不同提取方法对大扁杏仁油品质的影响

薛焕焕， 张海生， 赵鑫帅， 薛 菁， 孙钰涵

(陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西 西安 710119)

大扁杏，又叫仁用杏，是西伯利亚杏和普通杏二者自然杂交的品种，是中国特有的经济林树种之一[1]。抗寒、抗旱、适应性等方面介于普通杏和西伯利亚杏之间，其开发利用价值高，在中国西北、华北地区广泛种植。大扁杏果肉营养价值高，其中有机酸、蛋白质、脂肪、微量元素含量和其他抗氧化活性物质含量与其他果品相比，有明显的优势，是一种优良的食品原料[2]。杏仁中营养成分丰富，其中因具有高含量的维生素E和非金属元素硒等优点，在抗衰老方面具有一定的作用；此外杏仁及其活性成分具有抗肿瘤、抗高血脂、保护肝脏等药理功能，是一种潜在的药用资源[3-5]。除此之外，杏仁油作为一种功能性食用油原料，富含不饱和脂肪酸，具有预防动脉硬化、心血管疾病和抗衰老等功效，深受广大消费者的欢迎[6-9]。同时，杏仁油还可用作制造香皂和油漆涂料等的原料[10]。因此,杏仁具有很高的营养和保健价值。

杏仁油的提取多采用压榨法和溶剂浸提法。压榨法出油率低，耗时长；溶剂浸提法工艺繁琐，耗时较长，毛油质量差且还残留一定溶剂[11-13]。近年来，随着油脂提取方法的发展，超声波辅助提取法已应用于油脂的提取[14-15]。但有关不同方法提取杏仁油的比较研究报道较少。本试验采用冷榨法、索氏提取、有机溶剂浸提和超声波辅助提取4种方法提取杏仁油，对其提取率、理化指标、脂肪酸成分进行比较，从而筛选出最合适的提取方法，为杏仁的制油技术开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

大扁杏杏仁，陕西省榆林市榆阳区旺达扁杏加工厂生产。

石油醚(60～90 ℃)、三氟化硼、酚酞，天津市科密欧化学试剂有限公司产品。三氯甲烷、无水乙醚、无水乙醇、甲醇，天津市富宇精细化工有限公司产品。正己烷为色谱纯，Thermo Fisher Scientific公司产品。

1.2 仪器与设备

YF-178健康油坊自动榨油机，深圳市健康油坊电器有限公司产品。LXJ-Ⅱ型大容量低速离心机，上海医用分析仪器厂产品。KQ-300VDE型三频数控超声波清洗器，昆山超声仪器有限公司产品。GC-14C气相色谱仪，配FID检测器。

1.3 杏仁油提取方法

1.3.1 冷榨法 称取烘干的杏仁放入榨油机中，调节速度以出油排渣，并进行二次重复压榨。榨出的毛油以4 000 r/min离心20 min，将得到澄清油准确称量并记录，计算杏仁油提取率。杏仁油提取率计算公式：T=[(m1-m2)/m]×100%，式中，T为杏仁油提取率(%)，m1为接收瓶和杏仁油质量(g)，m2为接收瓶质量(g)，m为杏仁原料质量(g)。

1.3.2 索氏提取法 称取一定量的杏仁粉(杏仁粉碎过100目筛)，置于索氏提取器中，按照1∶12(g/ml)的比例加入三氯甲烷，并于80 ℃恒温水浴箱中，索氏抽提3 h，并进行二次抽提。合并2次的提取液，旋转蒸发分离溶剂和杏仁油，得到杏仁粗油，准确称量并计算杏仁油提取率。

1.3.3 有机溶剂浸提法 准确称取杏仁粉于烧杯中，按照1∶12(g/ml)的比例加入石油醚，振荡提取12 h后进行抽滤，旋转蒸发将溶剂和杏仁油分离，油脂离心去除残渣，得到粗油，准确称量并计算杏仁油提取率。

1.3.4 超声波辅助提取法 称取一定量的杏仁粉，按比例加入一定量石油醚，封口放置于30 ℃水温的数控超声波清洗仪中进行超声提取。提取结束后，抽滤分离，将滤液旋转蒸发回收溶剂，然后将提取物离心去除沉淀，准确称量计算杏仁油的提取率。

