葡萄籽油的提取工藝研究及成分分析

楊碧霞，馮翠萍，張碩，齊海心

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息學(xué)院，山西 太谷030800；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西 太谷030801）

葡萄籽中約含有10%～15% 的葡萄籽油，其主要成分為亞油酸、亞麻酸等多種不飽和脂肪酸［1］。葡萄籽油中還含有多種礦物元素和A、D、E、P、K等多種維生素，特別是VE含量較高，可以治病、防病及抗衰老，對(duì)于增強(qiáng)體質(zhì)、增黑毛發(fā)有效。經(jīng)動(dòng)物急性毒性、蓄積毒性、亞急性、致突變、致畸試驗(yàn)，已被證明無(wú)毒無(wú)致癌成分，宜長(zhǎng)期食用［2～4］。在國(guó)外，葡萄籽油主要用作嬰兒和老年人的高級(jí)營(yíng)養(yǎng)油，高空作業(yè)和飛行人員的高級(jí)保健油［5］。在我國(guó)，葡萄籽油的制取工藝還尚未成熟，目前，常用的提取方法有用機(jī)械壓榨法、溶劑浸出法和超臨界流體萃取法［6］。本實(shí)驗(yàn)采用超臨界CO2萃取法對(duì)葡萄籽油進(jìn)行提取，并用氣相色譜法對(duì)葡萄籽油的化學(xué)成分進(jìn)行分析，旨在為葡萄籽油的開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料

巨峰葡萄籽：由清徐縣葡萄酒廠提供。

1.1.2 試劑

高純度CO2：由太谷縣北化氧氣廠提供，純度達(dá)99%以上。

1.1.3 主要儀器及設(shè)備

HA121－50－01超臨界萃取裝置，南通市華安超臨界萃取有限司；氣相色譜儀（島津14B），日本島津公司生產(chǎn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 萃取率計(jì)算

精確稱取粉碎好的葡萄籽粉（粒度40～60目）裝于萃取器中，于設(shè)置的萃取條件下進(jìn)行動(dòng)態(tài)萃取，溶有葡萄籽油的超臨界CO2經(jīng)減壓、升溫后與葡萄籽油分離，萃取結(jié)束后，精確稱量萃取物重，并用索氏提取器測(cè)定葡萄籽粉中含油量，然后計(jì)算葡萄籽油的萃取率。

其中，G1－葡萄粉質(zhì)量／g；X1－葡萄籽粉油脂含量／%；G2－萃取出油脂質(zhì)量／g。

1.2.2 CO2超臨界萃取葡萄籽油條件優(yōu)化

利用L9（33）正交試驗(yàn)對(duì)最佳萃取條件進(jìn)行優(yōu)化，各因素和水平見(jiàn)表1。精確稱取粉碎好的20g葡萄籽粉裝于萃取器中，在分離I壓力8MPa、溫度45℃，分離Ⅱ壓力6MP a，CO2流量25L·h－1的條件下，按正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，調(diào)整萃取壓力、溫度和時(shí)間。

表1 L9（33）正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 The table of factors and levels of L9（33）

1.2.3 葡萄籽油各種成分的分析

利用氣相色譜儀對(duì)葡萄籽中的各種成分進(jìn)行分析。

采用甲醇鈉甲酯化法對(duì)葡萄籽油進(jìn)行預(yù)處理后，進(jìn)樣1L。利用標(biāo)準(zhǔn)脂肪酸甲酯在同一色譜條件下根據(jù)保留時(shí)間進(jìn)行定性；定量用混和脂肪酸外標(biāo)法，利用TL9900色譜工作站在時(shí)間程序上刪除溶劑峰后，采用峰面積歸一化法進(jìn)行定量計(jì)算其結(jié)果。

脂肪酸色譜條件：玻璃填充柱（1.1m×3.0 mm）；白色102擔(dān)體（60～80目）；DEGS固定液20%；FID檢測(cè)器，汽化溫度250%，檢測(cè)250%，柱溫190℃，空氣500mL·min－1，氫氣50mL·min－1，氮?dú)?6mL·min－1；TL 9900色譜工作站。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄籽含油量測(cè)定

經(jīng)索氏提取器測(cè)定，葡萄籽中葡萄籽油含量為11.6%。

2.2 CO2超臨界萃取葡萄籽油工藝條件的優(yōu)化

由表2可見(jiàn)，最佳萃取工藝為A2B2C3，即萃取壓力30MPa、萃取溫度40℃、時(shí)間90min。經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)，在此條件下，萃取率為89.4%，確定為最佳工藝條件。

由極差值R可知，各因素對(duì)萃取率的影響程度由大到小依次為萃取壓力，萃取溫度，萃取時(shí)間。

由表3方差分析結(jié)果表明，萃取壓力對(duì)萃取率的影響差異極顯著。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Orthogonal test date

表3 方差分析Table 3 Analysis of variance

2.3 葡萄籽油中各種成分的分析

采用氣相色譜法分析了葡萄籽油脂肪酸組成成分，脂肪酸組成和含量見(jiàn)圖1、表3。結(jié)果顯示葡萄籽油的成分以不飽和脂肪酸為主，其中含亞油酸69.9%，油酸18.4%，飽和脂肪酸主要是硬脂酸和棕櫚酸，其含量分別為3.6%、8.1%。

圖1 葡萄籽油脂肪酸色譜圖Fig.1 Grape seed oil fatty acids chromatogram

表4 超臨界CO2萃取葡萄籽油脂肪酸的組成Table 4 Fatty acid composition of grape seed oil extracted by Supercritical CO2

3 討論

葡萄籽油中含有硬脂酸、棕櫚酸、油酸、亞油酸等多種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸的含量達(dá)到88.3%，超臨界流體萃取技術(shù)是新興的食品工程高新技術(shù)，超臨界流體以其特有的理化性質(zhì)和無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)受到了各行各業(yè)的重視并被不斷的加以應(yīng)用［7］。利用超臨界CO2萃取葡萄籽油脂，其工藝流程簡(jiǎn)單，萃取效率高產(chǎn)品純凈無(wú)溶劑殘留能保持產(chǎn)品的品質(zhì)和特性［8］。葡萄籽是葡萄加工企業(yè)的副產(chǎn)品，其資源較多，容易獲得。隨著人們對(duì)于葡萄籽油保健功效認(rèn)識(shí)的增強(qiáng)、提取工藝的不斷成熟，必然會(huì)有更多的投入到葡萄籽油的生產(chǎn)葡萄籽油的開(kāi)發(fā)利用不僅能為社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)的食用油脂，提高資源利用率，在一定程度上能緩解我國(guó)目前油脂油料資源緊缺的矛盾，而且還能增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對(duì)于減少環(huán)境污染有著十分重要的意義。因此應(yīng)積極地在葡萄釀造企業(yè)中推廣葡萄籽油的開(kāi)發(fā)利用［9］。

4 結(jié)論

CO2超臨界萃取葡萄籽油的最佳條件是：萃取壓力30MPa、溫度40℃、時(shí)間90min、CO2流量25L·h－1，在此條件下萃取率可達(dá)89.4%，提取的葡萄籽油在常溫下為金黃色半透明液體，不飽和脂肪酸含量高，其中含亞油酸69.9%，油酸含量18.4%，因此可推斷其具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健作用。

［1］刁小琴，張有林，關(guān)海寧.天然活性多肽及其應(yīng)用前景［J］.糧食與油脂，2006（5）：43.

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［9］王睿.葡萄籽油提取工藝研究進(jìn)展［J］.食品與生物，2009（10）：7－8.