响应面法优化超声辅助提取芒果核仁油工艺的研究

吴 贤，贾有青，李 哲，毛 鹏

沈阳师范大学 (沈阳 110034)

芒果是世界上第二大热带水果, 属于漆树科植物, 芒果分布范围广, 产量丰富, 年产量29万t以上[1-4]。 芒果中主要有黄酮、萜类、苷类和酚类等化合物，还是可可脂的替代物[5-8]。根据中国药典的记载，芒果核是蒙药的传统药物之一，具有养肾，祛风湿的功能，用于腿部疼痛等。目前研究的主要是芒果叶和芒果皮的化学成分，而对芒果核的研究比较少，因此，芒果核的研究与开发利用具有较好的理论意义和实际意义[9-11]。

油脂的提取有压榨法、浸出法、先压榨后浸出结合法。而超声辅助提取法是在浸出法的基础上加入超声振动，在强大的冲击波和微声流的作用下，使细胞壁破裂，从而使细胞内的油脂得到充分释放，达到提高出油率的目的[12-15]。与常规浸出方法相比，超声辅助浸出法提取芒果核仁油有工艺简单、成本低、提取时间短等优点[16-18]。

本实验采用超声辅助法提取芒果核仁油，通过改变料液比、超声时间和超声温度来进行单因素实验和正交试验[19]，最终得到芒果核仁油最佳的提取工艺参数，以提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1材料与试剂

青芒果：产地越南；正己烷，分析纯，天津市大茂化学试剂厂。

1.1.2仪器与设备

BJ-800A型多功能粉碎机，浙江德清机械有限公司；SHZ-D(III) 型循环水式多用真空泵，郑州亚荣仪器有限公司；FZG型低温真空干燥箱，南京飞宇制药设备有限公司；D2000-2L型电子天平，西杰天平(北京)仪器有限公司；YZ-60A型超声波清洗机，杭州萧山余祝超声波设备厂； HH-6型数显恒温水浴锅，上海皓庄仪器有限公司； IKA RV-10型旋转蒸发仪，上海辅泽商贸有限公司。

1.2 方法

1.2.1样品预处理

收集新鲜芒果核，去除芒果核壳和种皮，将黄白色的种仁烘干，用多功能粉碎机粉碎，每次1 000 g，粉碎时间为15 min，以物料防止氧化导致实验结果误差大。

1.2.2芒果核仁油提取工艺

芒果核仁油提取工艺如下：

芒果核仁 →清理→烘干→ 粉碎→称量→

超声辅助正己烷浸泡 → 抽滤→固体残渣

↓

称重←芒果核仁油←旋蒸←混合液

ERICA的核心评价部分采用三级评估模式，每级评估在输入数据的要求、评估的复杂程度、评价方法及评估结果的保守程度等方面各不相同，各级评估相互独立，评估者可根据需要自由选取某级评估。

↓

正己烷(回收)

1.2.3出油率的计算方法

式中：ω为芒果核仁出油率，%；m为芒果核仁出油质量， g；M为芒果核仁粉称量质量, g。

1.2.4单因素实验

将粉碎的芒果仁粉称重10.00 g作为物料重量，浸出溶剂为正己烷，分别考察超声时间(20、40、 60、80、100 min)、料液比(1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，g/mL)、提取温度(55 ℃、60 ℃、65 ℃、70 ℃、75 ℃)这3个因素对芒果核仁出油率的影响。在超声震动辅助下，提取芒果核仁粉中的油脂，使用真空抽滤器抽取液体，使混合液和固体残渣分离，用旋转蒸发仪分离混合液中的油脂和正己烷，得到芒果核仁毛油，计算出油率。

1.2.5正交实验

2 结果与讨论

2.1 单因素实验结果

2.1.1料液比对芒果核仁出油率的影响

在提取温度60 ℃、超声时间40 min的条件下，选择不同溶液比(1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25，g/mL)进行实验，实验结果见图1。

图1 料液比对芒果核仁出油率的影响

由图1可知，随着料液比的增大，芒果核仁出油率逐步提高，在料液比(g/mL)为1∶20后趋于平缓，因此本实验最适宜料液比(g/mL)为1∶20。

2.1.2超声时间对芒果核仁出油率的影响

在料液比(g/mL)1∶20、提取温度60 ℃的条件下，选择不同超声时间(20 min、40 min、60 min、80 min、100 min)进行实验，实验结果见图2。

图2 超声时间对芒果核仁出油率的影响

由图2可知，随着超声时间的延长，芒果核仁出油率逐步增大，在超声时间60 min后趋于平缓，因此本实验最适宜超声时间为60 min。

2.1.3提取温度对芒果核仁出油产率的影响

在料液比(g/mL)1∶20、超声时间40 min的条件下，选择不同提取温度(55 ℃、60 ℃、65℃、70 ℃、75 ℃)进行实验，实验结果见图3。

由图3可知，随着提取温度的升高，芒果核仁出油率逐步增大，在提取温度65 ℃后缓慢降低，因此本实验最适宜提取温度为65 ℃。

图3 提取温度对芒果核仁出油率的影响

2.2 正交实验优化分析

在单因素实验结果基础上，选择料液比、超声时间、提取温度三个因素，找到出油率受三个因素影响的最佳点，以芒果仁核出油率为指标在最佳点附近进行正交实验。因素水平表见表1。

表1 因素水平表

根据因素水平表，设计正交实验以确定进一步优化超声工艺，正交实验结果见表2。

表2 正交实验结果分析

由正交试验结果得，各因素对芒果核仁油脂的出油率影响大小顺序为A>B>C，即料液比>超声时间>提取温度。因此通过正交试验得出的芒果核仁油脂的最佳工艺点为A3B3C2，即料液比为1∶25，超声时间为70 min，提取温度为65 ℃，此条件在正交试验序列中无需验证。

3 结论

通过超声震动进行辅助提取对粉碎后的芒果核仁油脂进行提取分析，研究芒果核仁油脂的提取率的影响因素，分析料液比、时间、温度的改变的单因素试验，对芒果核仁出油率的影响；随着控制条件的变化，再通过正交分析，找出料液比、时间、温度对出油率影响的最佳条件，设计出正交试验的最佳点为：料液比为1∶25，超声时间为70 min，提取温度为65 ℃，在此条件下芒果核仁油脂的最佳出油率为8.84%。