1.4 杏仁油理化指标测定

杏仁油透明度、气味、滋味鉴定依照GB/T 5525-2008的方法进行评价，折光指数测定参照GB/T 5527-2010的方法，比重测定参照 GB/T5526-1985的方法，酸价测定参照GB/T 5530-2005的方法，碘价测定参照GB/T 5532-2008的方法，皂化值测定参照GB/T 5534-2008的方法，过氧化值测定参照GB/T 5538-2005的方法。

1.5 杏仁油脂肪酸组成分析

杏仁油的甲酯化制备参照GB/T 17376-2008的三氟化硼甲酯化方法。

杏仁油脂肪酸组成分析的气相色谱条件：色谱柱为DB-225MS(30 m×0.32 mm×0.25 μm)，气化室温度230 ℃，检测室温度250 ℃，柱箱温度170 ℃，15 ℃/min升温到200 ℃，1 ℃/min升温到220 ℃并保持10 min，载气为氮气(140 KPa)，进样量1.0 μl。

1.6 超声波辅助提取工艺条件优化

对超声波辅助提取方法设计单因素试验，分别研究不同的料液比、频率、功率和提取时间对杏仁油提取率的影响，得到最佳单因素条件。在单因素试验结果的基础上，设计正交优化试验，对其结果进行分析，确定最佳提取工艺条件。

1.7 数据统计分析

采用 SPSS 17.0 软件(SPSSInc, Chicago, IL, USA)进行统计分析，数据结果以平均值±标准差(n=3)表示。采用Duncan’s多元回归方法分析0.05水平上均值的显著性差异。

2 结果和分析

2.1 不同提取方法对大扁杏仁油提取率的影响

由表1可以看出，不同提取油脂方法对杏仁油提取率有明显影响。其中索氏提取法的提取率最高，达到49.00%；有机溶剂浸提法最低，仅为31.99%；冷榨法和超声波辅助提取法两种方法的提取率相差不大，分别为44.87%、43.21%。索氏提取法的优点是溶剂与原料能充分接触且不断地进行回流操作充分萃取，缺点是提取的油脂中含有较多的杂质，所需时间较长且不断加热会加深油脂颜色，化学成分发生变化，对品质产生一定的影响。有机溶剂浸提法的油脂提取率较低，且有残余溶剂遗留，操作时间长。冷榨法制得的毛油质量好，风味佳。超声波辅助提取法主要利用的是热效应、机械效应和空化效应。热效应能加快物质的溶解速度，机械效应强化介质的扩散、传播，空化效应是利用介质内微气泡破裂时形成的压力加强物质的释放，可大大缩短提取时间，所提油脂质量较好，但仍含有少量的溶剂残留。

2.2 不同方法提取的大扁杏仁油理化指标

4种方法所制取的杏仁油均澄清透明，在气味、滋味方面除冷榨法外，其余3种方法制取的油脂均有轻微异常气味(表2)，这可能是因为在提取过程中加入的有机溶剂回收不完全，导致有轻微的溶剂味。4种方法对杏仁油的折光指数、比重和碘价均无明显影响。与普通植物油相比，杏仁油折光指数差异不大，但比重较低，说明杏仁油的分子质量小、不饱和度高[16]。碘价可以反映油脂的不饱和度。4种提取方法中，超声波辅助提取法提取的杏仁油碘价最高，油脂不饱和度最大，不饱和脂肪酸含量最高，而有机溶剂浸提法提取的油脂不饱和脂肪酸含量最低。

表1不同提取方法的大扁杏仁油提取率

Table1Almondoilyieldunderdifferentextractionmethods

提取方法油脂提取率(%)冷榨法44．87±1．39b索氏提取法49．00±1．65a有机溶剂浸提法31．99±1．47c超声波辅助提取法43．21±1．28b

不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。

酸价和过氧化值是判定油脂品质好坏的重要指标，二者的值越小，油脂品质越好，4种方法所得油脂均符合国家标准。索氏提取法所得油脂酸价稍高于其他方法，这可能是由于长时间的高温提取使得油脂分解而产生较多的游离脂肪酸[17],冷榨法制取的油脂酸价最低。由表2中还可看出，索氏提取法油脂过氧化值最高，有机溶剂浸提法和冷榨法相差不大，超声波辅助提取法油脂过氧化值最低。原因可能是由于索氏提取法中持续高温回流提取，加速了油脂的氧化，而其余3种方法提取温度较低，时间短，被氧化程度较低，所以过氧化值较低[17]。

