W的条件下，考察不同超声波提取温度对苏籽油得率的影响，试验结果如图4所示。

图4　提取温度对油脂得率影响

由图4可知，超声提取温度在一定范围内，苏籽油得率随提取温度的提高无显著性变化（P＜0.05）。当提取温度为50℃时，苏籽油得率最高，当温度升至80℃时，苏籽油得率显著降低。综合考虑苏籽油得率及色泽、气味等感官性状，超声提取温度选择50℃为宜。

2.2　超声波辅助提取苏籽油正交试验

以料液比（A）、提取时间（B）、提取温度（C）、超声功率（D） 为考察因素，以苏籽油得率为评价指标，进行L9(34)正交试验，因素水平见表1，试验结果见表2，方差分析见表3。

表1　正交试验因素水平表

表2　正交试验结果

表3　超声处理苏籽得油率的方差分析（α=0.05）

由表2极差分析可知，影响苏籽油提取率的因素从大到小依次为：A＞C＞D＞B，即超声提取时间＞料液比＞超声波功率＞超声提取温度。由表3方差分析结果可知，在检验校准为α=0.05的条件下，各因素对苏籽油得率均有显著影响。

综合比较，超声波辅助提取苏籽油的最优工艺条件组合为：Α3B3C2D1，即超声提取时间为125 min，超声提取温度为55℃，料液比为1∶55，超声波功率为50 W。对此最优工艺条件进行3次验证试验，苏籽油得率分别为34.76%、35.14%、34.74%，均值34.88%。此最优工艺条件下苏籽提取油量在实际油量范围，虽相对其他提取方法的得油率优势不明显，但所得苏籽油油色淡黄、油质澄清、油品较优。

2.3　气相色谱法测定最佳工艺条件下α-亚麻酸含量

精密称取上述超声波辅助最优提取工艺条件下所得苏籽油，按照1.2.4所示方法制备样品待测液，上机检测，根据标准曲线计算α-亚麻酸含量。试验结果表明，在此最佳工艺条件下，超声波辅助提取苏籽油α-亚麻酸含量为0.121 3 mg/μL，占总油量的15.2%。

3　结论

超声波辅助提取苏籽油，最佳提取工艺为：料液比1∶55，超声功率50 W，提取时间125 min，提取温度55℃。在此最优工艺条件下，苏籽油得率为34.88%。

对超声波辅助提取的苏籽油中α-亚麻酸含量进行GC测定，其含量为0.121 3 mg/μL，占苏籽总油量的15.2%。

利用超声波辅助提取所得的苏籽油油色淡黄、油质澄清、油品较优。苏籽油富含α-亚麻酸，药食同源，具有广阔的开发前景，寻找得油率高且油质好的提取方法依然可作为今后苏籽油研究的方向之一。

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