皂化值反映油脂的纯度，游离脂肪酸会影响油脂的皂化值[18]。4种方法中索氏提取法制得的杏仁油皂化值最高，达到415.51 mg/g，说明此方法制得的油脂纯度较低；超声波辅助提取法制得的油脂皂化值最低，仅为169.32 mg/g，说明油脂纯度最高；有机溶剂浸提法和冷榨法两种方法制得的油脂皂化值介于上述两种方法之间，因此纯度也介于两者之间。

表2不同方法提取的杏仁油理化特性

Table2Physicalandchemicalpropertiesofalmondoilextractedbydifferentextractionmethods

提取方法气味、滋味透明度折光指数(20℃)比重(Y4℃22℃)酸价(以KOH计)(mg/g)碘价(以I2计)(g/kg)皂化价(以KOH计)(mg/g)过氧化值(mmol/kg)冷榨法具有固有的香味和滋味，无异味透明1．47±0．04a0．89±0．03a0．93±0．11b891．2±20．3a211．79±13．75b0．11±0．03b索氏提取法有少量异常气味，具有溶剂味透明1．47±0．08a0．88±0．02a1．2±0．14a893．2±16．5a415．51±20．32a0．17±0．02a有机溶剂浸提法有异常气味，具有溶剂味透明1．47±0．10a0．89±0．07a0．94±0．08b888．7±18．3a219．28±14．46b0．13±0．02a超声波辅助提取法有少量异常气味，具有溶剂味透明1．47±0．11a0．88±0．03a0．98±0．07b894．0±21．6a169．32±7．79c0．09±0．02b

同一列中不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。

2.3 不同方法提取的大扁杏仁油脂肪酸组成

4种不同提取方法对杏仁油脂肪酸组成和含量的影响均较小(表3)。4种方法提取的杏仁油中都含有油酸、亚油酸、棕榈酸、棕榈一烯酸、硬脂酸，其中以油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸为主，二者的含量都分别占70%、21%以上。索氏提取法所得油脂中油酸含量最多，而有机溶剂浸提法所得油脂中油酸含量最少。对于人体必需脂肪酸亚油酸，有机溶剂浸提法所得的油脂中含量最大，其余方法间没有明显差异。除此之外，索氏提取法和超声波辅助提取法提取的杏仁油中还检出少量亚麻酸，含量为0.2%。

综上比较，超声波辅助提取法优于其他提取方法。因此，针对超声波辅助提取法进一步优化其提取工艺。

表3不同方法提取的杏仁油脂肪酸组成

Table3Fattyacidcompositionofalmondoilextractedbydifferentextractionmethods

提取方法 棕榈酸(C16∶0)含量(%)棕榈一烯酸(C16∶1)含量(%)硬脂酸(C16∶1)含量(%)油酸(C18∶1)含量(%)亚油酸(C18∶2)含量(%)亚麻酸(C18∶3)含量(%)冷榨法4．401．001．1072．4021．10未检出索氏提取法4．200．701．0072．7021．100．20有机溶剂浸提法4．601．301．6070．9021．60未检出超声波辅助提取法4．101．201．3071．6021．300．20

2.4 超声波辅助提取工艺优化

2.4.1 单因素试验

2.4.1.1 料液比对杏仁油提取率的影响 参照文献[19]，选取超声波频率50 Hz，超声波功率180 W，提取时间10 min，提取温度30 ℃，料液比分别为1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12，测定杏仁油的提取率(图1)。

由图1可知，随着提取剂用量的增加，杏仁油提取率逐渐增加，当料液比达到1∶8时，提取率增长缓慢并趋向稳定。这是由于随着溶剂用量的增加，油脂的浓度逐渐降低，杏仁颗粒与溶剂接触面的浓度差也随之增加，从而加大了油脂与溶剂的扩散速率，提取率增大。但继续增加溶剂量时，杏仁中的绝大部分油脂已被溶解出来，提取率也不会明显增加。因此，本试验选择料液比1∶8。

图1 杏仁油提取率与料液比变化关系Fig.1 The relationship between the yield of almond oil and the ratio of solid to liquid

2.4.1.2 超声波频率对杏仁油提取率的影响 选取料液比1∶8、超声波功率180 W、提取时间10 min、提取温度30 ℃，超声波频率分别为20 Hz、30 Hz、40 Hz、50 Hz、60 Hz、70 Hz，测定杏仁油提取率。结果(图2)显示，在相同的超声波条件下，杏仁油的提取率随着超声波频率的增大先升高后降低，在频率为60 Hz时提取率达到最高。这是由于超声波频率的作用主要表现为空穴作用。空穴作用产生的强度取决于气泡的形成，且气泡瞬时崩塌产生的强化作用加快植物细胞内含物的释放，从而达到提高提取率的目的。达到最高值之后提取率降低，可能是与空穴作用的减弱有关。因此，本试验选择超声波频率为60 Hz。

图2 杏仁油提取率与超声波频率变化关系Fig.2 The relationship between the yield of almond oil and the frequency of ultrasonic wave

2.4.1.3 超声波功率对杏仁油提取率的影响 选取料液比1∶8、超声波频率60 Hz、提取时间10 min、提取温度30 ℃，超声波功率分别为180 W、210 W、240 W、270 W、300 W，测定杏仁油提取率。结果(图3)显示，随着超声波功率的增加，杏仁油提取率随之缓慢增加，但当功率高于240 W后，提取率呈现下降趋势。这是因为超声波提取主要利用的是热效应、机械效应和空化效应。其中热效应能加快物质的溶解速度，机械效应强化介质的扩散、传播。空化效应是介质内的微气泡破裂时形成的压力，加强了物质的释放。超声波功率过大时，空穴作用减弱，甚至发挥不到空化效果，从而影响提取率[20]。因此，本试验选择超声波功率为240 W。

图3 杏仁油提取率与超声波功率变化关系Fig.3 The relationship between the yield of almond oil and ultrasonic power

2.4.1.4 超声波提取时间对杏仁油提取率的影响 选取料液比1∶8、超声波频率60 Hz、超声波功率240 W、提取温度30 ℃，提取时间分别为5 min、10 min、15 min、20 min、25 min、30 min时的杏仁油提取率。结果(图4)显示，随着提取时间的延长，提取率也随之增大，但提取时间超过25 min 后，增加幅度较小。这是因为当提取达到一定程度时，提取过程达到了动态平衡。因此，综合考虑提取效率，本试验选择提取时间25 min。

图4 杏仁油提取率与提取时间变化关系Fig.4 The relationship between the yield of almond oil and extraction time

2.4.2 正交优化试验 根据上述单因素试验结果，选用L16(45)正交表设计试验，对杏仁油的超声波辅助提取工艺条件进行优化，以杏仁油的提取率作为评价标准。试验方案及结果见表4，方差分析结果见表5。

由表4可看出，通过极差比较发现，各因素对杏仁油提取率的影响顺序为A>D>B>C，即料液比>提取时间>超声波频率>超声波功率。由表5可知，料液比是显著的影响因素。超声波辅助提取法提取杏仁油的最佳条件组合是A4B3C4D4，即料液比为1∶12，超声频率为60 Hz，超声功率为270 W，提取时间为25 min。在此条件下试验得到的杏仁油提取率为45.85%。

表4杏仁油超声波辅助提取工艺优化的L16(45)正交试验

Table4L16(45)orthogonaltestoforthogonaloptimizationofultrasonic-assistedextractionmethod

序号因素A料液比(g/ml)B超声波频率(Hz)C超声波功率(W)D提取时间(min)空列提取率(%)11(1∶6)1(40)1(180)1(10)1(1∶6)33．2221(1∶6)2(50)2(210)2(15)231．2031(1∶6)3(60)3(240)3(20)333．3041(1∶6)4(70)4(270)4(25)433．3652(1∶8)1(40)2(210)3(20)435．8162(1∶8)2(50)1(180)4(25)334．2672(1∶8)3(60)4(270)1(10)237．8982(1∶8)4(70)3(240)2(15)135．4693(1∶10)1(40)3(240)4(25)240．40103(1∶10)2(50)4(270)3(20)138．42113(1∶10)3(60)1(180)2(15)437．33123(1∶10)4(70)2(210)1(10)334．60134(1∶12)1(40)4(270)2(15)340．85144(1∶12)2(50)3(240)1(10)439．40154(1∶12)3(60)2(210)4(25)145．77164(1∶12)4(70)1(180)3(20)244．32k132．7737．5737．2836．2838．22k235．8635．8236．8536．2138．45k337．6938．5737．1437．9635．75k442．5936．9437．6338．4636．48R9．822．750．782．252．70最优组合A4(1∶12)B3(60)C4(270)D4(25)

表5杏仁油超声波辅助提取工艺优化正交试验方差分析表

Table5Varianceanalysistableoforthogonaltestoforthogonaloptimizationofultrasonic-assistedextractionmethod

变异来源偏差平方和自由度方差F值显著性A料液比202．6700367．56009．450∗B超声波频率15．971635．32390．720C超声波功率1．275830．42530．062D提取时间15．865635．28850．753误差20．890336．9634总和256．670015

F0.05(3,3)=9.28，F0.01(3,3)=29.46。

2.4.3 优化方法提取的杏仁油理化指标及脂肪酸组成 对在上述优化工艺条件下提取得到的杏仁油测定理化指标并且进行气相色谱分析(表6、表7)。由表6可知，在此最佳工艺条件下提取的杏仁油各项理化指标均达到国家标准，说明超声波辅助提取法可以用于杏仁油的提取。由表7可知，超声波辅助提取的杏仁油经气相色谱分析共鉴定出6种脂肪酸，脂肪酸总含量达到99.80%。其中不饱和脂肪酸含量95.70%，以油酸(72.60%)和亚油酸(21.10%)为主，此外，硬脂酸含量为1.00%，棕榈一烯酸0.80%，亚麻酸0.20%；饱和脂肪酸只鉴定出棕榈酸(4.10%)一种。相对于其他植物油，大扁杏仁油油酸和亚油酸含量很高。油酸可以作为一种补充单不饱和脂肪酸的油脂资源应用于食品保健方面[21]。亚油酸作为一种必需脂肪酸，对于高血脂症患者来说，具有降低血脂水平和预防心血管疾病的作用[22]。

表6优化后超声波辅助提取法提取的杏仁油的理化指标

Table6Thephysicalandchemicalindicatorsofalmondoilextractedbytheimprovedultrasonic-assistedextractionmethod

理化指标测定结果气味、滋味有轻微异常气味透明度透明折光指数(20℃)1．47±0．07比重(Y4℃22℃)0．88±0．02酸价(以KOH计)(mg/g)0．98±0．06碘价(以I2计)(g/kg)894．3±20．3皂化价(以KOH计)(mg/g)168．76±8．46过氧化值(mmol/kg)0．09±0．02

表7优化后超声波辅助提取法提取的杏仁油脂肪酸组成和相对含量

Table7Fattyacidcompositionandrelativecontentofalmondoilextractedbytheimprovedultrasonic-assistedextractionmethod

脂肪酸相对含量(%)棕榈酸(C16∶0)4．10棕榈一烯酸(C16∶1)0．80硬脂酸(C16∶1)1．00油酸(C18∶1)72．60亚油酸(C18∶2)21．10亚麻酸(C18∶3)0．20

3 结 论

4种提取方法中索氏提取法的杏仁油提取率最高。4种方法提取的大扁杏仁油的气味、滋味、透明度、折光指数、比重值和碘价差异不明显，酸价、皂化价和过氧化值存在差异，其中冷榨法所得油脂的酸价最低，超声波辅助提取法所得油脂的皂化价和过氧化值最低。另外，4种方法提取的油脂脂肪酸组成以油酸和亚油酸为主，含量均达到90%以上。综合评定，超声波辅助提取法优于其他提取方法。对超声波辅助提取工艺进行优化，最佳工艺条件为料液比1∶12、超声波频率60 Hz、超声波功率270 W、提取时间25 min、提取温度30 ℃，在此条件下杏仁油的提取率为45.85%且理化指标均符合国家标准。

参考文献：

[1] 王树杞.大扁杏-甜杏仁栽培与利用[M].北京:中国林业出版社,1993:5-20.

[2] 刘耀玺,李志西,孙新涛,等. 仁用杏果肉营养成分分析[J]. 安徽农业科学, 2007, 35(14):4175-4176.

[3] JENKINS D J A, KENDALL C W C, MARCHIE A, et al. Effect of almonds on insulin secretion and insulin resistance in nondiabetic hyperlipidemic subjects: a randomized controlled crossover trial[J]. Metabolism-clinical & Experimental, 2008, 57(7): 882-887.

[4] 程 鹏,李薇红,华 剑,等. 甜杏仁的药理作用研究进展[J]. 现代药物与临床, 2011, 26(5):365-369.

[5] JOSSE A R, KENDALL C W, AUGUSTIN L S, et al. Almonds and postprandial glycemia--a dose-response study[J]. Metabolism-clinical & Experimental, 2007, 56(3):400-404.

[6] 刑国秀,李 楠,杨美燕,等.天然苦杏仁苷的研究进展[J].中成药,2003,12(12):1007-1009.

[7] 杜 琨,牟朝丽.杏仁的营养价值与开发利用[J],食品研究与开发,2005,26(5):151-156.

[8] 杨海涛.甜杏仁油的提取研究与应用[J].中国油脂,2008(4):20-21.

[9] SARA A, ROSA C, JARA P J, et al. Comparison between free radical scavenging capacity and oxidative stability of nut oils[J]. Food Chemistry, 2008, 110(4):985-90.

[10] 张晓莉,朱诗萌,何余堂,等.我国杏仁油的研究与开发进展[J].食品研究与开发,2013(16):133-136.

[11] 冯 华. 压榨制油与浸出制油[J]. 黑龙江粮食, 2006(4):29-30.

[12] 钱俊青. 植物油浸出溶剂研究的新动态[J]. 现代商贸工业, 2000(3):43-45.

[13] 李焕荣,古丽娜孜,李媛媛. 杏仁油提取工艺条件的研究[J]. 新疆农业科学, 2008, 45(4):712-716.

[14] CHANIOTI S, TZIA C. Optimization of ultrasound-assisted extraction of oil from olive pomace using response surface technology: Oil recovery, unsaponifiable matter, total phenol content and antioxidant activity[J]. LWT-Food Science and Technology, 2017, 79:178-189.

[15] SAMARAM S, MIRHOSSEINI H, TAN C P, et al. Ultrasound-assisted extraction and solvent extraction of papaya seed oil: Crystallization and thermal behavior, saturation degree, color and oxidative stability[J]. Industrial Crops & Products, 2014, 52(1):702-708.

[16] 张 玲,李雅美,钟罗宝,等. 云南夏威夷果油脂的提取及其理化性质分析[J]. 食品科学, 2011, 32(8):151-154.

[17] 卿云光,罗在粉. 油脂的提取方法对酸价和过氧化值测定的影响[J]. 广州化工, 2015(5):147-148.

[18] 张京芳,杜 林,王冬梅. 不同提油方法对香椿籽油特性的影响[J]. 中国粮油学报, 2009, 24(6):67-71.

[19] 金晓芳,孙月娥. 超声波辅助提取杏仁油工艺的研究[J]. 农业机械, 2011(26):47-49.

[20] RANVEER R C, GUTTE K B, SAHOO A K. Effect of ultrasonic treatment on extraction of fatty acid profile of flaxseed oil[J]. Oilseeds & F ats Crops and Lipids, 2015, 22(6):606.

[21] 邢朝宏,李进伟,王兴国,等. 利用色谱技术测定油茶籽油脂肪酸组成及维生素E质量浓度[J]. 食品与生物技术学报, 2011, 30(6):838-842.

[22] MA J, YE H, RUI Y, et al. Fatty acid composition ofCamelliaoleiferaoil[J]. Journal Für Verbraucherschutz Und Lebensmittelsicherheit, 2011, 6(1):9-12.